专利名称：烟叶烘烤智能化温湿度控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型烟叶烘烤智能化温湿度控制装置，属烟草设备领域。
背景技术：
烟叶采摘后，先要在烟叶烤房内进行烘烤，使之变黄干燥后再由烟草部门统一收 购，供巻烟厂生产使用。烟叶烘烤过程是在烟叶烤房内完成的，周期一般5 8天。烤房 为烟叶提供变黄干燥所需的温度和湿度环境，通常情况下，烟叶烘烤过程中所需的干温为
27t: 68t:，湿温为25t: 42t:，温度随时间的变化通常称之为烘烤曲线，根据烘烤工艺，
可将曲线划分为交替的6个升温段和6个稳温段，称为6升6稳工艺曲线。在烘烤过程中， 对烤房干温和湿温的准确控制是至关重要的。要做到在长达100多个小时过程中实现干温 和湿温的准确控制，传统的人工方式是难以做到的。 目前，市场上有众多的烘烤温湿度控制装置，也有一些是专利产品，如中国专利 ZL200420060439. 5和ZL02221347. 3等虽然也能在一定程度上解决某种特定结构烤房的干 温和湿温控制问题，但通用性差，控制精度，尤其是湿温控制精度差，人工干预或设定不灵 活，不能提供实时显示烘烤过程的理论曲线和实际曲线不能解决因供电波动导致的不可行 工作问题，而这些问题一旦产生将直接导致烟叶烘烤质量下降甚至完全失败，为烟农带来 相当大的经济损失。
发明内容本实用新型的目的是发明一种能实时显示烘烤设定曲线和实际曲线，能够在烘 烤完成后将设定曲线和实际曲线输出至通用PC机并打印，人工干预和设定灵活方便，能在 恶劣供电环境下可靠工作的新型烟叶烘烤温湿度智能控制装置，它能提高烟叶烘烤质量、 降低劳动强度，提高经济效益。 本实用新型烟叶烘烤智能温湿度控制装置的技术方案是温湿度控制装置由液晶 显示屏驱动电路单元(2)、AC/DC转换电路单元(3)、中央数据处理及控制电路单元(4)、设 备控制电路单元(5)、循环风机(6)、排湿风机(7)、鼓风机(8)、翻板执行器(9)、按键处理 电路单元(10)、信号处理电路单元(11)、驱动电路单元(12)、按键单元(13)、温湿度传感器 (14)单元连接组成，完成烟叶烘烤过程的温湿度智能化控制。 供电驱动电路单元(12)设有过压、过流保护电路和市电停电自动切换至备用电 池供电电路。 干湿温传感器(14)与中央数据处理及控制单元(4)相连接，湿温传感器(14)将 随温、湿度变化的电阻值经电路转换为电压值后，采用双端差分输入到中央数据处理及控 制单元相连接(4)，完成对烤房内干湿温进行实时检测。 中央数据处理及控制单元(4)采用单片机为中心处理器，通过单片机完成控制装 置的数据输入、存贮、处理、显示、控制功能。 中央数据处理及控制单元(4)设置了串行通讯接口，通过该接口完成控制装置与外部PC机的数据通讯，实现烘烤曲线的存储、打印输出和对烘烤质量评估。 液晶显示屏(1)、液晶显示屏驱动电路(2)及按键(13)、按键处理电路(10)能实
时显示并对比设定烘烤曲线和实际烘烤曲线的一致性。 还有液晶显示屏(1)、液晶显示屏驱动电路(2) 、 AC/DC转换电路(3)与中央数据 处理及控制电路单元(4)和按键处理电路(10)相连，一方面，中央数据处理及控制单元(4) 依据程序通过AC/DC转换电路(3)和信号处理电路(11)、驱动电路(12)送来的用户设定、 操作信息并做出相应的处理。 本实用新型构成由液晶显示屏(1)、液晶显示屏驱动电路(2)、 AC/DC转换电路
(3) 、中央数据处理及控制电路单元(4)、设备控制电路(5)、循环风机(6)、排湿风机(7)、 鼓风机(8)、翻板执行器(9)、按键处理电路(10)、信号处理电路(11)、驱动电路(12)、按键 (13)、温湿度传感器(14)、指示灯(15)组成。其特征是液晶显示屏(1)、液晶显示屏驱动 电路(2)、AC/DC转换电路(3)与中央数据处理及控制电路单元(4)和按键处理电路(10) 相连，一方面，驱动电路单元(12)为数据处理及控制电路单元(4)提供5VDC电源，在市电 停电时无扰动切换至备用电池供电；另一方面，中央数据处理及控制单元(4)依据程序通 过AC/DC转换电路(3)和信号处理电路(11)、驱动电路(12)完成的对风机、电机等的控制 信号进行功率放大，执行控制风机(6)、鼓风机(7)、翻板执行器(8)的工作。 液晶显示屏驱动电路(2)、按键处理电路(10)与中央数据处理及控制电路单元
