網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)化智能煙葉烘干房技術(shù)領(lǐng)域，其旨在解決現(xiàn)有技術(shù)煙葉烘干過程由經(jīng)驗值主導(dǎo)，缺少量化的智能控制設(shè)置導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，缺少中心化數(shù)據(jù)管理從而不能實現(xiàn)分散煙葉烘干房的統(tǒng)一控制，煙葉烘干房本身過于依賴人工操作控制環(huán)境參數(shù)且煙葉烘干設(shè)備自動化程度低等技術(shù)問題。該發(fā)明主要包括微控制模塊，傳感器模塊，各類風(fēng)機(jī)電機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。本發(fā)明用于煙葉烘干房智能化。
【專利說明】
網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)化智能煙葉烘干房技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在烤房專用供熱設(shè)備即熱空氣發(fā)生裝置，包括爐體和換熱器，按煙葉烘烤工藝要求加熱空氣后，烤房控制器通過控制通風(fēng)排濕設(shè)備，以保持空氣在加熱室和裝煙室循環(huán)流動，實現(xiàn)烤房內(nèi)外空氣交換，維持裝煙室內(nèi)烘烤工藝要求的溫濕度，包括循環(huán)風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)進(jìn)風(fēng)門、百葉窗等排濕設(shè)備。循環(huán)風(fēng)機(jī)運行時，通過裝煙室隔熱墻上開設(shè)的通風(fēng)口，向裝煙室輸送熱空氣，用氣流單循環(huán)模式來進(jìn)行煙葉的烘干，按氣流流動方向分氣流上升式和氣流下降式兩種。氣流上升式是指裝煙室內(nèi)空氣由下向上運動與煙葉進(jìn)行濕熱交換，氣流下降式是指裝煙室內(nèi)空氣由上向下運動與煙葉進(jìn)行濕熱交換。目前在煙葉產(chǎn)區(qū)密集型煙葉烘干房使用的控制器絕大多數(shù)是定速控制循環(huán)風(fēng)機(jī)的開啟與關(guān)閉，完成烘干房內(nèi)濕氣的持續(xù)排出。其中，若采用單相電機(jī)風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為1450轉(zhuǎn)/分，若采用三相電機(jī)風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速則分為960轉(zhuǎn)/分、1450轉(zhuǎn)/分兩檔。在每一棚煙葉烤制過程中，煙葉烘干技師要通過觀測窗口定時查看煙葉的顏色和干濕度，在煙葉烘干控制器上按照三段六步式的煙葉烘干曲線設(shè)置烤房溫度、濕度及時間參數(shù)，再根據(jù)觀測到的煙葉顏色和干濕度，調(diào)整有關(guān)參數(shù)，達(dá)到高質(zhì)量煙葉烘干的要求。本發(fā)明可以將煙葉烘干技師的多年經(jīng)驗值轉(zhuǎn)換成自動煙葉烘干工藝流程，基本不需要定時窗口觀測，只需要確保電力持續(xù)、煙火不熄、煙葉烘干設(shè)備正常運轉(zhuǎn)便可自動烘干一棚高質(zhì)量、高品質(zhì)煙葉，同時，可以確保在不降低煙葉品質(zhì)、等級的情況下，保持甚至增加烤出的煙葉份量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明目的在于提供網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，其旨在解決現(xiàn)有技術(shù)煙葉烘干過程由經(jīng)驗值主導(dǎo)，缺少量化的智能控制設(shè)置導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，缺少中心化數(shù)據(jù)管理從而不能實現(xiàn)分散煙葉烘干房的統(tǒng)一管理控制，煙葉烘干房本身過于依賴人工操作控制環(huán)境參數(shù)且煙葉烘干設(shè)備自動化程度低等技術(shù)問題。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，包括電源，還包括電源進(jìn)線空氣開關(guān)，接入電源;隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊，通過電源進(jìn)線空氣開關(guān)接入電源;微控制模塊，用于控制與通訊，接收由隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊輸出的直流電；變頻器，其輸出頻率由微控制模塊控制，通過電源進(jìn)線空氣開關(guān)接入電源;循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)，由變頻器驅(qū)動;鼓風(fēng)機(jī)控制模塊，由微控制模塊控制;鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)，由鼓風(fēng)機(jī)控制模塊驅(qū)動;傳感器模塊，采集煙葉烘干房內(nèi)的環(huán)境參數(shù)并反饋環(huán)境參數(shù)至微控制模塊;冷風(fēng)門模塊，用于補(bǔ)償環(huán)境參數(shù)，由微控制模塊控制；網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，用于基于公共網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)、管理控制系統(tǒng)的通訊，接收和/或發(fā)送微控制模塊通訊數(shù)據(jù)。