CN112931544A - 制饼机烤盘温度控制方法及制饼机 - Google Patents
制饼机烤盘温度控制方法及制饼机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种制饼机及制饼机烤盘温度控制方法;其中所述制饼机烤盘温度控制方法包括:获取烤盘的当前温度;将所述烤盘的当前温度与多个预设温度区间进行匹配,以确定烤盘的当前温度所属的温度区间;根据烤盘的当前温度所属的温度区间,选择对应的加热模式,并根据选择的加热模式控制所述制饼机的加热装置工作。本发明通过在不同的温度区间内选择不同的加热模式,有效缩短温度控制系统的系统的温度调整时间,提升了制饼机的温度控制精度且避免制饼机的烤盘的温度过高。
Description
技术领域
本发明涉及电子电力技术领域,特别涉及一种制饼机烤盘温度控制方法及制饼机。
背景技术
制饼机的加热装置的控制具有大滞后性、非线性以及时变性;制饼机的加热装置在工作过程中,烤盘不断的运动,使得烤盘本身具备风冷的效果,导致烤盘温度变化快,且加热装置的工作与烤盘的温度变化之间存在一定的滞后,此时,如果采用常规的控制算法,例如PID控制算法,会导致制饼机的加热装置控制响应慢,调整时间长以及控制精度不足的问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种制饼机烤盘温度控制方法,旨在提高制饼机的温度控制精度和温度调整的响应速度。
为实现上述目的,本发明提出一种制饼机烤盘温度控制方法,制饼机包括烤盘及对所述烤盘加热的加热装置,该制饼机烤盘温度控制方法包括以下步骤:
获取烤盘的当前温度;
将所述烤盘的当前温度与多个预设温度区间进行匹配,以确定烤盘的当前温度所属的温度区间;
根据烤盘的当前温度所属的温度区间,选择对应的加热模式,并根据选择的加热模式控制所述制饼机的加热装置工作。
可选地,所述温度区间包括温度依次递增的第一温度区间、第二温度区间以及第三温度区间;
所述根据烤盘的当前温度所属的温度区间,选择对应的加热模式,并根据选择的加热模式控制所述制饼机的加热装置工作的步骤具体包括:
在所述烤盘的当前温度属于第一温度区间时,选择加热比为1的加热模式控制制饼机的加热装置工作;
在所述烤盘的当前温度属于第二温度区间时,选择加热比为预设固定加热比的加热模式控制制饼机的加热装置工作;
在所述烤盘的当前温度属于第三温度区间时,选择加热比为动态加热比的加热模式控制制饼机的加热装置工作;
在所述烤盘的当前温度超出第三温度区间时,选择加热比为0的加热模式控制制饼机的加热装置工作;
其中,所述预设固定加热比大于0且小于1,加热比通过以下计算公式获得:
其中,f为加热比,ta为加热装置的加热时间,tb为加热装置的休息时间。
可选地,所述第三温度区间包括第一子温度区间和第二子温度区间;其中,第一温度子区间和第二温度子区间的临界值为制饼机烤盘的目标温度;
所述在所述烤盘的当前温度属于第三温度区间时,选择加热比为动态加热比的加热模式控制制饼机的加热装置工作的步骤具体包括:
在所述烤盘的当前温度属于第一子温度区间时,以X-Y为目标温度,动态调节加热比;
在所述烤盘的当前温度属于第二子温度区间时,以X+Z为目标温度,动态调节加热比;
其中,X为制饼机的目标温度,Y和Z为调整值。
可选地,所述在所述烤盘的当前温度属于第一子温度区间时,以X-Y为目标温度,动态调节加热比具体为:
以X-Y为目标温度,通过PID算法调节休息时间以调节加热比;
所述在所述烤盘的当前温度属于第二子温度区间时,以X+Z为目标温度,动态调节加热比具体为:
以X+Z为目标温度,通过PID算法调节加热时间以调节加热比。
可选地,所述制饼机烤盘温度控制方法还包括以下步骤:
依次获取预设次数的烤盘的温度值,并计算获取的相邻两次烤盘的温度值的差值;
将任意相邻两次烤盘的温度值之间的差值与制饼机当前工作模式下的预设差值范围进行匹配;
在相邻两次烤盘的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号。
可选地,所述在相邻两次烤盘的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号的步骤具体包括:
根据获取预设次数的烤盘的温度值确定烤盘的温度值持续小于第一预设温度值时,且预设次数的烤盘的温度值恒定不变时;确定制饼机未插入NTC热敏电阻,并输出所述制饼机工作异常信号;以及,
根据获取预设次数的烤盘的温度值确定烤盘的温度值小于所述第一预设温度值,且相邻两次烤盘的温度值的差值小于第二预设温度值时,确定制饼机未插入加热电源线;输出所述制饼机工作异常信号;
