本发明涉及一种下降式密集烤房烟叶烘烤时循环风机的智能变频控制方法，属于烤烟烘烤领域。
背景技术：
密集烤房与传统自然通风烤房相比，烤坏烟现象明显减少，但也普遍存在烟叶颜色偏淡、油分减少、香气降低等现象，主要原因是当前密集烤房循环风机档位少，智能变频手段欠缺，智能变频控制方法不灵活，以及不能根据烟叶烘烤工艺需求和烤房温湿度变化进行自动实时变频调节，进而使得变黄前期风机无效运转导致大量水分散失，而干筋期风量过大导致挥发性香气物质损失等问题的发生。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种下降式密集烤房烟叶烘烤时循环风机的智能变频控制方法，以解决目前烟叶烘烤密集烤房循环风机不能根据烟叶烘烤工艺需求和烤房温湿度变化进行自动实时变频调节而导致的烘烤烟叶颜色偏淡、油分减少、香气降低等技术问题。
本发明的技术方案是：一种下降式密集烤房烟叶烘烤时循环风机的智能变频控制方法，包括：
s1、获取烟叶烘烤工艺设定的当前上棚目标干球温度和上棚目标湿球温度；
s2、获取当前烟叶烘烤时的上棚实际干球温度、上棚实际湿球温度和下棚实际干球温度；
s3、根据上棚目标干球温度所处范围，按以下十种情况对循环风机进行变频控制；
第一种情况：上棚目标干球温度≤35℃，则风机频率y为10hz；
第二种情况：35℃＜上棚目标干球温度≤37℃，则风机频率y区间为10-20hz，计算公式为，
y＝0.10492a3-0.82018a2+2.338a-0.11428b2+1.87428b+8.3332c3+12.8572c2+9.9524c+5.88298；
第三种情况：37＜上棚目标干球温度≤40℃，则风机频率y区间为20-34hz，计算公式为，
y＝-0.02858a2+0.85142a+1.36b-1.42856c2+7.9428c+16.6856；
第四种情况：40℃＜上棚目标干球温度≤42℃，则风机频率y区间为34-46hz，计算公式为，
y＝0.02916a2+0.29014a-0.04287b2+1.24287b-1.7857c2+8.9285c+31.4472；
第五种情况：42℃＜上棚目标干球温度≤45℃，则风机频率y区间为46-50hz，计算公式为，
y＝0.1a+0.3b-1.0904c2+3.7173c+45.0025；
第六种情况：45℃＜上棚目标干球温度≤48℃，则风机频率y区间为50-42hz，计算公式为，
y＝0.2a+0.6b+5c+40.2；
第七种情况：48℃＜上棚目标干球温度≤54℃，则风机频率y区间为42-34hz，计算公式为，
y＝0.4a+0.6b+3c+29.8；
第八种情况：54℃＜上棚目标干球温度≤60℃，则风机频率y区间为34-30hz，计算公式为，
y＝0.25a+0.3b+0.66666c+26.45；
第九种情况：60℃＜下棚目标温度≤68℃，则风频率y区间为34-30hz，计算公式为，
y＝0.19998a+0.2b+0.6666c+26.3998；
第十种情况：上棚目标温度≥68℃，则机频率y为30hz；
在以上公式中，a为目标干湿球温差，a＝上棚目标干球温度-上棚目标湿球温度；b为上下棚干球温差计，b＝上棚实际干球温度-下棚实际干球温度；c为湿球温差，c＝上棚实际湿球温度-上棚目标湿球温度。
本发明的有益效果是：本发明根据烤烟密集烘烤过程烤房内部空气循环特征、烟叶不同烘烤工艺和烘烤条件下的风机频率需求，提出循环风机智能变频回归方程，可根据烟叶烘烤不同温度点(或阶段)、不同温湿度偏差情况、烤房中的温度场和风速、风压与烘烤工艺参数动态变化等匹配循环风机的频率参数，在烤烟下降式密集烤房烘烤的各个阶段，根据智能变频控制方法，循环风机随着烟叶烘烤温湿度变化实现智能变频，满足烤烟烘烤需要。
本发明通过对烤烟密集烤房循环风机控制方法的改进，尤其是(1)根据烟叶不同烘烤阶段需求，明确规定了不同烘烤阶段烟叶循环风机频率的上限和下限，设定了目标干球温差(a)、上下棚温差(b)、和湿球温差(c)的贡献系数，满足烘烤需求，提高烟叶烘烤品质；(2)提供了每个阶段下降式密集烤房循环风机的智能变频回归方程，使循环风机能根据烟叶烘烤实际情况进行智能变频，符合烟叶烘烤实际需求，为稳定烘烤效益，为提高烟叶柔软度，增加烟叶香气和油分，增强烟叶色度，避免僵硬提供了有利保障。