所述的數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)包括分布式的無線收發(fā)通信基站和服務(wù)器群，分布式基站收集煙葉烘干房數(shù)據(jù)并發(fā)送至服務(wù)器群，服務(wù)器群按照權(quán)限依次分級為煙站密集型煙葉烘干數(shù)據(jù)控制中心、市縣區(qū)煙草公司密集型煙葉烘干指揮控制數(shù)據(jù)分中心和省煙草總公司密集型煙葉烘干指揮控制大數(shù)據(jù)中心。
[0006]上述方案中，所述的隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊，包括防雷模塊，通過電源進(jìn)線空氣開關(guān)接入電源;變壓器，接收防雷模塊輸出的高電壓且反饋檢測信號至微控制模塊;直流降壓轉(zhuǎn)換模塊，接收變壓器輸出的低電壓且輸出直流電至微控制模塊。
[0007]上述方案中，所述的變頻器，通過RS485通訊模塊接收微控制模塊輸出的變頻信號。
[0008]上述方案中，所述的鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)，還設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)故障檢測模塊，鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)故障檢測模塊反饋故障檢測信號至微控制模塊。
[0009 ] 上述方案中，所述的傳感器模塊，包括溫度傳感器、濕度傳感器或溫濕度傳感器。
[0010]上述方案中，所述的冷風(fēng)門模塊，包括依次連接的冷風(fēng)門控制模塊、冷風(fēng)門堵磚檢測模塊和冷風(fēng)門電機(jī)，冷風(fēng)門控制模塊由微控制模塊控制，冷風(fēng)門堵磚檢測模塊反饋堵磚檢測信號至微控制模塊。
[0011]上述方案中，所述的微控制模塊，還設(shè)置有液晶顯示器，存儲模塊，時鐘模塊和語首豐旲塊。
[0012]上述方案中，所述的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，包括3G、4G及未來5G通訊協(xié)議的無線信號模塊。
[0013]上述方案中，所述的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，還連接有用戶移動終端和無線收發(fā)通信基站，通過無線收發(fā)通信基站構(gòu)建基于公共網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)、管理控制系統(tǒng)的通訊，系統(tǒng)中的單一控制器上的微控制模塊，承擔(dān)上傳所在煙葉烘干房所有數(shù)據(jù)信息或接收數(shù)據(jù)服務(wù)、管理控制系統(tǒng)的控制命令。
[0014]上述方案中，所述的微控制模塊根據(jù)傳感器模塊反饋的環(huán)境參數(shù)自動控制各類電機(jī)對環(huán)境參數(shù)向煙葉烘干有利方向進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0016]采用智能變頻控制技術(shù)，用于循環(huán)風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制、單相電源與三相電源轉(zhuǎn)換、循環(huán)風(fēng)機(jī)軟啟動及系統(tǒng)保護(hù)，實現(xiàn)密集烘烤過程中循環(huán)風(fēng)機(jī)的自動變頻調(diào)速，同時，設(shè)計無線通信模塊，構(gòu)建基于3G、4G網(wǎng)絡(luò)的密集型烤房煙葉烘干控制網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、分中心，實現(xiàn)“密集型烤房煙葉烘干控制器-煙站-縣煙草公司-市煙草公司-省煙草公司”五級聯(lián)動、級聯(lián)互動，實現(xiàn)煙葉烘干流程全程監(jiān)控、全程管理及煙葉烘干情況的動態(tài)掌控，在減少人力、電力、煙葉原料成本的同時，將現(xiàn)場煙葉烘干技師的經(jīng)驗覆蓋整個煙葉烘干季節(jié)、每一座密集型烤房、每一棚煙葉烘干，實現(xiàn)提高煙葉烘干質(zhì)量、增加煙農(nóng)收入、提升網(wǎng)絡(luò)化智能化管理水平的目標(biāo)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房變頻智能控制系統(tǒng)框圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的冷風(fēng)門控制模塊電路圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊電路圖。
【具體實施方式】
[0020]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0021 ]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0022]實施例1
