CN110269521A - 一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，包括：控制器，用于设定烧烤炉内预设温度；炉内温度传感器，采集烧烤炉内实际温度；探针温度传感器，采集烧烤炉内食物实际温度；所述MCU（控制器）连接炉内温度传感器与探针温度传感器，不断采集实际温度，比较实际温度与预设温度，计算实际温度与预设温度的差值，存储历史累计的温度差值；提取历史累计的温度误差经过PID运算出达到预设温度所需的功率；下料电机，输出功率，让温度保持，本发明的优点：温度控制精度高、成本低、具有远程控制功能。

Description

一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，尤其是涉及一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统。

背景技术

目前木屑烧烤炉主要市场集中在北美以及欧洲市场，市场应用非常广泛，一般的木屑烧烤炉不具备智能的温度控制系统；有智能温度控制系统的烧烤炉，一般为燃气烧烤炉，相对于木屑烧烤炉，成本会高很多，且一般燃气烧烤炉，不具备精准控温的功能，也没有烟熏模式可以选择，烧烤出来的食物不一定有烟熏模式烧烤的口味好。

发明内容

鉴于目前技术存在的上述不足，本发明提供一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，PID烧烤炉控制器，温度控制恒温更加精准，设定温度范围更宽，能够使烧烤炉达到更加理想的烟熏烧烤效果，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明的采用如下技术方案：一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，包括：控制器，用于设定烧烤炉内预设温度；炉内温度传感器，采集烧烤炉内实际温度；探针温度传感器，采集烧烤炉内食物实际温度；所述MCU（控制器）连接炉内温度传感器与探针温度传感器，不断采集实际温度，比较实际温度与预设温度，计算实际温度与预设温度的差值，存储历史累计的温度差值；提取历史累计的温度误差经过PID 运算出达到预设温度所需的功率；下料电机，输出功率，让温度保持。

作为本发明的优选技术方案，所述下料电机控制木屑下料速度及木屑下料时间，达到一定的功率；特定下料时间内，温度上升过快时，降低下料速度。

作为本发明的优选技术方案，所述特定下料时间内，温度下降过快时，提高下料速度。

作为本发明的优选技术方案，所述控制器，控制电路开关。

作为本发明的优选技术方案，还包括显示屏，显示所述预设温度、实际温度、开关机状态。

作为本发明的优选技术方案，所述下料电机连接风扇，所述风扇，加速木屑燃烧速度，提供温度。

作为本发明的优选技术方案，还包括点火棒，所述点火棒点燃木屑。

作为本发明的优选技术方案，还包括移动控制端，所述移动控制端为手机APP，所述手机APP通过通讯模块连接控制器,所述通讯模块为wifi或BLE。

作为本发明的优选技术方案，所述手机APP远程开关机、设定温度、设定模式。

作为本发明的优选技术方案，一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制方法，所述控制步骤为，步骤1：开机，持续下料60秒，风扇启动、点火棒启动、timer开始计时；步骤2：通过炉内温度传感器监测炉内温度，炉内温度大于90度，进入模式选择；步骤3：模式选择，包含烧烤模式与烟熏模式，选择烧烤模式，设定高温阈值，风扇以80%速度继续转动，让下料电机速度系数达到Temp*Kp*(1+1/Ti+Td*S),Kp=1.95，Ki=0.01*Td,Kd=1.00；步骤4：每隔10秒更新一次下料电机速度；步骤5：关机、关掉点火棒、关掉下料电机、风扇以100%速度转动让炉内温度小于80度。

综合上述技术方案，我们有区别于传统木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统。本发明的有益效果：1）温度控制精度高：木屑烧烤炉加热原材料是使用木屑颗粒，采用蜗杆下料电机控制下料的速度来控制温度，因为木屑燃烧释放热量速度相对电加热速度会慢很多，也会有比较大的延迟时间，所以很容易造成温度冲温（超过设定温度）或者因过调而导致的熄火现象，采用当前先进的PID软件算法，将采集到的实际炉温参数，设定温度参数，历史累积温度误差参数综合运算，控制下料电机以最合适的下料速度控制炉温，这种控制可以避免以上所述的冲温或者熄火现象，且温度控制非常精准。

2）成本低：PID软件算法以及相应的控制器一般应用于精度温度控制场合，例如钢炉冶炼温度控制等等，这种控制器往往成本很高，不适用于家用烧烤炉温度对成本要求较高的领域，此方案是专门针对于烧烤炉设计，提取PID控制以及软件算法的核心部分做相应压缩改进，使控制器成本大大降低。

3）此方案具有WIFI/蓝牙远程控制功能，可以通过手机APP远程开关机，设定温度，菜谱等等，尤其是在烟熏烧烤模式下，因为需要时间较长，此时使用远程操作机器，而不需要一直守护在机器旁边，节省用户时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统的模块示意图。

图2为本发明所述木屑颗粒烧烤炉的温度控制方法示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“一端”、“内”、“上”“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；并且，所述的“和/或”包括了“和”与“或”两种可能的实施例。

如图1、图2所示，本发明提供一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，包括：控制器，用于设定烧烤炉内预设温度；炉内温度传感器，采集烧烤炉内实际温度；探针温度传感器，采集烧烤炉内食物实际温度；所述MCU（控制器）连接炉内温度传感器与探针温度传感器，不断采集实际温度，比较实际温度与预设温度，计算实际温度与预设温度的差值，存储历史累计的温度差值；提取历史累计的温度误差经过PID 运算出达到预设温度所需的功率；下料电机，输出功率，让温度保持。