其中,所述第一预设温度值大于所述第二预设温度值。
可选地,所述在相邻两次烤盘的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号的步骤具体包括:
相邻两次烤盘的温度值之间的差值大于第三预设温度值时,确定NTC热敏电阻被中途拔出,并输出所述制饼机工作异常信号。
可选地,所述在相邻两次烤盘的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号的步骤具体包括:
相邻两次烤盘的温度值之间的差值逐渐降低,确定加热电源线被中途拔出,并输出所述制饼机工作异常信号。
可选地,其特征在于,在所述获取烤盘的当前温度的步骤之后,还包括以下步骤:
在当前烤盘的温度值大于第四预设温度值时,输出报警信号。
本发明还提出一种制饼机,所述制饼机包括存储器、处理器、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的制饼机烤盘温度控制程序所述制饼机烤盘温度控制程序被所述处理器执行时实现上述的制饼机烤盘温度控制方法的步骤;
所述制饼机还包括:
加热装置及烤盘,所述加热装置对应所述烤盘的位置设置,所述加热装置在工作时对所述烤盘进行加热;
加热装置的驱动电路,与所述处理器电连接,用于控制所述加热装置工作;
温度采集电路,与所述处理器电连接连接,所述温度采集电路用于采集所述烤盘的温度。
本实施例技术方案通过将温度划分为多个预设温度区间,在制饼机工作时,采集烤盘的当前温度,并将获取的烤盘温度与多个预设温度区间进行匹配,从而确定烤盘当前温度所属的温度区间,进而可以根据烤盘的当前温度所述的温度区间选择相应的加热模式,控制加热装置工作,如此设置,在不同的温度区间内,加热模式不同,从而可以灵活选择加热模式,有效缩短温度控制系统的系统的温度调整时间且不会导致烤盘的温度过高。具体地,可以在烤盘的当前温度较低时,选择加热速度较快的加热模式,例如上述的第一加热模式,在烤盘的当前温度较高时,选择加热速度较慢但温度精度控制更高的加热模式,例如上述的第四加热模式。由于本实施例中,动态加热的温度区间相比较现有技术的全温度区间动态加热而言,温度区间范围更加小,从而在采用PID算法动态控制烤盘温度时,PID算法比例系数可以设置的更加小,从而可以避免在采用PID算法进行温度调节时,出现大幅度的超调,导致温度过高,而烧糊烤盘上的面筋,有效的提升了制饼机的温度控制精度,本发明实现了缩短调整时间的同时避免温度控制系统的温度幅度变化过大导致温度过高而烧毁制饼机或者面饼。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明制饼机烤盘温度控制方法一实施例的流程示意图;
图2为本发明制饼机烤盘温度控制方法另一实施例的流程示意图;
图3为本发明制饼机烤盘温度控制方法又一实施例的流程示意图;
图4为本发明制饼机烤盘温度控制方法再一实施例的流程示意图;
图5为本发明制饼机烤盘温度控制方法又再一实施例的流程示意图;
图6为本发明制饼机一实施例的电路图;
图7为本发明制饼机的加热装置的驱动电路一实施例的电路图;
图8为本发明制饼机的温度采集电路一实施例的电路图;
图9为本发明制饼机烤盘10温度控制方法一实施例的烤盘10温度曲线图。
附图标号说明:
标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
10a、10b | 烤盘 | 60a、60b | 加热装置的驱动电路 |
20 | 处理器 | R1~R4 | 第一电阻至第四电阻 |
30 | 运动控制组件 | C1、C2 | 第一电容、第二电容 |
40a、40b | 温度采集电路 | L1 | 第一电感 |
50a、50b | 加热装置 | Q1 | 可控硅 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例,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作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。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种制饼机烤盘10温度控制方法。所述算法可以有效提高制饼机烤盘10温度控制系统的响应速度,缩短温度调整时间。