综上所述，本发明可有效解决用现有烟叶密集烤房循环风机控制不灵活，不精准导致烟叶烘烤升温排湿控制不灵敏，进而导致烟叶物质转化不充分、香气不足、油分差、烟叶僵硬等问题。本发明特别适合用于烤烟下降式密集烤房循环风机的智能变频控制，可实现烟叶精准烘烤，提高烘烤品质。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本发明实施例一种下降式密集烤房烟叶烘烤时循环风机的智能变频控制方法，包括：
s1、获取烟叶烘烤工艺设定的当前上棚目标干球温度和上棚目标湿球温度。
在烟叶挂装在烤房后，需要输入烟叶烘烤工艺。对于下降式密集烤房来说，烟叶烘烤工艺的参数包括烘烤时间、上棚目标干球温度和上棚目标湿球温度，通常，上棚目标干球温度和上棚目标湿球温度随着烘烤时间的变化而变化。
当烟叶烘烤工艺确定后，即可根据烘烤时间得到当前上棚目标干球温度和上棚目标湿球温度。
s2、获取当前烟叶烘烤时的上棚实际干球温度、上棚实际湿球温度和下棚实际干球温度。
通过设置在下降式密集烤房中上下棚的传感器获取当前叶烘烤时的上棚实际干球温度、上棚实际湿球温度和下棚实际干球温度。
s3、根据上棚目标干球温度所处范围，按以下十种情况对循环风机进行变频控制。
在获取上棚目标干球温度后，判断上棚目标干球温度属于下述哪种情况，并根据相应情况控制风机的频率。
第一种情况：上棚目标干球温度≤35℃，则风机频率y为10hz；
第二种情况：35℃＜上棚目标干球温度≤37℃，则风机频率y区间为10-20hz，计算公式为，
y＝0.10492a3-0.82018a2+2.338a-0.11428b2+1.87428b+8.3332c3+12.8572c2+9.9524c+5.88298；
第三种情况：37＜上棚目标干球温度≤40℃，则风机频率y区间为20-34hz，计算公式为，
y＝-0.02858a2+0.85142a+1.36b-1.42856c2+7.9428c+16.6856；
第四种情况：40℃＜上棚目标干球温度≤42℃，则风机频率y区间为34-46hz，计算公式为，
y＝0.02916a2+0.29014a-0.04287b2+1.24287b-1.7857c2+8.9285c+31.4472；
第五种情况：42℃＜上棚目标干球温度≤45℃，则风机频率y区间为46-50hz，计算公式为，
y＝0.1a+0.3b-1.0904c2+3.7173c+45.0025；
第六种情况：45℃＜上棚目标干球温度≤48℃，则风机频率y区间为50-42hz，计算公式为，
y＝0.2a+0.6b+5c+40.2；
第七种情况：48℃＜上棚目标干球温度≤54℃，则风机频率y区间为42-34hz，计算公式为，
y＝0.4a+0.6b+3c+29.8；
第八种情况：54℃＜上棚目标干球温度≤60℃，则风机频率y区间为34-30hz，计算公式为，
y＝0.25a+0.3b+0.66666c+26.45；
第九种情况：60℃＜下棚目标温度≤68℃，则风频率y区间为34-30hz，计算公式为，
y＝0.19998a+0.2b+0.6666c+26.3998；
第十种情况：上棚目标温度≥68℃，则机频率y为30hz；
在以上公式中，a为目标干湿球温差，a＝上棚目标干球温度-上棚目标湿球温度；b为上下棚干球温差计，b＝上棚实际干球温度-下棚实际干球温度；c为湿球温差，c＝上棚实际湿球温度-上棚目标湿球温度。
实施例1：
利用现有烤房设备，循环风机总功率为2.2kw，设置循环风机常规方法(对照)和循环风机根据本发明方法，进行智能变频控制(处理)，具体操作如下：
对照：当目标温度≤40℃时，循环风机设置为低档控制；当40℃＜目标温度≤54℃时，循环风机设置为高档控制；当54℃＜目标温度时；循环风机设置为低档控制(备注，高档风机转速为1440转/分钟，低档风机转速为960转/分钟)。