[0023]本發(fā)明煙葉烘干房主要包括煙葉烘烤室和熱風(fēng)室，設(shè)備包括供熱設(shè)備、溫濕度傳感器、智能變頻控制器、循環(huán)風(fēng)機(jī)、加熱鼓風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)門、3G/4G煙葉烘干房無線收發(fā)通信器、3G/4G煙站無線收發(fā)通信器、煙站數(shù)據(jù)匯聚站、市縣數(shù)據(jù)分中心、省數(shù)據(jù)中心、移動終端手機(jī)應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)分中心/中心管理控制分析軟件、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及相關(guān)配套電纜光纜路由帶寬等。微控制模塊選用單片機(jī)或編程控制器或ARM架構(gòu)處理器。
[0024]分散的密集型煙葉烘干房的數(shù)據(jù)通過3G、4G移動網(wǎng)匯聚到所管轄的煙站(運控站)，再由煙站通過專線匯聚到縣市煙草公司(運控分中心)，最終匯聚到省煙草總公司(運控中心)；即，由煙葉烘干控制器通訊模塊，煙站數(shù)據(jù)采集服務(wù)器及運控軟件(包括手機(jī)APP)，縣市煙草公司數(shù)據(jù)分中心及運控軟件，省煙草總公司及數(shù)據(jù)中心及運控軟件構(gòu)成的專用煙草烘烤運營、管理、控制、監(jiān)測軟件系統(tǒng)。
[0025]本發(fā)明所述的是在不更換和改變目前在用密集型烤房建筑結(jié)構(gòu)、循環(huán)風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)門、干濕球、鍋爐、電力等各種設(shè)施的前提下，通過更換煙葉烘干變頻控制設(shè)備、構(gòu)建信息化系統(tǒng)，達(dá)到由傳統(tǒng)煙葉烘干手工操作模式升級到網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化變頻控制煙葉烘干工藝流程的目的。由于采用變頻控制，可以降低用電、用煤成本;采用變頻低速循環(huán)風(fēng)速均勻升降室溫、除濕，可以在不降低煙葉等級品質(zhì)情況下增加煙葉;采用自動模式可以將煙葉烘干技師經(jīng)驗值程序化、自動化，可以減少現(xiàn)場人工數(shù)量和烤壞概率;采用移動互聯(lián)網(wǎng)、代理服務(wù)器、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，可以為煙葉從種植收割到卷煙出廠的全流程監(jiān)控、管理、控制的網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)?？傊?，本發(fā)明可以降低烘烤成本，確保煙葉烘干質(zhì)量，提高煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入，實現(xiàn)煙葉烘干全程管理控制。若將本發(fā)明在全國各煙葉產(chǎn)區(qū)普及應(yīng)用，會顯著提高煙葉產(chǎn)區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益，提升煙葉烤制過程的網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化管理控制水平，為煙葉生產(chǎn)、烘烤、復(fù)烤、卷煙等環(huán)節(jié)指揮、管理、控制、決策提供可靠依據(jù)。
[0026]克服了現(xiàn)有煙葉烘干房控制器只能定速控制循環(huán)風(fēng)機(jī)速度及循環(huán)風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)門開關(guān)等存在的不足，徹底改變以往煙葉烘干設(shè)備單一操作、經(jīng)驗主導(dǎo)、無法動態(tài)跟蹤、全面掌握煙葉烘干季節(jié)煙葉烘干情況的現(xiàn)狀；由于設(shè)備功能性能穩(wěn)定可靠，烤出的煙葉等級品質(zhì)較高，對實現(xiàn)社會效益、政治效益和經(jīng)濟(jì)效益，提高煙葉烘干設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平將起到傳統(tǒng)煙葉烘干設(shè)施不可替代的作用。
[0027]本發(fā)明是在不改變現(xiàn)有密集型煙葉烘干房建筑結(jié)構(gòu)、循環(huán)風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)門、干濕球等基礎(chǔ)上，通過更換新一代網(wǎng)絡(luò)化密集型烤房智能變頻控制器，并基于3G、4G及未來5G移動互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建密集型烤房煙葉烘干控制網(wǎng)絡(luò)，將每一座烤房的控制器作為一個信息采集點，每一個煙站作為信息匯集點，縣煙草公司或市煙草作為數(shù)據(jù)分中心，再將各分中心數(shù)據(jù)匯總到省煙草總公司，實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)動態(tài)管理控制全煙葉產(chǎn)區(qū)烤制季節(jié)情況的目的。
[0028]實施例2
