CN203860434U - 一种精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备，涉及农产品加工设备技术领域，包括由嵌入式主板6、主控按键4和主控显示屏5构成的主控机2,还包括有采集控制主板7、装烟室湿度控制系统23、装烟室温度控制系统8和失水速度控制系统14；所述装烟室湿度控制系统23、装烟室温度控制系统8和失水速度控制系统14均安装在密集烤房12中；具有能对密集烤房的温度、湿度、风速和时间等环境条件进行联动控制，能够控制烟叶烘烤过程中的失水速度和烘烤时间，有效提高烟叶烘烤自动化程度，并能将烤房组网集中管控，且操作简便，有利于确保烟叶烘烤质量和烘烤节能等特点，适用于不同纬度地区的烤烟密集烘烤。

Description

一种精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备

技术领域

本实用新型涉及农产品加工设备技术领域，特别是一种能对密集烘烤时装烟室内外温、湿度及排湿口风速实时采集和自动控制温湿度、风速及烟叶失水速度的密集烤房自动控制设备。

背景技术

烘烤是决定烟叶产质量的最后一个重要环节,烟叶的烘烤质量主要受鲜烟素质、烘烤设备和烘烤技术的制约。近年来，随着特色优质烟的开发和密集烤房的推广应用,烟叶素质和烘烤设备得以明显改善,而在烘烤自动控制方面，一般只对温、湿度进行控制，没有对密集烘烤中温度、湿度、风速及时间等环境条件进行联动控制，因此，无法控制烟叶在烘烤过程中的失水速度，烟叶烘烤工艺难以落实到位。

中国专利(专利申请号为200920092504.5)公开的“一种新型烟叶烘烤自动控制仪器”，采用两层结构：顶层是用户操作设备，底层是烤房执行机构控制设备，两层设备之间通过串口通讯。顶层设备可以为用户提供丰富、直观的用户界面。系统功能的提高、改进只需要替换顶层设备的软件就可以了，不同控制结构的烤房只需要通过软件更换就可以进行控制，即一台设备可以适应不同烤房的控制。本实用新型结构简单、使用方便、降低成本。

另一中国专利(专利申请号为200820052759.4)公开的“烟叶烘烤自动控制仪”，包括单片机、干球传感器、湿球传感器、显示器和键盘、外围设备控制电路,所述干球传感器、湿球传感器的输出端直接与单片机接口,单片机再分别与键盘和显示器连接,并通过复杂可编程逻辑器件CPLD与外围设备控制电路相连。该实用新型信息采集灵敏度高,自动化程度高,有效降低能耗并减轻烟农的劳动强度。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能对密集烤房的温度、湿度、风速和时间等环境条件进行联动控制，能够控制烟叶烘烤过程中的失水速度和烘烤时间，有效提高烟叶烘烤自动化程度，并能够通过自组网的数据传输模块将烤房组网集中管控，且操作简便，有利于确保烟叶烘烤质量和烘烤节能的密集烤房自动控制设备。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是设计一种精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备：包括由嵌入式主板6、主控按键4和主控显示屏5构成的主控机2,嵌入式主板6分别连接主控按键4和主控显示屏5；还包括有采集控制主板7、装烟室湿度控制系统23、装烟室温度控制系统8和失水速度控制系统14；所述采集控制主板7安装在主控机2中，与嵌入式主板6连接；所述装烟室湿度控制系统23、装烟室温度控制系统8和失水速度控制系统14均安装在密集烤房12中，分别通过控制线连接采集控制主板7。

所述装烟室湿度控制系统23包括装烟室相对湿度传感器24和控湿执行机构25，控湿执行机构25通过步进电机控制冷风进风门26。

所述装烟室温度控制系统8包括装烟室温度传感器9和控温执行机构10，控温执行机构10通过步进电机分别控制烟囱控火闸11和鼓风机13。

所述失水速度控制系统14包括排湿量采集组件15和失水速度控制执行机构19；所述排湿量采集组件15是由排湿口风速传感器16、排湿口温湿度传感器17和大气温湿度传感器18构成；所述失水速度控制执行机构19是由时间控制器20、变频器21和循环风机22构成。

