基于调速和物联网功能的烟叶烘烤控制仪的制作方法

本实用新型主要涉及烟叶烘烤自动控制领域，具体是基于调速和物联网功能的烟叶烘烤控制仪。

背景技术：

目前，全国大部分地区的烟叶烘烤已经在使用密集烤房群和烤房控制器，烤房控制器为一个电子自动控制设备，具有将烤房温湿度参数数字化并与设置的曲线进行对比来反馈控制的功能。近年来，通过对烟叶烘烤过程的深入研究，人们发现：风机在1440转/分和960转/分这两种高低转速之间切换，烟叶烘烤效果更好。在实际使用中，风机调速大多采用外接变频调速器的方式，存在以下问题：

风机的高/低速转切换需要手动操作，不能实现远程和自动控制；且变频调速过程中，会产生高次谐波，干扰控制仪工作。

如何将调速和远程控制功能集成到烟叶烘烤控制仪上，并且采用其他的调速方式，以避免产生高次谐波干扰烟叶烘烤控制仪的工作，是我们需要解决的问题。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型提供了基于调速和物联网功能的烟叶烘烤控制仪，它能够远程采集烤房温湿度、更新烘烤曲线，不需要进行手动调速，使用体验更好，且避免了变频调速器调速过程产生的高次谐波，使本装置运行更稳定。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

基于调速和物联网功能的烟叶烘烤控制仪，包括：

单片机；

与风机电连接的风机调速模块，所述风机调速模块与单片机电连接，所述风机调速模块用于接收单片机的指令对风机的转速进行调节；

与信息管理平台信号连接的GPRS模块，所述GPRS模块与单片机电连接；

参数显示与调整模块，所述参数显示与调整模块与单片机电连接；

与鼓风机、电控门电连接的输出继电器模块，所述输出继电器模块与单片机电连接，所述输出继电器模块拥有接收单片机的指令对鼓风机、电控门的动作进行控制；

干湿球温度计，所述干湿球温度计与单片机电连接，所述干湿球温度计用于检测烤房内的温度。

优选的，基于调速和物联网功能的烟叶烘烤控制仪，还包括：

RS485模块，所述RS485模块与单片机电连接。

优选的，基于调速和物联网功能的烟叶烘烤控制仪，还包括：

存储芯片，所述存储芯片与单片机电连接，所述存储芯片用于存储烘烤参数。

对比现有技术，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过GPRS连接单片机与远程终端的信息管理平台，可以使人们在远程终端上采集烤房温湿度，并对烘烤曲线进行更新，监控本装置的工作状态，不需要再对风机进行手动调速，节省了人力与时间，使用体验更好，且避免了变频调速器调速过程产生的高次谐波，使本装置运行更稳定。

附图说明

附图1是本实用新型硬件控制框图；

附图2是本实用新型烟叶烘烤曲线；

附图3是本实用新型数码管与按键分布图；

附图4是本实用新型电路图。

附图中所示标号：1、单片机；2、风机调速模块；3、GPRS模块；4、参数显示与调整模块；5、输出继电器模块；6、干湿球温度计；7、RS485模块。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-3所示，本实用新型所述基于调速和物联网功能的烟叶烘烤控制仪，包括：

单片机1，所述单片机作为本装置的主控单元，所述单片机可以采用51系列、PIC系列和STC系列等8位或16位低性能单片机；

与风机电连接的风机调速模块2，所述风机调速模块2与单片机1电连接，所述风机调速模块2用于接收单片机1的指令对风机的转速进行调节，所述风机调速模块2采用大功率可控硅组成电子调压器，对风机转速进行调速；

与信息管理平台信号连接的GPRS模块3，所述GPRS模块3与单片机1电连接，所述GPRS模块采用上海晨讯公司的SIM系列GPRS通讯模块；

参数显示与调整模块4，所述参数显示与调整模块4与单片机1电连接，所属户参数显示与调整模块4采用数码管与按键设计；

与鼓风机、电控门电连接的输出继电器模块5，所述输出继电器模块5与单片机1电连接，所述输出继电器模块5拥有接收单片机1的指令对鼓风机、电控门的动作进行控制，所述输出继电器模块包括与鼓风机电连接的220V交流继电器和与电控门电连接的12V直流继电器；

干湿球温度计6，所述干湿球温度计6与单片机1电连接，所述干湿球温度计6用于检测烤房内的温度，所述干湿球温度计6由四个DS18B20数字式温度传感器组成。

当单片机采集到干湿球温度计的温湿度信号，和设定的烘烤参数进行比较，根据偏差输出控制信号，驱使电控门开到指定的角度、鼓风机转或停、风机高/低速旋转；当GPRS模块接收到信息中心的指令，单片机按照接收到的无线信号改变烘烤曲线、调整控制参数和改变外围电气设备(电控门、鼓风机、风机高/低速旋转)的工作状态，从而实现烟叶烘烤的自动控制与远程控制，不需要再对风机进行手动调速，节省了人力与时间，使用体验更好，且避免了因为使用变频调速器调速过程产生的高次谐波，使本装置运行更稳定。