需要说明的是,制饼机的烤盘10(也即制饼机的加热板)常采用不锈钢等材料制成,加热管/加热丝在加热烤盘10时,加热丝的工作和烤盘10的温度之间存在一定的滞后性,也即加热管/加热丝的工作和获取温度反馈值之间存在一定的延时性,同时加热丝的工作和烤盘10之间呈现非线性、时变性等特点,导致温度控制系统的抗干扰能力差,响应时间长,以及调整时间长,且由于上烤盘10是受运动控制组件30控制的运动装置,上烤盘10在运动过程中相当于一个风冷系统,导致温度控制系统的响应时间和调整时间进一步延长。
为了解决上述问题,参照图1和图6,在本发明一实施例中,所述制饼机烤盘10温度控制方法包括以下步骤:
步骤S100、获取烤盘10的当前温度;
本实施例中,所述烤盘10的当前温度可以通过温度采集电路40进行采集,具体地,所述温度采集电路40可以包括热敏电阻、热电偶或者其他温度传感器,此处不做限定,具体可以根据实际需求选择合适的温度采集电路40。
步骤S200、将所述烤盘10的当前温度与多个预设温度区间进行匹配,以确定烤盘10的当前温度所属的温度区间;
本实施例中,所述多个预设温度区间可以是预设于处理器20的存储器中,所述处理器20与所述温度采集电路40连接,处理器20通过温度采集电路40周期性地采集上烤盘10和下烤盘10的当前温度,从而可以将温度采集电路40采集的烤盘10的当前温度与多个预设温度区间进行匹配。其中,所述处理器20可以是可编程逻辑控制器(PLC)或者微处理器20(MCU)等,此处不做限定,具体根据实际的性能要求选择合适的处理器20即可。烤盘10的当前温度通过温度采集电路40采集后,输出至处理器20的AD(analogue-to-digital)引脚,或者通过模数转换器输出至处理器20(若处理器20不具模数转换接收功能)。
步骤S300、根据烤盘10的当前温度所属的温度区间,选择对应的加热模式,并根据选择的加热模式控制所述制饼机的加热装置50工作。
参照图6,在本实施例中,所述制饼机还包括机柜运动控制组件30、加热装置50及其驱动电路,烤盘10包括下烤盘10、上烤盘10。其中,下烤盘10可以固定安装于机柜的顶部,所述处理器20通过运动控制组件30与所述上烤盘10驱动连接,并通过驱动运动控制组件30,以控制上烤盘10的上下运动,从而控制上下烤盘10的张合,以使所述上下烤盘10的闭合时间与制作面饼需要的制饼时间对应;所述处理器20还通过加热装置的驱动电路60分别与上烤盘10和下烤盘10对应的加热装置50连接,并驱动加热装置50,以分别加热上烤盘10和下烤盘10。其中,运动控制组件30可以是气泵或者液压泵,加热装置50可以是加热丝或者加热管,加热装置的驱动电路60可以是各种类型的驱动电路,例如可控硅Q1搭建的驱动电路,此处不做限定,本实施例以可控硅Q1搭建的驱动电路为例。
在本实施例中,加热装置的驱动电路60中的电子开关,例如继电器或者可控硅Q1,存在继电器的开关频率过高会导致继电器损坏的问题,以及可控硅Q1的开关频率过高会导致产生高频噪声,影响EMC。为此,本实施例中的电子开关的开关频率设置为小于或者等于0.2HZ,以解决开关频率过高导致的器件损坏、EMC过高的问题。
其中,多个预设温度区间的数量,以及每一区间的温度限值设置可以根据实际制饼需求(例如饼的类型对应的制饼工艺的要求等)进行设置,此处不做限定,本实施例可选为三个温度区间,在一实施例中,所述三个温度区间可以分别是:(0,160)、(160,180)、(180,205),其中制饼机的目标温度位于(180,205)的温度区间内。
在实际应用中,可以通过控制输出至加热装置的驱动电路60的PWM信号的占空比,以控制加热装置的驱动电路60的可控硅Q1的开启/关闭时间的比例,从而控制加热装置50的功率,进一步地,不同加热模式可以对应加热装置50的不同功率,例如,第一加热模式对应PWM信号的占空比为100%对应的加热装置50的功率(也即全功率加热),第二加热模式对应PWM信号的占空比为50%对应的加热装置50的功率;加热模式也可以是对应加热装置50的功率的是静态还是动态变化,例如在温度区间内,第三加热模式对应PWM信号的占空比为固定值对应的加热方式(也即加热功率恒定),在温度区间内,第四加热模式对应PWM信号的占空比随着温度的变换而变换(PID算法控制温度即为动态变化)对应的加热方式(也即加热功率动态变化);具体地,加热模式与温度区间的对应关系可以根据实际需求(例如面筋的温度需求)进行设置,此处不做限定。本实施例可选为:在温度区间(0,160)选择第一加热模式,在温度区间(160,180)选择第二加热模式,在温度区间(180,205),选择第四加热模式。
