CN109820226A - 带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器，包括主控单元，所述主控单元通过电磁兼容EMC与变频器相连，变频器与循环风机相连，所述主控单元通过风机驱动和高速低速开关与循环风机相连，所述主控单元通过传感器输入与温湿度传感器相连，所述主控单元通过输出单元与电辅热单元、热泵机组、冷风门、显示单元相连，所述主控单元通过通信单元与组网单元相连，组网单元与通讯模块相连，所述主控单元通过电流检测、电压检测和输出单元与备用电源单元相连；密集烤房变频器改造后电耗明显下降，节约电能达30%左右，风速柔和，烟叶脱水、变黄、干燥循序渐进，香气物质形成大量沉淀积累，化学成分协调，烟叶工业使用价值提高。

Description

带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器

技术领域

本发明涉及烤房控制设备技术领域，具体是一种带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器。

背景技术

近年来，随着普通单体密集燃煤型烤房的推广及应用，显著提高了我国在农作物烘烤领域的整体水平，同时也对农作物种植面积的扩展、集约化种植的逐步形成和专业化烘烤模式的进一步发展都起到了明显的促进作用。但是随着现代农业战略的实施，人们对密集烤房“绿色低碳、节能减排、省工降耗”的要求进一步提高，普通密集型烤房的不足也日益凸显出来。现有密集烤房供热系统和温湿度控制系统均由人工进行控制，这种控制方式劳动强度大，且控制效果很难把握；误差较大，易导致温湿度场的分布不均匀，进而使得烘烤产品的质量不可控，并且能耗较高。急需拥有物联网功能的控制器实时监测烤房温湿度数据，并对烘烤数据进行实时更改。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的不足，提供一种带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器，具有变频器及物联网功能。解决现有技术中的烤房供热及温湿度控制采用人工控制从而导致效率低下、控制效果差且能耗较高的问题。

本发明通过如下技术方案予以实现：一种带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器，由微控制器、电磁兼容EMC、电流检测、电压检测、通信单元、输出驱动、输出单元、传感器输入、语音部分、存储器、低压电源组成主控单元，低压电源与微控制器、电磁兼容EMC、电流检测、电压检测、通信单元、输出驱动、输出单元、传感器输入、语音部分、存储器相连，微控制器与电磁兼容EMC、电流检测、电压检测、通信单元、输出驱动、传感器输入、语音部分、存储器，输出驱动与输出单元相连；低压电源通过降压部分、低压保护与输入电源相连；主控单元通过电磁兼容EMC与变频器相连，变频器与循环风机相连，可根据控制需求实现循环风机的无级变速，既避免了原烘烤过程中人为根据经验切换循环风机高低速的问题，同时又节约了电能；主控单元通过传感器输入与温湿度传感器相连；主控单元通过输出单元与电辅热单元、热泵机组、冷风门、显示单元相连，采用热泵为主供热单元避免了原烘烤过程中人为添加燃料造成的温度过冲或严重掉温的问题，电辅热为辅助加热单元可保证在夜晚或下雨天因环境温度过低造成的能量供给不足的问题；主控单元通过通信单元与组网单元相连，组网单元与通讯模块相连，可有效通过电脑WEB端及手机APP端监测、浏览、修改烤房烘烤数据；主控单元通过电流检测、电压检测和输出单元与备用电源单元相连。

附图说明

图1是本发明控制器原理框图；

图2是本发明变频器通讯单元示意图；

图3是本发明中物联网通讯单元示意图；

图4是组网示意图；

图5是评析质量结果GPRS信息维护界面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器原理框图，由主控单元与外围单元组成。主控单元包括微控制器、低压电源、存储器、语音部分、电磁兼容EMC、传感器输入、电压检测、电流检测、通讯单元、驱动单元。外围单元包括显示部分、温湿度传感器、组网单元、变频器单元、电压输入、低压保护、降压部分、风机驱动、高低速开关、循环风机、电辅热单元、热泵机组等。所述低压电源与微控制器、电磁兼容EMC、电流检测、电压检测、通信单元、输出驱动、输出单元、传感器输入、语音部分、存储器相连，微控制器与电磁兼容EMC、电流检测、电压检测、通信单元、输出驱动、传感器输入、语音部分、存储器相连，输出驱动与输出单元相连；所述低压电源通过降压部分、低压保护与输入电源相连；所述主控单元通过电磁兼容EMC与变频器相连，变频器与循环风机相连，所述主控单元通过风机驱动和高速低速开关与循环风机相连；所述主控单元通过传感器输入与温湿度传感器相连；所述主控单元通过输出单元与电辅热单元、热泵机组、冷风门、显示单元相连；所述主控单元通过通信单元与组网单元相连，组网单元与通讯模块相连；所述主控单元通过电流检测、电压检测和输出单元与备用电源单元相连。

