专利名称：一种茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及茶叶烘干机燃煤热风炉的温度控制领域，特别是一种茶叶烘干机燃煤 热风炉的智能恒温控制系统。
背景技术：
加工Ikg干茶需蒸发3. 2-3. 5kg水，按理论计算需消耗热量7620KJ，但在实际生产 中，烘干Ikg干茶需要消耗热量约29300KJ，耗标准煤1. 1-1. 5kg，热效率仅为21_24%。茶叶 加工中消耗热量最大的属茶叶烘干，目前全国茶叶加工厂约50%仍使用煤作为燃料。
茶叶烘干能耗主要由5部分组成(I)用于蒸发茶叶水分的能耗，一般占20-30% ；(2)茶叶升温及萎凋、烘干作业废气带走的热量约占20-40% ; (3)热风炉排烟热损失，约占 30-40% ; (4)热风炉蓄热散热损失，占5-10% ; (5)其他热损失，如不完全燃烧等，占10_15%。 热损失最严重的是烟气带走的热量。发明内容
有鉴于此，本发明的目的提供一种茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统。
本发明采用以下方案实现一种茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统，其 特征在于该系统通过采集烘干机送风口的热风温度、燃煤热风炉的排烟温度以及引烟机 的电频率，经一 PLC进行PID运算和模糊运算后，并根据该运算结果发出控制信号，通过变 频控制引烟机的电机转速。
在本发明一实施例中，所述采集热风温度和排烟温度采用钼电阻测温元件，该钼 电阻测温元件采集的信号经信号调理电路、A/D转换器后发送给所述PLC。
在本发明一实施例中，所述PID运算是实测热风温度比设定温度低5°C以上时， 采用PI调节，P=30. O, 1=3. O ;实测热风温度与设定温度偏差低于5°C时，采用PID调节， P=40. O, 1=6. O, D=O. 5。
在本发明一实施例中，所述的模糊运算当所述排烟温度达到215°C，引烟机 保持最低电频率20HZ ;如排烟温度在215°C — 240°C之间，将引烟机的最低电频率乘以 O. 98—O. 8 ο
在本发明一实施例中，所述的模糊运算还包括以引烟机频率为输入信号的模糊控 制；引烟机电频率分低区20-40 HZ和高区40-50 HZ，当处于低区时，引烟机保持最低电频 率20HZ，保证热风炉不会出现缺氧燃烧；当处于高区时，启动所述PID调节。
在本发明一实施例中，当所述引烟机电频率高于40HZ，并且排烟温度持续下降 10°C，该系统将报警提示需要添加燃料。
在本发明一实施例中，该系统能控制2-10台热风炉。
本发明首次将PID智能控制技术与变频技术综合应用于茶叶烘干机的燃煤热风 炉的引风风量调节，克服了以往仅调节烘干机热风炉热风量造成温度不稳定，影响茶叶品 质的弊端，达到节能减排、茶叶品质显著提高的效果；有效地解决了燃煤热风炉由于煤燃烧波动造成烘干温度忽高忽低，受烧煤工人为因素影响大，烘干机热风温度冲高造成茶叶高火甚至焦化，排烟耗能大等问题。
图1是现有的茶叶烘干机结构示意图。
图2是本发明PID控制原理示意图。
图3是本发明智能恒温控制系统结构原理图。
图4是本发明控制前后的热风温度比较示意图。
图5是本发明控制前后的排烟温度比较示意图。
其中I为炉栅，2为炉膛，3为引烟机，4为烟囱，5为热交换壁，6为烟气回路标识， 7为空气回路标识；8为炉门。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1、图2和图3，本发明一种茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统， 其特征在于该系统通过采集烘干机燃煤热风炉送风口的热风温度、排烟温度以及引烟机的电频率，经一 PLC进行PID运算和模糊运算后，并根据该运算结果发出控制信号，通过变频控制引烟机的电机转速。
在本发明一实施例中，所述采集热风温度和排烟温度采用钼电阻电阻测温元件， 该钼电阻测温元件采集的信号经信号调理电路、A/D转换器后发送给所述PLC。
较佳的，如表一所示，本发明所述PID运算是实测热风温度比设定温度低5 °C以上时，采用PI调节，P=30. O, 1=3. O ;实测热风温度与设定温度偏差低于5 °C时，采用PID调节，P=40. O, 1=6. O, D=O. 5。其运算的数学模型为
权利要求
1.一种茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统，其特征在于该系统通过采集烘干机送风口的热风温度、燃煤热风炉的排烟温度以及引烟机的电频率，经一 PLC进行PID运算和模糊运算后，并根据该运算结果发出控制信号，通过变频控制引烟机的电机转速。
2.根据权利要求1所述的茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统，其特征在于所述采集热风温度和排烟温度采用钼电阻测温元件，该钼电阻测温元件采集的信号经信号调理电路、A/D转换器后发送给所述PLC。
3.根据权利要求1所述的茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统，其特征在于所述PID运算是实测热风温度比设定温度低5°C以上时，采用PI调节，P=30.0，1=3. O ;实测热风温度与设定温度偏差低于5°C时，采用PID调节，P=40. O, 1=6. O, D=O. 5。
4.根据权利要求1所述的茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统，其特征在于所述的模糊运算当所述排烟温度达到215°C，引烟机保持最低电频率20HZ ;如排烟温度在215°C—240°C之间，将引烟机的最低电频率乘以O. 98-0. 8。
5.根据权利要求4所述的茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统，其特征在于所述的模糊运算还包括以引烟机频率为输入信号的模糊控制；引烟机电频率分低区20-40HZ和高区40-50 HZ,当处于低区时，引烟机保持最低电频率20HZ，保证热风炉不会出现缺氧燃烧；当处于高区时，启动所述PID调节。
6.根据权利要求5所述的茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统，其特征在于当所述引烟机电频率高于40HZ，并且排烟温度持续下降10°C，该系统将报警提示需要添加燃料。
7.根据权利要求1所述的茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统，其特征在于该系统能控制2-10台热风炉。
8.根据权利要求1所述的茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统，其特征在于该系统是通过触摸屏实现人机交互。
全文摘要
本发明涉及一种茶叶烘干机燃煤热风炉的智能恒温控制系统，其特征在于该系统通过采集烘干机送风口的热风温度、燃煤热风炉的排烟温度以及引烟机的电频率，经一PLC进行PID运算和模糊运算后，并根据该运算结果发出控制信号，通过变频控制引烟机的电机转速。本发明首次将PID智能控制技术与变频技术综合应用于茶叶烘干机的燃煤热风炉的引风风量调节，克服了以往仅调节烘干机的热风量造成温度不稳定，影响茶叶品质的弊端，达到节能减排、茶叶品质显著提高的效果。
文档编号F24H9/20GK103032965SQ20121057760
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者金心怡, 郝志龙, 李天习, 陈寿松 申请人:福建农林大学