处理：根据本发明方法，在按要求将烟叶装入烤房开始烘烤后，依次按以下十种情况构建智能变频回归方程，每个阶段循环风机频率根据智能变频回归方程调节控制：
第一种情况：上棚目标干球温度≤35℃，则风机频率y为10hz；
第二种情况：35℃＜上棚目标干球温度≤37℃，则风机频率y区间为10-20hz，计算公式为，
y＝0.10492a3-0.82018a2+2.338a-0.11428b2+1.87428b+8.3332c3+12.8572c2+9.9524c+5.88298；
第三种情况：37＜上棚目标干球温度≤40℃，则风机频率y区间为20-34hz，计算公式为，
y＝-0.02858a2+0.85142a+1.36b-1.42856c2+7.9428c+16.6856；
第四种情况：40℃＜上棚目标干球温度≤42℃，则风机频率y区间为34-46hz，计算公式为，
y＝0.02916a2+0.29014a-0.04287b2+1.24287b-1.7857c2+8.9285c+31.4472；
第五种情况：42℃＜上棚目标干球温度≤45℃，则风机频率y区间为46-50hz，计算公式为，
y＝0.1a+0.3b-1.0904c2+3.7173c+45.0025；
第六种情况：45℃＜上棚目标干球温度≤48℃，则风机频率y区间为50-42hz，计算公式为，
y＝0.2a+0.6b+5c+40.2；
第七种情况：48℃＜上棚目标干球温度≤54℃，则风机频率y区间为42-34hz，计算公式为，
y＝0.4a+0.6b+3c+29.8；
第八种情况：54℃＜上棚目标干球温度≤60℃，则风机频率y区间为34-30hz，计算公式为，
y＝0.25a+0.3b+0.66666c+26.45；
第九种情况：60℃＜下棚目标温度≤68℃，则风频率y区间为34-30hz，计算公式为，
y＝0.19998a+0.2b+0.6666c+26.3998；
第十种情况：上棚目标温度≥68℃，则机频率y为30hz；
在以上公式中，a为目标干湿球温差，a＝上棚目标干球温度-上棚目标湿球温度；b为上下棚干球温差计，b＝上棚实际干球温度-下棚实际干球温度；c为湿球温差，c＝上棚实际湿球温度-上棚目标湿球温度。
表1.循环风机智能变频调控结果如下：
a)表1是循环风机智能变频部分时段调控结果，表中干球温度为上棚目标干球温度，目标温湿度为上棚目标干球温度和湿球温度，上棚温湿度为上棚实际干球温度和湿球温度，下棚温湿度为下棚实际干球温度和湿球温度。
b)循环风机智能变频控制烘烤方法，频率越小，风机的转速越低，当频率为35时，风机转速与循环风机常规控制烘烤的低档风机转速相当，而频率为50的时候，风机转速与循环风机常规控制烘烤的高档风机转速相当。
不同循环风机控制方法对烤后烟叶外观品质、香气成分和感官评吸质量的影响如下：
1、不同处理烤后烟叶外观品质差异对比分析
表2.两种循环风机控制方法烤后烟叶外观品质的影响
如表2所示，循环风机智能变频控制处理烤后烟叶桔黄烟率高于对照，油分为“有”档次比例也高于对照；相应的，智能变频控制处理烤后烟叶杂色和含青比例，以及油分“少”的烟叶比例均低于对照。可以看出，循环风机智能变频控制方法烘烤烟叶的外观品质优于循环风机传统控制烘烤方法。
2、不同处理烤后烟叶香气物质含量对比分析
表3.两种循环风机控制方法烤后烟叶香气物质成分含量(ng/g)
从本次检测的80种烟叶香气物质成分含量来看，循环风机智能变频控制方法烘烤后烟叶的香气物质成分总含量达到49602.49ng/g，比循环风机传统控制方法烘烤烟叶香气物质总含量高出10181.94ng/g，提高幅度为25.83％。结果充分表明了采用智能变频控制循环风机的烘烤方法可以大幅度提高烟叶香气物质水平。
3感官评吸质量
表4.两种循环风机控制方法烤后烟叶感官评吸质量
表3为两种不同循环风机控制方法烘烤方式烟叶感官评吸质量对比分析，可以看出，智能变频控制循环风机烘烤烟叶感官评吸质量总得分达75.23分，高于循环风机常规控制方法烘烤烟叶感官评吸质量得分71.77，尤其体现在烤后烟叶香气质、香气量及余味方面。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。