本实施例技术方案通过将温度划分为多个预设温度区间,在制饼机工作时,采集烤盘10的当前温度,并将获取的烤盘10温度与多个预设温度区间进行匹配,从而确定烤盘10当前温度所属的温度区间,进而可以根据烤盘10的当前温度所述的温度区间选择相应的加热模式,控制加热装置50工作,如此设置,在不同的温度区间内,加热模式不同,从而可以灵活选择加热模式,有效缩短温度控制系统的系统的温度调整时间且不会导致烤盘10的温度过高。具体地,可以在烤盘10的当前温度较低时,选择加热速度较快的加热模式,例如上述的第一加热模式,在烤盘10的当前温度较高时,选择加热速度较慢但温度精度控制更高的加热模式,例如上述的第四加热模式。由于本实施例中,动态加热的温度区间相比较现有技术的全温度区间动态加热而言,温度区间范围更加小,从而在采用PID算法动态控制烤盘10温度时,PID算法比例系数可以设置的更加小,从而可以避免在采用PID算法进行温度调节时,出现大幅度的超调,导致温度过高,而烧糊烤盘10上的面筋,有效的提升了制饼机的温度控制精度,本发明实现了缩短调整时间的同时避免温度控制系统的温度幅度变化过大导致温度过高而烧毁制饼机或者面饼。
参照图2,在一实施例中,所述温度区间包括温度依次递增的第一温度区间、第二温度区间以及第三温度区间;
所述根据烤盘10的当前温度所属的温度区间,选择对应的加热模式,并根据选择的加热模式控制所述制饼机的加热装置50工作的步骤具体包括:
步骤S310、在所述烤盘10的当前温度属于第一温度区间时,选择加热比为1的加热模式控制制饼机的加热装置50工作;
步骤S320、在所述烤盘10的当前温度属于第二温度区间时,选择加热比为预设固定加热比的加热模式控制制饼机的加热装置50工作;
步骤S330、在所述烤盘10的当前温度属于第三温度区间时,选择加热比为动态加热比的加热模式控制制饼机的加热装置50工作;
步骤S340、在所述烤盘10的当前温度超出第三温度区间时,选择加热比为0的加热模式控制制饼机的加热装置50工作;
其中,所述预设固定加热比大于0且小于1,加热比通过以下计算公式获得:
其中,f为加热比,ta为加热装置50的加热时间,tb为加热装置50的休息时间。其中,加热比的控制可以通过调节处理器20输出至加热装置的驱动电路60的PWM信号的占空比实现。例如,所述加热装置的驱动电路60为高电平驱动加热装置50工作,接收到低电平时,停止驱动加热装置50工作,则可以调节PWM信号的高电平和低电平的比例,实现加热比的调节。
本实施例将所述温度区间设置为第一温度区间、第二温度区间以及第三温度区间,且在温度较低的第一温度区间时,处理器20控制加热装置50执行加热比为1的加热模式,也即全功率加热,从而有效的缩短的温度控制系统的温度调整时间;在中等温度的第二温度区间,处理器20控制加热装置50执行固定加热比的加热模式,例如加热比为50%的加热模式,从而在缩短温度控制系统的温度调整时间的同时,避免因为加热过快导致的烤盘10温度过高,在包括目标温度的第三温度区间,也即温度较高的第三温度区间,选择加热比为动态加热比的加热模式,从而在第三温度区间内灵活控制温度,使得温度在目标温度上下波动,满足制饼要求;如此设置,相比较传统的全温度区间的动态控制,本实施例只在第三温度区间内动态控制,有利于缩短温度调整时间,并且减小温度的变化幅度,有效提高控制精度,避免温度过高,在温度超过第三温度区间时,控制加热装置50停止工作,避免过温烧毁设备或者面饼。
由于烤盘10的温度控制存在一定的滞后性,也就是说,在加热时,若当烤盘10的当前温度升温至制饼机的目标温度X时,才控制加热装置50停止工作,此时,加热装置50温度不会骤降,加热装置50的温度仍然远高于烤盘10的温度,因此加热装置50会继续为烤盘10加热,导致烤盘10的实际温度大于制饼机的目标温度X,同理,在降温时,若当烤盘10的温度降温至制饼机的目标温度X时,才控制加热装置50开始工作,此时,加热装置50的温度不会骤升,加热装置50的温度低于烤盘10温度,加热装置50的需要一定的时间进行预热,才能为烤盘10进行加热,因此烤盘10的温度会继续下降,导致烤盘10的实际温度小于目标温度。如此,制饼机的烤盘10的实际温度在目标温度X上下大幅度的波动,导致烤盘10的温度控制精度不足,温度波动过大导致面饼质量差,甚至烧毁面饼。
为了解决上述问题,参照图3,在一实施例中,所述第三温度区间包括第一子温度区间和第二子温度区间;其中,第一温度子区间和第二温度子区间的临界值为制饼机烤盘10的目标温度;
所述在所述烤盘10的当前温度属于第三温度区间时,选择加热比为动态加热比的加热模式控制制饼机的加热装置50工作的步骤具体包括:
步骤S331、在所述烤盘10的当前温度属于第一子温度区间时,以X-Y为目标温度,动态调节加热比;
步骤S332、在所述烤盘10的当前温度属于第二子温度区间时,以X+Z为目标温度,动态调节加热比;