图2为本发明变频器的变频通讯单元，变频器通讯采用RS485通讯。RX为读信号TX为写信号。RS-485标准定义信号阈值的上下限为±200mV。即当A-B>200mV时，总线状态应表示为“1”；当A-B<-200mV时，总线状态应表示为“0”。但当A-B在±200mV之间时，则总线状态为不确定，所以我们会在A、B线上面设上、下拉电阻，以尽量避免这种不确定状态。

图3为本发明物联网通讯单元，物联网通讯采用TTL通讯。RX为读信号TX为写信号。利用USART模块通过TTL通讯实现。TTL规定输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。

1.变频器变频逻辑：

能分段设定，时间、频率，以5赫兹为调整单元。

遵循变黄、定色、干筋三段式烘烤工艺，以低、高、低为指导原则。低对应温度段38℃/40℃以前，高为40℃-55℃，低为55℃以后。

整个过程保证排湿优先，然后再考虑降档，同时兼顾热源升温保证。调节档位缓调节，慢调节。

默认曲线为：

第一阶段20Hz 第二阶段20Hz

第三阶段30Hz 第四阶段40Hz

第五阶段50Hz 第六阶段50Hz

第七阶段40Hz 第八阶段35Hz

第九阶段30Hz 第十阶段20Hz

物联网监控系统组网如图4。

a.控制器 + 无线局域网扩展模块（一对一则直接与中继器对接）

b.无线数据采集中继器（一个中继器最多可以连接十个控制器）

c.专用服务器

d.终端设备（手机、平板、电脑等）

通过浏览器登陆服务器的web端，使用已知的账号密码登陆查阅。

如图5所示，密集烤房变频器改造后电耗明显下降，节约电能达30%左右，风速柔和，烟叶脱水、变黄、干燥循序渐进，香气物质形成大量沉淀积累，化学成分协调，烟叶工业使用价值提高。密集烘烤循环风机变频器不同控制策略不论是从节能效果看，还是烟叶烘烤质量都有了较大的提升。即在烟叶烘烤38℃，变频器频率为27Hz，循环风机转速778r/min，烟叶烘烤42℃，变频器频率为33Hz，循环风机转速950r/min，烟叶烘烤48℃，变频器频率为43Hz，循环风机转速1238r/min，烟叶烘烤58℃，变频器频率为40Hz，循环风机转速1152r/min，烤后烟叶常规化学成分和评吸质量较好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器，包括主控单元、变频器、循环风机、风机驱动、高速低速开关、温湿度传感器、电辅热单元、热泵机组、冷风门、显示单元、组网单元、通讯模块和备用电源单元，其特征在于，由微控制器、电磁兼容EMC、电流检测、电压检测、通信单元、输出驱动、输出单元、传感器输入、语音部分、存储器和低压电源组成主控单元，所述低压电源与微控制器、电磁兼容EMC、电流检测、电压检测、通信单元、输出驱动、输出单元、传感器输入、语音部分、存储器相连，所述微控制器与电磁兼容EMC、电流检测、电压检测、通信单元、输出驱动、传感器输入、语音部分、存储器相连，所述输出驱动与输出单元相连，所述低压电源通过降压部分、低压保护与输入电源相连。

2.根据权利要求1所述的带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器，其特征在于，所述主控单元通过电磁兼容EMC与变频器相连，变频器与循环风机相连。

3.根据权利要求1所述的带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器，其特征在于，所述主控单元通过风机驱动和高速低速开关与循环风机相连。

4.根据权利要求1所述的带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器，其特征在于，所述主控单元通过传感器输入与温湿度传感器相连。

5.根据权利要求1所述的带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器，其特征在于，所述主控单元通过输出单元与电辅热单元、热泵机组、冷风门、显示单元相连。

6.根据权利要求1所述的带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器，其特征在于，所述主控单元通过通信单元与组网单元相连，组网单元与通讯模块相连。

7.根据权利要求1所述的带物联网功能和风机变频功能的密集烤房控制器，其特征在于，所述主控单元通过电流检测、电压检测和输出单元与备用电源单元相连。