一种烟草平衡间的恒温恒湿控制系统及其方法与流程

本发明属于烟草控制领域，尤其涉及一种烟草平衡间的恒温恒湿控制系统及其方法。

背景技术：

烟草平衡是将卷制后的烟草放置在密闭的平衡间内，进行自然陈化，平衡水分，去除杂气，提升吸食品质的过程。现有的陈化技术是将卷制好的烟草放置在恒温恒湿的平衡间内，达到工艺要求的陈化时间，以保证陈化质量。因此，烟草平衡间的温湿度是陈化工序的关键指标，具有较高的精度要求。

烟草平衡间的温湿度控制现有方法是采用PID控制，利用安装在平衡间内的温湿度检测器测量实际温湿度，与工艺要求的设定值(范围)进行比较，进而控制空调制冷、加湿器加湿，并控制排风系统除湿。烟草陈化是发酵生热的过程，因此不需要加热器。由于工艺指标具有较高的精确度和PID控制系统的时滞性，检测器检测到的温湿度上传到控制器，再到控制器与工艺设定值比较后，根据计算值驱动执行机构进行调节，而平衡间此时的温湿度与控制器计算输入的温湿度具有一定的时差，因此会造成平衡间温湿度较大的波动，难以满足工艺指标范围要求。

烟草平衡间的温度是通过烟草发酵生热和新风、制冷调节的，发酵生热是一个缓慢的过程，因此实现恒温是相对容易的。由于每个班次往平衡间输送湿度较大的烟支，导致湿度给定波动较大。烟草原料均是手工处理的，因此不同批次烟草的含水率波动较大，也增大了平衡间湿度控制难度。

技术实现要素：

为了解决现有技术的缺点，本发明的第一目的是提供一种烟草平衡间的恒温恒湿控制系统。

本发明的一种烟草平衡间的恒温恒湿控制系统，包括：

至少四个温湿度检测器，分别安装在烟草平衡间内的四个侧壁的预设高度处，这些温湿度检测器按照预设采集周期采集烟草平衡间的温湿度并传送至控制器内；

控制器，其用于分别将相应温湿度检测器在预设时间段内传送来的温湿度信息求取平均后作为各自温湿度检测器检测到的温湿度实际值，再将各自温湿度检测器检测到的温湿度实际值累加后求取的平均值作为烟草平衡间的实时温湿度值；

所述控制器还用于将求取的烟草平衡间的实时温湿度值分别与相应工艺温度设定值和工艺湿度设定值进行比较，进而控制空调系统、排风扇和加湿系统的启停以及通风阀门的开度来实现烟草平衡间的恒温恒湿。

所述控制器还用于判断求取的烟草平衡间的实时温湿度值中的实时温度值与工艺温度设定值两者大小，实际温度值高于设定温度，则开启制冷系统，实施降温；直到实际温度值低于设定温度时，则关闭制冷系统。以此保证房间实际温度在设定温度的工艺要求范围内波动。

所述控制器还用于当判断出烟草平衡间的实时温湿度值中的实时温度值大于工艺温度设定值，需要制冷降温时，再读取车间外的实际温度，当车间外温度小于13度、节能功能又开启时，则开启通风机和新风阀，引入室外冷空气来实施制冷，否则，开启空调制冷。从而达到节能的目的。

所述控制器还用于判断求取的烟草平衡间的实时温湿度值中的实时湿度值与工艺湿度设定值两者大小，当实时湿度值大于工艺设定湿度的上限，则启动排风机，实施排潮，使得房间实时湿度快速回到工艺设定范围内。

启动排风扇后，所述控制器还用于计算在预设时间段内实时湿度值上升是否大于预设百分比，若是，则判定有新烟草进入烟草平衡间，将温湿度检测器的采集周期缩短一半，以缩短控制系统的反应时间，防止湿度因控制系统反应慢超出上下限。

所述控制器还用于当烟草平衡间的实时湿度值下降到接近工艺湿度设定值下限时，启动加湿器加湿，其中，设定加湿功率变比可以调节加湿的快慢，保证实时湿度迅速回升，不超出下限。

启动加湿器后，所述控制器还用于计算在预设时间段内实时湿度值上升是否大于预设百分比，若是，则判定有新烟草进入烟草平衡间，将温湿度检测器的采集周期缩短一半，以缩短控制系统的反应时间，防止湿度因控制系统反应慢超出上下限。