其中,X为制饼机的目标温度,Y和Z为调整值,也即Y为加热装置50停止工作后,烤盘10温度继续上涨的值,Z为加热装置50开始工作时,烤盘10温度继续下降的值,Z和Y的选择可以依据实际的加热装置50和烤盘10的降温效率、温效率,以及加热装置50和烤盘10之间的温度传递效率确定,实际应用时,可以通过多次调试,选择合适的Z和Y的值。此外,所述Z值和Y值也可以作为动态值进行设定,处理器20通过温度传感器采集环境温度,饼根据环境温度调节Z值和Y值的取值,例如,在环境温度较高时(以25°为参照温度),Y值取的较大,Z值取的较小,从而补偿因为环境温度较高导致的加热装置50降温慢,升温快的问题,同理,当环境温度较低时(以25°为参照温度),可以设置Y的取值较小,Z的取值较大,从而补偿因为环境温度较低导致的加热装置50升温慢、降温快的问题。
本实施例通过选取合适的Y和Z的值,在加热时,当烤盘10的当前温度升温至制饼机的目标温度X-Y时,控制加热装置50停止工作,此时,加热装置50的温度仍然高于烤盘10的温度,因此会继续为烤盘10加热,本实施例通过选取合适的Y值,使得烤盘10的温度恰好继续上升至制饼机的目标温度X,同理,在降温时,当烤盘10的温度降温至标温度X+Z时,才控制加热装置50开始工作,此时,加热装置50的温度需要一定的时间进行预热,才能为烤盘10进行加热,通过选取合适的Z值,使得烤盘10的温度会继续下降降至目标温度X,从而本实施例的烤盘10温度可以在制饼机的目标温度X上下小幅度的波动,在实际测试中,本实施例的烤盘10温度可以在制饼机的目标温度X上下波动2摄氏度以内,有效提高制饼机的温度控制精度。
在制饼机的工作过程中,温度稍低不会导致面筋过温而糊化,但是温度过高时,会导致面筋温度过高和烧糊,因此对于高出目标温度时,需要更高的温度控制精度。
进一步地,所述在所述烤盘10的当前温度属于第一子温度区间时,以X-Y为目标温度,动态调节加热比具体为:
以X-Y为目标温度,固定加热时间,再通过PID算法调节休息时间以调节加热比;其中,固定的加热时间根据实际情况重新进行设置,或者沿用上一步骤的加热时间,只调节休息时间,具体可以是调节处理器20输出的PWM信号的高电平持续时间。
所述在所述烤盘10的当前温度属于第二子温度区间时,以X+Z为目标温度,动态调节加热比具体为:
以X+Z为目标温度,固定休息时间,再通过PID算法调节加热时间以调节加热比;其中,固定的休息时间根据实际情况重新进行设置,或者沿用上一步骤的休息时间,只调节加热时间,具体可以是调节处理器20输出的PWM信号的低电平持续时间。
本实施例中,加热通过以下计算公式获得:
其中,f为加热比,ta为加热装置50的加热时间,tb为加热装置50的休息时间。本实施例中,加热装置50的加热时间和休息时间的和(也即上式的分母部分)是一个变化值。本实施例通过在温度均小于目标温度的第一温度子区间内,调节加热装置50的休息时间,以调节加热比,如此,通过上述公式可以看出,只有分母(ta+tb)在变化,从而加热比的变化幅度完全由分母的变化而控制,从而温度调整速度更加快,有效提升温度控制效率,缩短调整时间;在温度均大于目标温度的第二温度子区间内,调节加热装置50的加热时间,以调节加热比,如此,通过上述公式可以看出,分子ta和分母(ta+tb)同时在变化,从而加热比的变化幅度由分子ta和分母(ta+tb)的变化而控制,从而控制精度更加高,温度的变化幅度更加小,可以有效避免温度过高。
参照图4,在一实施例中,所述制饼机烤盘10温度控制方法还包括以下步骤:
步骤S400、依次获取预设次数的烤盘10的温度值,并计算获取的相邻两次烤盘10的温度值的差值;
步骤S500、将任意相邻两次烤盘10的温度值之间的差值与制饼机当前工作模式下的预设差值范围进行匹配;
步骤S600、在相邻两次烤盘10的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号。也就是说烤盘10温度的变化,要与预设的温度变化曲线匹配。
本实施例中,预设次数的烤盘10的温度值的次数可以根据实际需求进行设置,本实施例可选为20次;
本实施例通过将制饼机正常工作时的温度变化差值存储于处理器20中的存储器内,制饼机正常工作时的温度变化差值变化曲线参照图9所示,在第一温度区间和第二温度区间,温度持续上升,相邻两次烤盘10的温度值之间的差值变化不大;而后在第三温度区间内以目标温度为中心,小幅度波动。
再通过统计预设次数的烤盘10的温度值的温度差值与制饼机正常工作时的温度变化差值进行匹配,在相邻两次烤盘10的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,也即温度变化异常时,输出制饼机工作异常信号。从而可以有效的提醒用户,制饼机工作异常,以便用户及时进行下一步操作,例如维修或者关闭制饼机。