进一步，所述下料电机控制木屑下料速度及木屑下料时间，达到一定的功率；特定下料时间内，温度上升过快时，降低下料速度。

进一步，所述特定下料时间内，温度下降过快时，提高下料速度。

进一步，所述控制器，控制电路开关。

进一步，还包括显示屏，显示所述预设温度、实际温度、开关机状态。

进一步，所述下料电机连接风扇，所述风扇，加速木屑燃烧速度，提供温度。

进一步，还包括点火棒，所述点火棒点燃木屑。

进一步，还包括移动控制端，所述移动控制端为手机APP，所述手机APP通过通讯模块连接控制器,所述通讯模块为wifi或BLE。

进一步，所述手机APP远程开关机、设定温度、设定模式。

一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制方法，所述控制步骤为，步骤1：开机，持续下料60秒，风扇启动、点火棒启动、timer开始计时；步骤2：通过炉内温度传感器监测炉内温度，炉内温度大于90度，进入模式选择；步骤3：模式选择，包含烧烤模式与烟熏模式，选择烧烤模式，设定高温阈值，风扇以80%速度继续转动，让下料电机速度系数达到Temp*Kp*(1+1/Ti+Td*S),Kp=1.95，Ki=0.01*Td,Kd=1.00；步骤4：每隔10秒更新一次下料电机速度；步骤5：关机、关掉点火棒、关掉下料电机、风扇以100%速度转动让炉内温度小于80度。

进一步，选择烟熏模式，设定低温阈值，风扇以50%速度继续转动，让下料电机速度系数达到Temp*Kp*(1+1/Ti+Td*S),Kp=1.65，Ki=0.04*Td,Kd=3.00；每隔10秒更新一次下料电机速度；关机、关掉点火棒、关掉下料电机、风扇以100%速度转动让炉内温度小于80度。

木屑烧烤炉采用燃烧木屑作为热源来烧烤烟熏食品，而非电或者燃气加热；下料电机作用是在通过控制器控制下料电机的旋转速度，控制下料电机所连接的螺杆旋转，从而达到控制木屑下料到燃烧腔速度的目的。点火棒的作用是在开启机器时高温点燃燃烧腔的木屑颗粒，达到点火的目的，在点火完成后，点火棒停止工作。风扇的作用是加速点火过程和木屑燃烧速度，以提高温度。

炉内温度传感器采集烤炉炉体温度，该信号输送给MCU（控制器）内置高精度A/D模数转换电路转换成数字信号，再经过MCU（控制器）程序计算后，转换成温度值；用于检测炉体本身温度。

探针温度传感器和以上原理相同，可以用来感知食品或者炉内肉制品温度，方便用户监测食品生熟程度。

按键电路用于控制产品的开关机，设定温度，等等，由MCU（控制器）扫描按键输入；显示屏显示当前的设定温度，实际温度，开机、关机等等。

WIFI/BLE通讯模块：用于烧烤炉控制器和手机APP远程通讯。模块和MCU（控制器）通讯方式一般为UART，但是不限于此一种方式。

通讯路径：MCU（控制器）===通讯模块===路由器===服务器===移动基站===手机APP。

整体控制原理：在烤炉完成点火后，进入PID温度控制程序，MCU（控制器）不断采集更新实际温度，软件算法综合当前设定温度，炉体实际温度，历史累计温度误差，计算出合适的下料时间系数，且根据采集温度不断更新输出，在温度上升过快时，降低下料速度，在温度下降过快时，提高下料速度，以达到精准控温的目的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在限制本发明。

Claims (10)

1.一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，其特征在于，包括：控制器，用于设定烧烤炉内预设温度；炉内温度传感器，采集烧烤炉内实际温度；探针温度传感器，采集烧烤炉内食物实际温度；所述MCU（控制器）连接炉内温度传感器与探针温度传感器，不断采集实际温度，比较实际温度与预设温度，计算实际温度与预设温度的差值，存储历史累计的温度差值；提取历史累计的温度误差经过PID 运算出达到预设温度所需的功率；下料电机，输出功率，让温度保持。

2.根据权利要求1所述木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，其特征在于，所述下料电机控制木屑下料速度及木屑下料时间，达到一定的功率；特定下料时间内，温度上升过快时，降低下料速度。

3.根据权利要求2所述木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，其特征在于，所述特定下料时间内，温度下降过快时，提高下料速度。

4.根据权利要求1或2所述木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，其特征在于，所述控制器，控制电路开关。

5.根据权利要求4所述木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，其特征在于，还包括显示屏，显示所述预设温度、实际温度、开关机状态。

6.根据权利要求5所述木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，其特征在于，所述下料电机连接风扇，所述风扇，加速木屑燃烧速度，提供温度。

7.根据权利要求6所述木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，其特征在于，还包括点火棒，所述点火棒点燃木屑。

8.根据权利要求7所述木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，其特征在于，还包括移动控制端，所述移动控制端为手机APP，所述手机APP通过通讯模块连接控制器,所述通讯模块为wifi或BLE。

9.根据权利要求8所述木屑颗粒烧烤炉的温度控制系统，其特征在于，所述手机APP远程开关机、设定温度、设定模式。

10.一种木屑颗粒烧烤炉的温度控制方法，其特征在于，所述控制步骤为，步骤1：开机，持续下料60秒，风扇启动、点火棒启动、timer开始计时；步骤2：通过炉内温度传感器监测炉内温度，炉内温度大于90度，进入模式选择；步骤3：模式选择，包含烧烤模式与烟熏模式，选择烧烤模式，设定高温阈值，风扇以80%速度继续转动，让下料电机速度系数达到Temp*Kp*(1+1/Ti+Td*S),Kp=1.95，Ki=0.01*Td,Kd=1.00；步骤4：每隔10秒更新一次下料电机速度；步骤5：关机、关掉点火棒、关掉下料电机、风扇以100%速度转动让炉内温度小于80度。