(4) 相连，一方面，中央数据处理与控制单元(4)将要显示的信息送到液晶显示屏驱动电路 (2)及键盘电路单元(10)进行由液晶显示屏(1)显示；另一方面，接受液晶显示屏驱动电 路(2)及键盘电路单元(10)、按键(13)送来的用户设定、操作信息并做出相应的处理。 安装于烤房内部的温湿度传感器(14)通过导线与AC/DC转换电路(3)和中央数 据处理与控制单元(4)相连。 工作原理是由供电及驱动电路单元将220VAC变换成5VDC供给，整个控制装置 使用，由干湿温传感器将温度信号变换成电阻值，再由数据处理及控制电路单元将电阻值 变换为电压值，数据处理与控制单元利用传感器的热敏电阻特性，采用欧姆定律将传感器 的电阻变化转换为电压变化，为防止由于电机、风机启停产生的电磁干扰带来的温度测量 误差，采用差分信号输入并进行A/D转换的办法，确保温度测量的准确。数据处理及控制电 路单元内置了控制程序，程序不断检测当前烤房的温度，并与设定相比较，当检测的干温公
共开支设定值o.2t:以上时产生助燃风机启动信号给供电及驱动电路单元，经过该单元将
信号进行功率放大后驱动助燃风机工作。为烤房升温；当检测的干温不低于设定值0. 2°C 以上时是，停止助燃风机工作；当湿温检测值高于设定值0.2t:时，输出启动排湿风机工作 和进见转换翻板打开信号经供电及驱动电路单元，该单元结信号进行功率放大并驱动排湿 风机及进见转换翻板电机工作，使烤房处于吸入外部空气、排出内部湿热空气进而降低湿 度的目的；当湿温检测值不高于设定值0.2t:以上时，停止排湿风机工作，关闭进风转换翻 板，使烤房内处于设定的湿度值。显示及键盘电路单元包括了一块320X240点阵的液晶显 示模块、12个设备工作状态指示灯、2个温度超限报警指示灯、8个操作按键和3个操作选 择按钮通过了数据处理与控制电路单元相连， 一方面显示当前的温度值，设定烘烤曲线，实 际烘烤曲线，设备工作状态以及报警指示，另一方面接受用户选择、操作等信息。为程序执 行提供依据。数据处理及控制电路单元通过RS-232接口及内置的通讯程序与外部PC机通
4中的设定曲线和实际曲线传输给PC机，PC机可通过专用软件调用并打印 曲线。 本实用新型的主要优点是 1).通过液晶显示模块并与单片机相连，将设定烘烤曲线和实际烘烤曲线在同一 座标下进行显示，使得整个烘烤过程是否符合工艺要求一目了然。同时，通过将曲线上传至 PC机并打印曲线，可以对烘烤过程的重要工艺参数进行记录，也便于对烘烤质量进行分析 和提高。 2).提供在稳温阶段进干温和湿温超限报警功能，当检测值高出或低出设定值 0. 5°C以上时，进行声光报警，提醒用户对烤房相关设备进行检查或进行手动操作，及时控 制烤房温度。 3).提供"手动/自动"选择功能，当选择"手动"时，可以手动挥动风机、电机等启
/停按键控制设备的工作状态及工作持续时间，有效弥补自动控制的不足。 4).干温和湿温传感器接入采用差分接入法有效控制干扰，提高了检测精度。 5).对进风转换的开启实行定量控制，可按比例控制翻板开度，控制进风量，提高
排湿效果。 6).供电及驱动电路单元采用压敏电阻进行过压保护，采用无扰动切换电路进行 备用电池供电切换，解决了供电电压波动导致的设备损坏和控制装置因停电不能连续工作 等不足。
以下结合附图所示实施例，对结构作进一步说明，但本实用新型保护范围不限于 此实施例。
图1为本实用新型小烤房控制装置的原理框图。 图2为本实用新型的电路原理图。 图3为本实用新型控制装置的主视图。 图中l一液晶显示屏；2—液晶显示屏驱动电路；3—AC/DC转换电路；4一CPU ; 5—设备控制电路；6—循环风机；7—排湿风机；8—鼓风机；9—翻板执行器；10—按键处理 电路；ll一信号处理电路；12—指示驱动电路；13—按键；14—温湿度传感器；15—指示灯。
具体实施方式如