参照图5,进一步地,所述在相邻两次烤盘10的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号的步骤具体包括:
步骤S610、根据获取预设次数的烤盘10的温度值确定烤盘10的温度值持续小于第一预设温度值时,且预设次数的烤盘10的温度值恒定不变时,也即处理器20获取到的烤盘10的温度值没有变化,确定制饼机未插入NTC热敏电阻,并输出所述制饼机工作异常信号(该工作异常信号可以标记为:NTC热敏电阻未插入信号);以及,
步骤S620、根据获取预设次数的烤盘10的温度值确定烤盘10的温度值小于所述第一预设温度值,且相邻两次烤盘10的温度值的差值小于第二预设温度值时(也即处理器20获取到的烤盘10的温度变化随着环境温度的变化而变化,或者随着干扰噪声的变化而变化),确定制饼机未插入加热电源线;并输出所述制饼机工作异常信号(该工作异常信号可以标记为:加热电源线未插入信号);
其中,所述第一预设温度值大于所述第二预设温度值。例如,第一预设温度值可以是100度,第二预设温度值可以是10度;本实施例采用的是NTC热敏电阻,温度越高,NTC热敏电阻的阻值越小,因此在未插入NTC热敏电阻时,在NTC热敏电阻处断路,此时,处理器20采集的到的温度值是一个低温值且恒定不变,本实施例通过检测统计预设次数的烤盘10的温度值的温度差值;例如检测统计20次烤盘10的温度值的温度差值,确定烤盘10的温度持续小于第一预设温度值且恒定不变时,判断制饼机未插入NTC热敏电阻,并输出表征NTC热敏电阻未插入的制饼机工作异常信号提醒用户,避免因为未插入NTC热敏电阻,导致温度采样电路一直输出低温信号,进而导致处理器20一直控制加热装置50加热烤盘10,继而导致烤盘10温度一直上升,烧毁制饼机和面饼。
第二预设温度值可以是室温状态下,烤盘10的温度的变化,本实施例通过检测温度持续低于第一预设温度值(在其他实施例中,此处可以设置为室温状态下,烤盘10的温度值的上限值),且温度随着室温和干扰信号的影响而小幅度变化,也即处理器20多次采集到异常小的温度值(相比较与烤盘10加热面筋时的温度200摄氏度,小很多),且多次采集的温度值小幅度变变化时,输出表征制饼机未插入加热电源线的制饼机工作异常信号提醒用户,避免因为未插入电源线,导致制饼机无法正常工作。
参照图5,在一实施例中,所述在相邻两次烤盘10的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号的步骤具体包括:
步骤S630、相邻两次烤盘10的温度值之间的差值大于第三预设温度值时,确定NTC热敏电阻被中途拔出,并输出所述制饼机工作异常信号(该工作异常信号可以标记未NTC热敏电阻被中途拔出信号)。
本实施例中,第三温度值可以是50度或者其他值,此处不做限定,当NTC热敏电阻被拔出时,温度检测电路突然断路,此时用于连接NTC热敏电阻的两个端子之间的阻值无限大,从而处理器20采集到的温度值相比较NTC热敏电阻被拔出前,处理器20采集到的温度值出现大幅度的降低,此时,处理器20输出表征NTC热敏电阻被中途拔出的制饼机工作异常信号提醒用户,避免因为NTC热敏电阻被拔出,导致温度采样电路一直输出低温信号,导致处理器20一直控制加热装置50加热烤盘10,继而导致烤盘10温度一直上升,烧毁制饼机以及面饼。
参照图5,在一实施例中,所述在相邻两次烤盘10的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号的步骤具体包括:
步骤S640、相邻两次烤盘10的温度值之间的差值逐渐降低,确定加热电源线被中途拔出,并输出所述制饼机工作异常信号。
本实施例中,当加热电源线被拔出时,加热装置50的温度开始下降,从而烤盘10失去加加热装置50这一热源后,温度开始下降,异常烤盘10的温度值逐渐降低,此时,处理器20可以输出表征加热电源线被中途拔出的工作异常信号提醒用户,避免因为电源线被拔出而导致制饼机无法正常工作。
在一实施例中,在所述获取烤盘10的当前温度的步骤之后,还包括以下步骤:
在当前烤盘10的温度值大于第四预设温度值时,输出报警信号。
其中,所述第四预设温度可以是面筋能承受的最大温度值,例如400度。也可以是制饼机设备能承受的最大温度值。
