本實用新型涉及網絡化智能煙葉烘干房技術領域,具體涉及網絡化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統。
背景技術:
在烤房專用供熱設備即熱空氣發生裝置,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排濕設備,以保持空氣在加熱室和裝煙室循環流動,實現烤房內外空氣交換,維持裝煙室內烘烤工藝要求的溫濕度,包括循環風機、冷風進風門、百葉窗等排濕設備。循環風機運行時,通過裝煙室隔熱墻上開設的通風口,向裝煙室輸送熱空氣,用氣流單循環模式來進行煙葉的烘干,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空氣由下向上運動與煙葉進行濕熱交換,氣流下降式是指裝煙室內空氣由上向下運動與煙葉進行濕熱交換。目前在煙葉產區密集型煙葉烘干房使用的控制器絕大多數是定速控制循環風機的開啟與關閉,完成烘干房內濕氣的持續排出。其中,若采用單相電機風機,轉速為1450轉/分,若采用三相電機風機,轉速則分為960轉/分、1450轉/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置烤房溫度、濕度及時間參數,再根據觀測到的煙葉顏色和干濕度,調整有關參數,達到高質量煙葉烘干的要求。本實用新型可以將煙葉烘干技師的多年經驗值轉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、煙火不熄、煙葉烘干設備正常運轉便可自動烘干一棚高質量、高品質煙葉,同時,可以確保在不降低煙葉品質、等級的情況下,保持甚至增加烤出的煙葉份量。
技術實現要素:
針對上述現有技術,本實用新型目的在于提供網絡化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統,其旨在解決現有技術煙葉烘干過程由經驗值主導,缺少量化的智能控制設置導致產品質量不穩定,缺少中心化數據管理從而不能實現分散煙葉烘干房的統一管理控制,煙葉烘干房本身過于依賴人工操作控制環境參數且煙葉烘干設備自動化程度低等技術問題。
為達到上述目的,本實用新型采用的技術方案如下:
網絡化密集型煙葉烘干房智能變頻控制系統,包括電源,還包括電源進線空氣開關,接入電源;隔離降壓轉換模塊,通過電源進線空氣開關接入電源;微控制模塊,用于控制與通訊,接收由隔離降壓轉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,通過電源進線空氣開關接入電源;循環風機電機,由變頻器驅動;鼓風機控制模塊,由微控制模塊控制;鼓風機電機,由鼓風機控制模塊驅動;傳感器模塊,采集煙葉烘干房內的環境參數并反饋環境參數至微控制模塊;冷風門模塊,用于補償環境參數,由微控制模塊控制;網絡通訊模塊,用于基于公共網絡建立數據服務系統、管理控制系統的通訊,接收和/或發送微控制模塊通訊數據。所述的數據服務系統包括分布式的無線收發通信基站和服務器群,分布式基站收集煙葉烘干房數據并發送至服務器群,服務器群按照權限依次分級為煙站密集型煙葉烘干數據控制中心、市縣區煙草公司密集型煙葉烘干指揮控制數據分中心和省煙草總公司密集型煙葉烘干指揮控制大數據中心。
上述方案中,所述的隔離降壓轉換模塊,包括防雷模塊,通過電源進線空氣開關接入電源;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。
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。
上述方案中,所述的鼓風機電機,還設置有鼓風機電機故障檢測模塊,鼓風機電機故障檢測模塊反饋故障檢測信號至微控制模塊。
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。
上述方案中,所述的冷風門模塊,包括依次連接的冷風門控制模塊、冷風門堵磚檢測模塊和冷風門電機,冷風門控制模塊由微控制模塊控制,冷風門堵磚檢測模塊反饋堵磚檢測信號至微控制模塊。
上述方案中,所述的微控制模塊,還設置有液晶顯示器,存儲模塊,時鐘模塊和語音模塊。
上述方案中,所述的網絡通訊模塊,包括3G、4G及未來5G通訊協議的無線信號模塊。
上述方案中,所述的網絡通訊模塊,還連接有用戶移動終端和無線收發通信基站,通過無線收發通信基站構建基于公共網絡的數據服務系統、管理控制系統的通訊,系統中的單一控制器上的微控制模塊,承擔上傳所在煙葉烘干房所有數據信息或接收數據服務、管理控制系統的控制命令。
上述方案中,所述的微控制模塊根據傳感器模塊反饋的環境參數自動控制各類電機對環境參數向煙葉烘干有利方向進行調整和補償。
與現有技術相比,本實用新型的有益效果:
采用智能變頻控制技術,用于循環風機變頻調速控制、單相電源與三相電源轉換、循環風機軟啟動及系統保護,實現密集烘烤過程中循環風機的自動變頻調速,同時,設計無線通信模塊,構建基于3G、4G網絡的密集型烤房煙葉烘干控制網數據中心、分中心,實現“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”五級聯動、級聯互動,實現煙葉烘干流程全程監控、全程管理及煙葉烘干情況的動態掌控,在減少人力、電力、煙葉原料成本的同時,將現場煙葉烘干技師的經驗覆蓋整個煙葉烘干季節、每一座密集型烤房、每一棚煙葉烘干,實現提高煙葉烘干質量、增加煙農收入、提升網絡化智能化管理水平的目標。
附圖說明
圖1為本實用新型的網絡化密集型煙葉烘干房變頻智能控制系統框圖;
圖2為本實用新型的冷風門控制模塊電路圖;
圖3為本實用新型的隔離降壓轉換模塊電路圖。
具體實施方式
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。
下面結合附圖對本實用新型做進一步說明:
實施例1
本實用新型煙葉烘干房主要包括煙葉烘烤室和熱風室,設備包括供熱設備、溫濕度傳感器、智能變頻控制器、循環風機、加熱鼓風機、冷風門、3G/4G煙葉烘干房無線收發通信器、3G/4G煙站無線收發通信器、煙站數據匯聚站、市縣數據分中心、省數據中心、移動終端手機應用程序、數據分中心/中心管理控制分析軟件、數據庫系統及相關配套電纜光纜路由帶寬等。微控制模塊選用單片機或編程控制器或ARM架構處理器。
分散的密集型煙葉烘干房的數據通過3G、4G移動網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,煙站數據采集服務器及運控軟件(包括手機APP),縣市煙草公司數據分中心及運控軟件,省煙草總公司及數據中心及運控軟件構成的專用煙草烘烤運營、管理、控制、監測軟件系統。
本實用新型所述的是在不更換和改變目前在用密集型烤房建筑結構、循環風機、鼓風機、冷風門、干濕球、鍋爐、電力等各種設施的前提下,通過更換煙葉烘干變頻控制設備、構建信息化系統,達到由傳統煙葉烘干手工操作模式升級到網絡化、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;采用變頻低速循環風速均勻升降室溫、除濕,可以在不降低煙葉等級品質情況下增加煙葉;采用自動模式可以將煙葉烘干技師經驗值程序化、自動化,可以減少現場人工數量和烤壞概率;采用移動互聯網、代理服務器、云計算、大數據等技術,可以為煙葉從種植收割到卷煙出廠的全流程監控、管理、控制的網絡化、信息化、智能化奠定堅實的技術基礎。總之,本實用新型可以降低烘烤成本,確保煙葉烘干質量,提高煙農的經濟收入,實現煙葉烘干全程管理控制。若將本實用新型在全國各煙葉產區普及應用,會顯著提高煙葉產區的經濟效益,提升煙葉烤制過程的網絡化、信息化、智能化管理控制水平,為煙葉生產、烘烤、復烤、卷煙等環節指揮、管理、控制、決策提供可靠依據。
克服了現有煙葉烘干房控制器只能定速控制循環風機速度及循環風機、鼓風機、冷風門開關等存在的不足,徹底改變以往煙葉烘干設備單一操作、經驗主導、無法動態跟蹤、全面掌握煙葉烘干季節煙葉烘干情況的現狀;由于設備功能性能穩定可靠,烤出的煙葉等級品質較高,對實現社會效益、政治效益和經濟效益,提高煙葉烘干設備的網絡化、智能化水平將起到傳統煙葉烘干設施不可替代的作用。
本實用新型是在不改變現有密集型煙葉烘干房建筑結構、循環風機、鼓風機、冷風門、干濕球等基礎上,通過更換新一代網絡化密集型烤房智能變頻控制器,并基于3G、4G及未來5G移動互聯網,構建密集型烤房煙葉烘干控制網絡,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據分中心,再將各分中心數據匯總到省煙草總公司,實現了大數據動態管理控制全煙葉產區烤制季節情況的目的。
實施例2
所述的微控制模塊,核心處理部分使用單片機STM32F103VCT6;如圖2,所述的冷風門控制模塊,接收來自單片機的一路控制信號T-F和兩路驅動信號LFM-1、LFM-2,兩路驅動信號分別通過三極管Q2、三極管Q3對應控制繼電器K5、繼電器K6;如圖3,所述的隔離降壓轉換模塊,進一步包括AC-AC隔離模塊,全波整流模塊和DC-DC電壓調制模塊,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;所述的光耦反饋模塊包括第一光耦器U7和第二光耦器U8,第一光耦器U7和第二光耦器U8通過穩壓二極管D11、D12接收AC-AC隔離模塊的輸出電壓。
以上所述,僅為本實用新型的具體實施方式,但本實用新型的保護范圍并不局限于此,任何屬于本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內,可輕易想到的變化或替換,都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。