图1、图2所示，如图2所示，单片机U1采用STC12C5412AD， 1/0扩展芯片U3、 U4、 U5、 U6采用I2C芯片PCF8574P，通讯芯片U2、 U10分别采用MAX485EPA、 MAX232EPA。数 字处理、显示及控制电路单元与供电及驱动电路单元采用FC-14P扁平电缆加接插件Jl连 接，与液晶显示模块采用CH2. 54X9P扁平电缆加接插件J2连接。单片机Ul与I/O扩展芯 片U3、 U4、 U5、 U6采用I2C总线通讯，接收I/O扩展芯片U3、 U4、 U5采集的操作信息及反馈 信息，并将分析处理后的控制信息传送给I/O扩展芯片U6，由I/O扩展芯片U6输出信号控 制设备动作，单片机Ul与温湿度传感器采用CH2. 54X4P接插件J4、 J5连接，采用一线总线 通讯。单片机Ul与计算机采用CH2. 54X3P接插件Jl连接，电路可适应RS232、 RS485两种 通讯方式，采用RS232通讯方式时，焊接通信芯片UIO，采用RS485通讯方式时焊接通信芯片
5U2。电路同时设计有两片128K E力0M存储芯片U8、U9，可将多条专家烘烤曲线及采集的烘 烤过程数据保存。
权利要求一种烟叶烘烤智能化温湿度控制装置，其特征是温湿度控制装置由液晶显示屏驱动电路单元(2)、AC/DC转换电路单元(3)、中央数据处理及控制电路单元(4)、设备控制电路单元(5)、循环风机(6)、排湿风机(7)、鼓风机(8)、翻板执行器(9)、按键处理电路单元(10)、信号处理电路单元(11)、驱动电路单元(12)、按键单元(13)、温湿度传感器(14)单元连接组成，温湿度传感器(14)通过导线与AC/DC转换电路(3)和中央数据处理与控制单元(4)相连；干湿温传感器(14)及温湿度传感器(14)通过导线与中央数据处理及控制单元(4)相连接，供电驱动电路单元(12)通过导线与中央数据处理及控制单元(4)相连接，液晶显示屏(1)、液晶显示屏驱动电路(2)与中央数据处理及控制电路单元(4)和按键处理电路(10)通过导线相连；AC/DC转换电路(3)与中央数据处理及控制电路单元(4)通过导线连接；完成烟叶烘烤过程的温湿度智能化控制。
2. 根据权利要求1所述的烟叶烘烤智能化温湿度控制装置，其特征是供电驱动电路单元(12)设有过压、过流保护电路和市电停电自动切换至备用电池供电电路。
3. 根据权利要求1所述的烟叶烘烤智能化温湿度控制装置，其特征是干湿温传感器(14)与中央数据处理及控制单元(4)相连接，湿温传感器(14)将随温、湿度变化的电阻值经电路转换为电压值后，采用双端差分输入到中央数据处理及控制单元相连接(4)，完成对烤房内干湿温进行实时检测。
4. 根据权利要求1所述的烟叶烘烤智能化温湿度控制装置，其特征是中央数据处理及控制单元(4)采用单片机为中心处理器，通过单片机完成控制装置的数据输入、存贮、处理、显示、控制功能。
5. 根据权利要求1所述的烟叶烘烤智能化温湿度控制装置，其特征是中央数据处理及控制单元(4)设置了串行通讯接口，通过该接口完成控制装置与外部PC机的数据通讯，实现烘烤曲线的存储、打印输出和对烘烤质量评估。
6. 根据权利要求1所述的烟叶烘烤智能化温湿度控制装置，其特征还有液晶显示屏(1)、液晶显示屏驱动电路(2)、AC/DC转换电路(3)与中央数据处理及控制电路单元(4)和按键处理电路(10)相连，一方面，中央数据处理及控制单元(4)依据程序通过AC/DC转换电路(3)和信号处理电路(11)、驱动电路(12)送来的用户设定、操作信息并做出相应的处理。
专利摘要本实用新型涉及一种新型烟叶烘烤智能化温湿度控制装置，属烟草设备领域。其特征是温湿度控制装置由液晶显示屏驱动电路单元、AC/DC转换电路单元、中央数据处理及控制电路单元、设备控制电路单元、循环风机、排湿风机、鼓风机、翻板执行器、按键处理电路单元、信号处理电路单元、驱动电路单元、按键单元、温湿度传感器单元连接组成，完成烟叶烘烤过程的温湿度智能化控制。能实时显示烘烤设定曲线和实际曲线，能够在烘烤完成后将设定曲线和实际曲线输出至通用PC机并打印，人工干预和设定灵活方便，能在恶劣供电环境下可靠工作的新型烟叶烘烤温湿度智能控制装置，它能提高烟叶烘烤质量、降低劳动强度，提高经济效益。
文档编号A24B3/10GK201504561SQ2008201999
公开日2010年6月16日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者任洪波, 夏伟萍, 崔勇军, 张春涛, 张维坤, 曹明武, 李洪波, 王春林, 王玉明 申请人:中国船舶重工集团公司七五○试验场