本实施例中,可以是每一次获取烤盘10的当前温度后,将烤盘10的当前温度与第四预设温度值进行比较;也可以获取是第N及N的倍数次烤盘10的当前温度时,例如第4、8、12次,将烤盘10的当前温度与第四预设温度值进行比较;在当前烤盘10的温度值大于第四预设温度值时,输出报警信号,避免制饼机工作在异常高温导致面筋或者制饼机损坏。
参照图1至图9,本发明还提出一种制饼机,所述制饼机包括存储器、处理器20、存储在所述存储器上并可在所述处理器20上运行的制饼机烤盘10温度控制程序所述制饼机烤盘10温度控制程序被所述处理器20执行时实现上述的制饼机烤盘10温度控制方法的步骤;
所述制饼机还包括:
加热装置50及烤盘10,所述加热装置50对应所述烤盘10的位置设置,所述加热装置50在工作时对所述烤盘10进行加热;
加热装置的驱动电路60,与所述处理器20电连接,用于控制所述加热装置50工作;
温度采集电路40,与所述处理器20电连接连接,所述温度采集电路40用于采集所述烤盘10的温度。
参照图6至图8,该制饼机还可以包括机柜、运动控制组件30,烤盘10包括上烤盘10和下烤盘10;
在本实施例中,处理器20可以是可编程逻辑控制器(PLC)或者微处理器20(MCU)等;所述运动控制组件30可以是气泵或液压泵等;所述温度采集电路40可以是包括热敏电阻的温度采集电路40,所述加热装置50可以是加热管或者加热丝;所述加热装置的驱动电路60可以是包括电子开关(三极管/MOS管/可控硅Q1)的驱动电路。具体可以根据实际需求进行设定,此处不做限定。
如图7所示,在一实施例中,加热装置的驱动电路60包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第一电感L1以及可控硅Q1,其中,可控硅Q1的输入端与电源连接,可控硅Q1的输出端与加热装置50的电源端连接,可控硅Q1的受控端与第一电感L1的第一端连接,第一电感L1的第二端与处理器20连接;第一电阻R1的第一端与可控硅Q1的输入端连接,第一电阻R1的第二端与第一电容C1的第一端连接,第一电容C1的第二端与可控硅Q1的输出端连接;第二电阻R2的第一端与电源连接,第二电阻R2的第二端与可控硅Q1的受控端连接。具体地,温度采集电路40的电路结构如图8所示,温度采集电路40包括:第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2以及NTC热敏电阻(NTC热敏电阻),其中,第三电阻R3的第一端与处理器20的连接,第三电阻R3的第二端与NTC热敏电阻的第一端连接,NTC热敏电阻的第二端接地,第四电阻R4的第一端与电源连接,第四电阻R4的第二端与NTC热敏电阻的第一端连接,第二电容C2的第一端与NTC热敏电阻的第一端连接,第二电容C2的第二端接地。
如图6所示,制饼机的下烤盘10可以固定安装于机柜的顶部,上烤盘10与运动控制组件30相连,运动控制组件30与处理器20相连,处理器20分别与温度采集电路40、加热驱动电路连接,加热驱动电路与加热装置50连接,加热装置50与对应的烤盘10连接。
在制饼过程中,将面筋放在下烤盘10上,处理器20可以根据预设的制饼时间,驱动运动控制组件30,以控制上烤盘10的上下运动,从而控制上下烤盘10的张合,以使所述上下烤盘10的闭合时间与制饼时间对应;所述处理器20通过温度采集电路40周期性地采集上烤盘10和下烤盘10的当前温度,并将上烤盘10和下烤盘10的当前温度与处理器20的存储器存储的多个预设温度区间进行匹配,从而获得烤盘10的当前温度所属的温度区间,进而可以控制输出至加热装置的驱动电路60的PWM信号的占空比,以控制加热装置的驱动电路60的可控硅Q1的开启/关闭,进而控制加热装置50的加热时间和休息时间,以控制加热装置50的加热模式,使得加热模式与温度区间匹配,进而可以根据烤盘10的当前温度所属的温度区间,选择相应的加热模式控制制饼机的加热装置50工作,有效提高制饼机的温度控制的灵活性和精度。
由于本制饼机采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的可选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种制饼机烤盘温度控制方法,制饼机包括烤盘及对所述烤盘加热的加热装置,其特征在于,包括以下步骤:
获取烤盘的当前温度;
将所述烤盘的当前温度与多个预设温度区间进行匹配,以确定烤盘的当前温度所属的温度区间;
根据烤盘的当前温度所属的温度区间,选择对应的加热模式,并根据选择的加热模式控制所述制饼机的加热装置工作。
2.如权利要求1所述的制饼机烤盘温度控制方法,其特征在于,所述温度区间包括温度依次递增的第一温度区间、第二温度区间以及第三温度区间;