本发明的第二目的是提供一种烟草平衡间的恒温恒湿控制系统的控制方法。

本发明的一种烟草平衡间的恒温恒湿控制系统的控制方法，包括：

温湿度检测器按照预设采集周期采集烟草平衡间的温湿度并传送至控制器内；

控制器分别将相应温湿度检测器在预设时间段内传送来的温湿度信息求取平均后作为各自温湿度检测器检测到的温湿度实际值，再将各自温湿度检测器检测到的温湿度实际值累加后求取的平均值作为烟草平衡间的实时温湿度值；

控制器还将求取的烟草平衡间的实时温湿度值分别与相应工艺温度设定值和工艺湿度设定值进行比较，进而控制空调系统、排风扇和加湿系统的启停以及通风阀门的开度来实现烟草平衡间的恒温恒湿。

该方法还包括：控制器判断求取的烟草平衡间的实时温湿度值中的实时温度值与工艺温度设定值两者大小，若前者不大于后者，则关闭空调系统；否则，再求取烟草平衡间的实时温度值与室外温度之差，若两者差值大于预设阈值，则控制器输出控制信号至通风阀门来实现新风通入，若两者差值不大于预设阈值，开启空调系统制冷。

该方法还包括：控制器判断求取的烟草平衡间的实时温湿度值中的实时湿度值与工艺湿度设定值两者大小，若前者大于后者，则启动排风机；启动排风扇后，控制器计算在预设时间段内实时湿度值上升是否大于预设百分比，若是，则判定有新烟草进入烟草平衡间，将温湿度检测器的采集周期缩短一半；

若烟草平衡间的实时湿度值不大于工艺湿度设定值，则设定湿度功率变比，启动加湿器；启动加湿器后，控制器计算在预设时间段内实时湿度值上升是否大于预设百分比，若是，则判定有新烟草进入烟草平衡间，将温湿度检测器的采集周期缩短一半。

本发明的有益效果为：

1、本发明将求取的烟草平衡间的实时温湿度值分别与相应工艺温度设定值和工艺湿度设定值进行比较，进而控制空调系统、排风扇和加湿系统的启停以及通风阀门的开度来实现烟草平衡间的恒温恒湿。

2、本发明通过判断求取的烟草平衡间的实时温湿度值中的实时温度值与工艺温度设定值两者大小，实际温度值高于设定温度，则开启制冷系统，实施降温；直到实际温度值低于设定温度时，则关闭制冷系统。以此保证房间实际温度在设定温度的工艺要求范围内波动保证了平衡间温度在工艺设定温度范围内波动，不超越工艺要求的温度上下限。

3、本发明在冬天室外温度较低时，引入室外新风制冷，从而达到节能的目的。

附图说明

图1是烟草平衡间的恒温恒湿控制系统的温度控制原理图；

图2是烟草平衡间的恒温恒湿控制系统的湿度控制原理图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

本发明的一种烟草平衡间的恒温恒湿控制系统，包括：至少四个温湿度检测器，温湿度检测器与控制器相连，控制器分别与空调系统、排风扇、加湿系统和通风阀门相连。

其中，空调系统、排风扇、加湿系统和通风阀门均是现有结构，此处将不再累述。

(1)至少四个温湿度检测器，分别安装在烟草平衡间内的四个侧壁的预设高度处，这些温湿度检测器按照预设采集周期采集烟草平衡间的温湿度并传送至控制器内。

温湿度检测器是温湿度传感器，其测量温度范围为-5℃～+55℃，测量精度±0.1℃，测量湿度范围为0～95％rh，测量精度为±1.8％rh，具有防腐抗尘镀膜湿敏元件，4～20mA输出信号。

(2)控制器，其用于分别将相应温湿度检测器在预设时间段内传送来的温湿度信息求取平均后作为各自温湿度检测器检测到的温湿度实际值，再将各自温湿度检测器检测到的温湿度实际值累加后求取的平均值作为烟草平衡间的实时温湿度值；

控制器还用于将求取的烟草平衡间的实时温湿度值分别与相应工艺温度设定值和工艺湿度设定值进行比较，进而控制空调系统、排风扇和加湿系统的启停以及通风阀门的开度来实现烟草平衡间的恒温恒湿。