在所述主控机2的前端还安装有自组网数据传输模块1，所述自组网数据传输模块1与嵌入式主板6连接。

本实用新型的精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备，采用装烟室温度传感器和装烟室相对湿度传感器采集烤房装烟室内的温湿度，较常规的干湿球传感器通过干湿差来测定烤房湿度更加准确；同时，通过测定排湿口的温湿度、风速和大气温湿度，由于排湿口的面积固定，计算出排湿量，再根据装烟总量和烘烤时间即可测定出当前烟叶失水速度，通过在处理器内储存的不同品种不同部位烟叶的各烘烤阶段适宜的失水速度与当前监测的失水速度进行比较，并将比较结果传输给失水速度控制执行机构，再通过变频器调节循环风机的转速，以达到适宜的排湿量，因此，烟叶的失水速度得到控制，再根据烘烤各阶段的失水总量，即可控制各阶段的烘烤时间，同时变频技术的应用使烟叶烘烤更加节能。在控温执行机构中增加了控制烟囱控火闸的开闭度，可使温度控制更加准确；采用主控显示屏显示，人机对话更容易。此外，增设了自组网数据传输模块，能够将烤房组网集中管控，故能方便地实现远程监控。因此，其操作简便，且能很好的落实烟叶烘烤工艺，从而确保烟叶烘烤质量。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意图。

图中：

1是自组网数据传输模块，2是主控机，3是操作面板，4是主控按键，5是主控显示屏，6是嵌入式主板，7是采集控制主板，8是装烟室温度控制系统，9是装烟室温度传感器，10是控温执行机构，11是烟囱控火闸，12是密集烤房，13是鼓风机，14是失水速度控制系统，15是排湿量采集组件，16排湿口风速传感器，17是排湿口温湿度传感器，18是大气温湿度传感器，19是失水速度控制执行机构，20是时间控制器，21是变频器，22是循环风机，23是装烟室湿度控制系统，24是相对湿度传感器，25是控湿执行机构，26是冷风进风门。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明。下面的说明是采用例举的方式，但本发明的保护范围不应局限于此。

实施例一：

本实施例是由主控机2、装烟室湿度控制系统23、装烟室温度控制系统8和失水速度控制系统14构成。

主控机2包括嵌入式主板6、主控按键4和主控显示屏5以及采集控制主板7，主控按键4和主控显示屏5构成操作面板3；嵌入式主板6和采集控制主板7安装在主控机2内。嵌入式主板6分别连接主控按键4和主控显示屏5，还连接采集控制主板7；采集控制主板7分别通过控制线连接安装在密集烤房12中的装烟室湿度控制系统23、装烟室温度控制系统8和失水速度控制系统14。

主控按键4由8个组成，通过8键键盘交互，实现温度、湿度及失水速度等值的设定和修改，通过主控显示屏5(采用LCD显示屏)实现人机对话。

嵌入式主板6采用AM3352处理器，包括ARM Cortex A8内核、NEON协处理器、LCD控制器、实时时钟(RTC)，PHY的USB、、UART、局域网(CAN)端口、PRU模块、多路SPI、IIC、定时器、PWM、DMA、RTC等常用外设。

采集控制主板7采用CPLD实现信号采集控制、信号处理、通讯及输出控制等功能的复合数据采集控制板，包括A/D转换器、增强并行口(EPP)。

装烟室湿度控制系统23是由装烟室相对湿度传感器24和控湿执行机构25构成，控湿执行机构25通过步进电机控制冷风进风门26。装烟室相对湿度传感器24安装在密集烤房12的装烟室的中部位置，控湿执行机构25安装在密集烤房12的加热室的冷风进风口，装烟室相对湿度传感器24实时监测密集烤房12的装烟室内的相对湿度，然后与设定的目标值进行对比，若高出目标值则通过控湿执行机构25逐步开启冷风进风门26进行排湿，以降低装烟室内的相对湿度，若低于目标值则通过控湿执行机构25逐步关闭冷风进风门26，以提高装烟室内的相对湿度。

装烟室温度控制系统8是由装烟室温度传感器9和控温执行机构10构成，控温执行机构10通过步进电机分别控制烟囱控火闸11和鼓风机13。装烟室温度传感器9安装在密集烤房12的装烟室的中部位置，控温执行机构10中的烟囱控火闸11安装在密集烤房12的烟囱的下端，控温执行机构10中的鼓风机13安装在密集烤房12的炉膛进风口，装烟室温度传感器9实时监测密集烤房12的装烟室内的温度，然后与设定的目标值进行对比，若高出目标值则通过控温执行机构10逐步关闭烟囱控火闸11和鼓风机13，通过减少烟囱的拔力和炉膛进风量来控制火力；若低于目标值则通过控温执行机构10逐步开启烟囱控火闸11、并启动鼓风机13，通过增大烟囱的拔力和炉膛进风量来提高火力。