所述根据烤盘的当前温度所属的温度区间,选择对应的加热模式,并根据选择的加热模式控制所述制饼机的加热装置工作的步骤具体包括:
在所述烤盘的当前温度属于第一温度区间时,选择加热比为1的加热模式控制制饼机的加热装置工作;
在所述烤盘的当前温度属于第二温度区间时,选择加热比为预设固定加热比的加热模式控制制饼机的加热装置工作;
在所述烤盘的当前温度属于第三温度区间时,选择加热比为动态加热比的加热模式控制制饼机的加热装置工作;
在所述烤盘的当前温度超出第三温度区间时,选择加热比为0的加热模式控制制饼机的加热装置工作;
其中,所述预设固定加热比大于0且小于1,加热比通过以下计算公式获得:
其中,f为加热比,ta为加热装置的加热时间,tb为加热装置的休息时间。
3.如权利要求2所述的制饼机烤盘温度控制方法,其特征在于,所述第三温度区间包括第一子温度区间和第二子温度区间;其中,第一温度子区间和第二温度子区间的临界值为制饼机烤盘的目标温度;
所述在所述烤盘的当前温度属于第三温度区间时,选择加热比为动态加热比的加热模式控制制饼机的加热装置工作的步骤具体包括:
在所述烤盘的当前温度属于第一子温度区间时,以X-Y为目标温度,动态调节加热比;
在所述烤盘的当前温度属于第二子温度区间时,以X+Z为目标温度,动态调节加热比;
其中,X为制饼机的目标温度,Y和Z为调整值。
4.如权利要求3所述的制饼机烤盘温度控制方法,其特征在于,所述在所述烤盘的当前温度属于第一子温度区间时,以X-Y为目标温度,动态调节加热比具体为:
以X-Y为目标温度,通过PID算法调节休息时间以调节加热比;
所述在所述烤盘的当前温度属于第二子温度区间时,以X+Z为目标温度,动态调节加热比具体为:
以X+Z为目标温度,通过PID算法调节加热时间以调节加热比。
5.如权利要求1所述的制饼机烤盘温度控制方法,其特征在于,所述制饼机烤盘温度控制方法还包括以下步骤:
依次获取预设次数的烤盘的温度值,并计算获取的相邻两次烤盘的温度值的差值;
将任意相邻两次烤盘的温度值之间的差值与制饼机当前工作模式下的预设差值范围进行匹配;
在相邻两次烤盘的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号。
6.如权利要求5所述的制饼机烤盘温度控制方法,其特征在于,所述在相邻两次烤盘的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号的步骤具体包括:
根据获取预设次数的烤盘的温度值确定烤盘的温度值持续小于第一预设温度值时,且预设次数的烤盘的温度值恒定不变时;确定制饼机未插入NTC热敏电阻,并输出所述制饼机工作异常信号;以及,
根据获取预设次数的烤盘的温度值确定烤盘的温度值小于所述第一预设温度值,且相邻两次烤盘的温度值的差值小于第二预设温度值时,确定制饼机未插入加热电源线;输出所述制饼机工作异常信号;
其中,所述第一预设温度值大于所述第二预设温度值。
7.如权利要求5所述的制饼机烤盘温度控制方法,其特征在于,所述在相邻两次烤盘的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号的步骤具体包括:
相邻两次烤盘的温度值之间的差值大于第三预设温度值时,确定NTC热敏电阻被中途拔出,并输出所述制饼机工作异常信号。
8.如权利要求5所述的制饼机烤盘温度控制方法,其特征在于,所述在相邻两次烤盘的温度值之间的差值与预设差值范围不匹配时,输出制饼机工作异常信号的步骤具体包括:
相邻两次烤盘的温度值之间的差值逐渐降低,确定加热电源线被中途拔出,并输出所述制饼机工作异常信号。
9.如权利要求1至8任意一项所述的制饼机烤盘温度控制方法,其特征在于,在所述获取烤盘的当前温度的步骤之后,还包括以下步骤:
在当前烤盘的温度值大于第四预设温度值时,输出报警信号。
10.一种制饼机,其特征在于,所述制饼机包括存储器、处理器、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的制饼机烤盘温度控制程序所述制饼机烤盘温度控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至9中任意一项所述的制饼机烤盘温度控制方法的步骤;
所述制饼机还包括:
加热装置及烤盘,所述加热装置对应所述烤盘的位置设置,所述加热装置在工作时对所述烤盘进行加热;
加热装置的驱动电路,与所述处理器电连接,用于控制所述加热装置工作;
温度采集电路,与所述处理器电连接连接,所述温度采集电路用于采集所述烤盘的温度。
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