控制器可以采用西门子S7-300PLC，以实现温度、湿度等模拟信号的采集、传输和控制。控制器还可以采用其他现有型号的单片机或可编程逻辑芯片来实现。

本发明的烟草平衡间的具体实施例参数如下：

工艺变频恒温恒湿空调机组温度范围为16℃～32℃，温度控制精度要求达到±1℃，温度要求控制范围为21±1℃，湿度要求控制范围为60％～70％。

具体地，

(1)数据采集部分：

例如：平衡间内的四个侧壁上各安装1个温湿度检测器，其安装高度可以按照实际情形取平衡间高度的中间值1.4～1.7米。本实施例中，温湿度检测器以20次采样的平均值作为该点的实际值，再将4个数值平均作为平衡间的实时温湿度值，作为控制的主要依据。

其中，温湿度检测器20次采样的温度值为：t₁、t₂、……、t₂₀；温湿度检测器20次采样的湿度值为：h₁、h₂、……、h₂₀。

在具体实施过程中，当加湿系统未启动，湿度检测值在1小时内上升大于20％，则认为是有新生产烟支进入，将数据采集周期缩短一半，以提高数据采集准确性。

为了提高数据采集准确性，当加湿系统未启动，湿度检测值在其他预设时间段内上升大于其他预设百分比，则认为是有新生产烟支进入，将数据采集周期缩短一半。

(2)温度控制：

如图1所示，控制器判断求取的烟草平衡间的实时温湿度值中的实时温度值与工艺温度设定值两者大小，若前者不大于后者，则关闭空调系统。

当判断出烟草平衡间的实时温湿度值中的实时温度值与大于工艺温度设定值时，再求取烟草平衡间的实时温度值与室外温度之差，若两者差值大于预设阈值，则控制器输出控制信号至通风阀门来实现新风通入，否则，开启空调系统制冷。

取烟草平衡间的实时温度值与室外温度之差的预设阈值以5℃为例：

为实现节能，当室外温度低于平衡间室内温度5℃以上时，控制器输出控制信号至通风阀门来实现新风通入，选择新风降温。

(3)湿度控制：

如图2所示，控制器判断求取的烟草平衡间的实时温湿度值中的实时湿度值与工艺湿度设定值两者大小，若前者大于后者，则启动排风机。

启动排风扇后，计算在预设时间段内实时湿度值上升是否大于预设百分比，若是，则判定有新烟草进入烟草平衡间，将温湿度检测器的采集周期缩短一半。

当烟草平衡间的实时湿度值不大于工艺湿度设定值时，设定湿度功率变比，启动加湿器。

启动加湿器后，所述控制器还用于计算在预设时间段内实时湿度值上升是否大于预设百分比，若是，则判定有新烟草进入烟草平衡间，将温湿度检测器的采集周期缩短一半。

下面还是以四个温湿度检测器为例来说明本发明的一种烟草平衡间的恒温恒湿控制系统的控制原理。

具体地：本发明的烟草平衡间的恒温恒湿控制系统的控制原理为：

四个温湿度检测器分别按照预设采集周期采集烟草平衡间的温湿度并传送至控制器内进行处理；

控制器对接收到的信号处理过程如下：

将相应温湿度检测器在预设时间段内传送来的温湿度信息求取平均后作为各自温湿度检测器检测到的温湿度实际值，再将各自温湿度检测器检测到的温湿度实际值累加后求取的平均值作为烟草平衡间的实时温湿度值；

将求取的烟草平衡间的实时温湿度值分别与相应工艺温度设定值和工艺湿度设定值进行比较，进而控制空调系统、排风扇和加湿系统的启停以及通风阀门的开度来实现烟草平衡间的恒温恒湿。

具体地，控制器将求取的烟草平衡间的实时温湿度值分别与相应工艺温度设定值和工艺湿度设定值进行比较过程如下：

(1)判断求取的烟草平衡间的实时温湿度值中的实时温度值与工艺温度设定值两者大小，若前者不大于后者，则关闭空调系统；

否则，再求取烟草平衡间的实时温度值与室外温度之差，若两者差值大于预设阈值，则控制器输出控制信号至通风阀门来实现新风通入，若两者差值不大于预设阈值，开启空调系统制冷。

(2)判断求取的烟草平衡间的实时温湿度值中的实时湿度值与工艺湿度设定值两者大小，若前者大于后者，则启动排风机；启动排风扇后，控制器计算在预设时间段内实时湿度值上升是否大于预设百分比，若是，则判定有新烟草进入烟草平衡间，将温湿度检测器的采集周期缩短一半。

若烟草平衡间的实时湿度值不大于工艺湿度设定值，则设定湿度功率变比，启动加湿器；启动加湿器后，控制器计算在预设时间段内实时湿度值上升是否大于预设百分比，若是，则判定有新烟草进入烟草平衡间，将温湿度检测器的采集周期缩短一半。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。