优选的，基于调速和物联网功能的烟叶烘烤控制仪，还包括：

RS485模块7，所述RS485模块7与单片机1电连接，所述RS485模块可以采用专用的RS485通讯模块(如MRS485-B型完全隔离式RS485收发器、ADUM3201型RS485隔离通讯模块等)或分立元件搭建。所述RS485模块可使单片机与新能源烤房(热泵、电烤或生物质燃料烤房)控制器连接，也可以采集具有RS485接口的传感器信息，如用于测量烟叶烘烤过程中重量变化的称重传感器，测量烤房内特定位置和方向的风速的风速传感器。通过RS485模块的设置，使本装置的适用范围更广。

优选的，基于调速和物联网功能的烟叶烘烤控制仪，还包括：

存储芯片，所述存储芯片与单片机电连接，所述存储芯片型号为W25X16A，所述存储芯片用于存储烘烤参数，防止掉电后参数丢失。

实施例：

本实施例中，优选以下配置：单片机型号为STC89C52；RS485模块采用MRS485-B型完全隔离式RS485收发器；风机调速模块为MT3AC-1-380V55A型全隔离三相一体化可控硅(晶闸管)交流调压器；GPRS模块型号为SIM800L型；干湿球温度计由四个DS18B20数字式温度传感器组成；数码管采用SYJ4031型三位红光共阳极数码管，按键采用直插型四角微动按键轻触开关。

参考附图4，本装置电路各硬件连接如下：

电源接口——对应电路图中的P1，输入交流220V电源。

电控门接口——对应电路图中的P2，连接电控门上的直流电机，电控门的开度由一个直流电机驱动，电机正转时，开度逐渐变大，电机反转时，开度逐渐变小，电机静止时，开度保持不变；如电路图所示，电机的运转由两个继电器控制：正转(开度增大)：继电器K3通电，继电器K4断电，反转(开度减小)：继电器K3断电，继电器K4通电，停止(开度不变)：继电器K3断电，继电器K4断电。

烤房风机接口——对应电路中的P3，连接烤房上用于排风的单相风机，烤房风机包括三种运行状态：停止、低速、高速，单相调压模块输出电压的大小由连接在CTRL+和CTRL-两端之间的电阻的大小决定，当两端直连时，电阻为零，电机转速最高，当两端断开时，电阻为无穷大，电机停止；如电路图所示，风机的运行由两个继电器控制：高速：继电器K1通电，继电器K2断电，低速：继电器K1通电，继电器K2通电，停止：继电器K1断电。

鼓风机接口——对应电路图中的P4，连接给锅炉鼓风的单相鼓风机，鼓风机的启停通过继电器进行控制，如电路图所示，当继电器K5通电时，鼓风机启动，当继电器K5断电时，鼓风机停止。

RS485通信接口——共3路，对应电路图中的P5、P6、P7，用于连接新能源烤房控制器、称重传感器、风速传感器等外部设备。

触摸屏接口——对应电路图中P8，连接触摸屏，作为人机界面。

温度传感器接口——对应电路图中的P9，连接烤房干湿球温度计。

基于以上装置，如附图2所示，风机的高速档与低速档切换根据温度自行控制/根据操作者对烟叶状态的判断进行手动调节。

风机低速档主要适用于以下两个时间段：

(1)、在烟叶变黄前期，即起点温度至42℃前的烟叶凋萎变黄期。该阶段烟叶失水较少，由于需要大量的水分才能促使烟叶变黄，风机作用主要是促使烤房内空气流通，缩小层与层之间的垂直和平面温湿度差，确保烟叶均匀变黄与脱水一致。这时期风机自动调整为低速档，适当降低风速，保证烟叶变黄需要的适宜水分，促进黄干协调。

(2)在烟叶干筋阶段，即55℃以后至烟筋完全干燥之间的温度点环节。此时期的叶片已全部干燥，烤房内热气流易畅通，烟叶水分大多已排出，在确保湿球温度不超过43℃的前提下，风机自动调至低速档，降低风速，减少香气挥发，节省耗电及燃料。

风机高速档主要适用于以下三个时间段：

(1)在烟叶变黄后期及定色阶段，即42℃至54℃之间使用。此期烟叶变黄失水速度快，应使用高速档才能排除蒸发出来的水分，使烟叶失水干燥达到定色目的。

(2)在烟叶含水量大时，例如雨天采收的烟叶、风雹灾后烟叶等。在开烤时短时间内开启高速档，排出叶表面水分，待烟叶表面水分蒸发后再使用低速档。

(3)在温差大、装烟量多、通风不畅时，应先采用高速档加强通风，待温差缩小后再使用低速档。