[0029]所述的微控制模塊，核心處理部分使用單片機(jī)STM32F103VCT6;如圖2，所述的冷風(fēng)門控制模塊，接收來自單片機(jī)的一路控制信號T-F和兩路驅(qū)動信號LFM-1、LFM-2，兩路驅(qū)動信號分別通過三極管Q2、三極管Q3對應(yīng)控制繼電器K5、繼電器K6;如圖3，所述的隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊，進(jìn)一步包括AC-AC隔離模塊，全波整流模塊和DC-DC電壓調(diào)制模塊，還包括光耦反饋模塊，光耦反饋模塊接收AC-AC隔離模塊的輸出電壓并反饋交流測試信號GF-AC_Test至單片機(jī);所述的光親反饋模塊包括第一光親器U7和第二光親器U8，第一光親器U7和第二光親器U8通過穩(wěn)壓二極管Dll、D12接收AC-AC隔離模塊的輸出電壓。
[0030]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，包括電源，其特征在于，還包括: 電源進(jìn)線空氣開關(guān)，接入電源； 隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊，通過電源進(jìn)線空氣開關(guān)接入電源； 微控制模塊，用于控制與通訊，接收由隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊輸出的直流電； 變頻器，其輸出頻率由微控制模塊控制，通過電源進(jìn)線空氣開關(guān)接入電源； 循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)，由變頻器驅(qū)動； 鼓風(fēng)機(jī)控制模塊，由微控制模塊控制； 鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)，由鼓風(fēng)機(jī)控制模塊驅(qū)動； 傳感器模塊，采集煙葉烘干房內(nèi)的環(huán)境參數(shù)并反饋環(huán)境參數(shù)至微控制模塊； 冷風(fēng)門模塊，用于補(bǔ)償環(huán)境參數(shù)，由微控制模塊控制； 網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，用于建立數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)和微控制模塊的通訊，接收和/或發(fā)送微控制模塊通訊數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊，包括: 防雷模塊，通過電源進(jìn)線空氣開關(guān)接入電源； 變壓器，接收防雷模塊輸出的高電壓且反饋檢測信號至微控制模塊； 直流降壓轉(zhuǎn)換模塊，接收變壓器輸出的低電壓且輸出直流電至微控制模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的變頻器，通過RS485通訊模塊接收微控制模塊輸出的變頻信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)，還設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)故障檢測模塊，鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)故障檢測模塊反饋故障檢測信號至微控制模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房變頻智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳感器模塊，包括溫度傳感器、濕度傳感器或溫濕度傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷風(fēng)門模塊，包括依次連接的冷風(fēng)門控制模塊、冷風(fēng)門堵磚檢測模塊和冷風(fēng)門電機(jī)，冷風(fēng)門控制模塊由微控制模塊控制，冷風(fēng)門堵磚檢測模塊反饋堵磚檢測信號至微控制模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的微控制模塊，還設(shè)置有液晶顯示器，存儲模塊，時鐘模塊和語音模塊。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，包括3G、4G及未來5G通訊協(xié)議的無線信號模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，還連接有用戶移動終端和無線收發(fā)通信基站，通過無線收發(fā)通信基站與公共網(wǎng)絡(luò)建立的數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)、管理控制系統(tǒng)的通訊。
【文檔編號】A24B3/10GK106072748SQ201610635744
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月4日 公開號201610635744.X, CN 106072748 A, CN 106072748A, CN 201610635744, CN-A-106072748, CN106072748 A, CN106072748A, CN201610635744, CN201610635744.X
【發(fā)明人】林峰
【申請人】四川陣風(fēng)科技有限公司