失水速度控制系统14是由排湿量采集组件15和失水速度控制执行机构19构成；排湿量采集组件15是由排湿口风速传感器16、排湿口温湿度传感器17和大气温湿度传感器18构成；失水速度控制执行机构19是由时间控制器20、变频器21和循环风机22构成。排湿口风速传感器16和排湿口温湿度传感器17安装在密集烤房12的左右排湿口的中间，大气温湿度传感器18安装在密集烤房12的加热室的冷风进风口的中间位置，排湿口风速传感器16和排湿口温湿度传感器17实时监测从密集烤房12排出的空气的温度、相对湿度和风速，并根据烘烤时间计算出实时含湿量，大气温湿度传感器18实时监测进入密集烤房12的空气温度和相对湿度，并根据烘烤时间计算出实时含湿量，两者之差即为实时排湿量，从而可计算出烟叶的实时失水速度，与烘烤阶段的目标失水速度进行比较，若高出目标值则通过失水速度控制执行机构19中的变频器21降低交流电的频率，从而降低循环风机22的转速，通过减少通风量来降低失水速度；若低于目标值则通过失水速度控制执行机构19中的变频器21提高交流电的频率，从而增大循环风机22的转速，通过增加通风量来提高失水速度。

使用时，在进行烘烤前，确定待烘烤的烟叶品种、部位，并通过随机称取十竿(夹)烟的重量，再根据装烟的杆(夹)数计算出总重量；设备开机后，通过操作面板3选定烟叶的品种和部位，再输入烟叶的总重量，确定后，设备自动计算出各烘烤阶段的烘烤时间、温湿度及失水速度目标值，烘烤过程中设备根据实测值目标值的偏离程度自动对各执行机构进行适当调整。若在烘烤进行到一定时间出现烟叶变化状态与设备自动计算出的目标值偏差较大时，通过操作面板3进行对某个或某些目标值进行在线修改。

实施例二：

本实施例是一个特例，即：在实施例一的基础上，在主控机2的前端还安装有自组网数据传输模块1(本例采用RK-LINK模块)，自组网数据传输模块1与嵌入式主板6连接，实现远程操控。其它与实施例一基本相同。

本实用新型的精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备，适用于不同纬度地区的烤烟密集烘烤。

Claims (5)

1.一种精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备，包括由嵌入式主板(6)、主控按键(4)和主控显示屏(5)构成的主控机(2),嵌入式主板(6)分别连接主控按键(4)和主控显示屏(5)；其特征在于：还包括有采集控制主板(7)、装烟室湿度控制系统(23)、装烟室温度控制系统(8)和失水速度控制系统(14)；所述采集控制主板(7)安装在主控机(2)中，与嵌入式主板(6)连接；所述装烟室湿度控制系统(23)、装烟室温度控制系统(8)和失水速度控制系统(14)均安装在密集烤房(12)中，分别通过控制线连接采集控制主板(7)。

2.根据权利要求1所述的精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备，其特征在于：所述装烟室湿度控制系统(23)包括装烟室相对湿度传感器(24)和控湿执行机构(25)，控湿执行机构(25)通过步进电机控制冷风进风门(26)。

3.根据权利要求1或2所述的精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备，其特征在于：所述装烟室温度控制系统(8)包括装烟室温度传感器(9)和控温执行机构(10)，控温执行机构(10)通过步进电机分别控制烟囱控火闸(11)和鼓风机(13)。

4.根据权利要求3所述的精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备，其特征在于：所述失水速度控制系统(14)包括排湿量采集组件(15)和失水速度控制执行机构(19)；所述排湿量采集组件(15)是由排湿口风速传感器(16)、排湿口温湿度传感器(17)和大气温湿度传感器(18)构成；所述失水速度控制执行机构(19)是由时间控制器(20)、变频器(21)和循环风机(22)构成。

5.根据权利要求4所述的精确测控失水速率的密集烤房自动控制设备，其特征在于：在所述主控机(2)的前端还安装有自组网数据传输模块(1)，所述自组网数据传输模块(1)与嵌入式主板(6)连接。