基于风压差的烟叶烤房循环风机精准变频智能控制方法与流程

本发明属于烟叶烤房技术领域，具体涉及一种基于风压差的烟叶烤房循环风机精准变频智能控制方法。

背景技术：

循环风机是用于控制烤房内的温湿度的核心部件之一。循环风机通过循环作用，将热量带入装烟室内，通过循环风与烟叶表面充分接触，将烟叶加热，同时将烟叶内部迁移到烟叶表面的水分带出。为确保烟叶烘烤质量，不同烘烤阶段烟叶需要不同的脱水速率，而叶面的循环风速是影响烟叶脱水速率的关键因素之一。因此，为了使循环风机的风速与烟叶失水相协调，需要根据烟叶的烘烤阶段调整循环风机的风速。

目前，现有技术都是采用简单的以温度为参考，通过不同的烘烤温度段设定不同的风机频率进行简单的变频控制，仅能对进风口的风速进行精确控制。问题在于，同一温度下，设定某一固定频率，装烟室进风口的风速是相同的，但由于装烟密度不同、烟叶失水程度不同等会导致装烟室的烟叶间隙不同，因此，即使某一固定频率下，进风口的风速是一致的，但由于上述原因导致循环风穿过烟叶间隙到达烟叶表面受到的阻力不同，从而导致烟叶表面的风速不同，最终不能有效的精准控制烟叶表面风速与烟叶失水相协调，导致烟叶失水速率波动很大，无法满足高端优质烟叶原料对烘烤的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有烟叶烤房装烟室内烟叶表面风速难以满足烟叶烘烤需要的问题，提出了一种基于风压差的烟叶烤房循环风机精准变频智能控制方法，根据烟叶不同烘烤温度段烟叶表面风速要求，结合烘烤过程中气体流动过程进风口层烟叶与回风口层烟叶压差变化率的判断与分析，基于模糊自适应的逻辑判断，以循环风机本底频率为基础，适时地调整循环风机的频率，以满足烟叶烘烤对烟叶表面风速的要求。

本发明的技术方案是：

一种基于风压差的烟叶烤房循环风机精准变频智能控制方法，包括如下步骤：

(1)设置不同烘烤温度段温度dn，设定各个烘烤温度段的风机循环本底频率an，并在此基础上设定目标风压差bn；

(2)烘烤过程中，基于设定的烘烤温度段dn以及本底频率an运行控制系统，稳定运行一个周期t后，通过安装在装烟室内的压差计检测装烟室进风口层烟叶与回风口层烟叶之间的实际风压差broom，并与本烘烤温度段目标风压差bn进行对比；

(3)根据对比结果，在本底频率an的基础上，对循环风机的频率进行调节，实现对烟叶表面循环风速的精准控制。

本技术方案中的风机本底频率分时段设定也是首先基于温度进行设定，但是由于装烟密度不同，烟叶失水量不同等因素，即使处于同一温度同一风机频率下，烟叶表面风速也不相同。而保证烟叶烘烤质量的本质是风速要精准匹配，仅仅通过温度设置并不能满足要求，因此在温度基础上结合风压差控制来调整风机频率，可以满足高端质量烟叶烘烤对风速的要求。

进一步的，所述烘烤温度段温度dn的调整范围为20～70℃；所述本底频率an的调整范围为10～50hz；所述目标风压差bn的调整范围为0.1～200pa；其中n＝1，2，3，4，5，6，7，8，9，10。

进一步的，所述运行周期t的调整范围为1～10s。

进一步的，所述步骤(3)中的调节方法如下：

若broom≤bn，且bn-broom≤e*bn，风机频率维持设定的本底频率an不变；

若broom<bn，且e*bn<bn-broom≤bn，风机频率在运行周期t内在设定的本底频率an基础上以c1hz频率升频；

若broom>bn，且broom-bn≤e*bn，风机频率维持设定的本底频率an不变；

若broom>bn，且broom-bn>e*bn，风机频率在运行周期t内在设定的本底频率an基础上以c2hz频率降频；

如此反复进行下一个运行周期的检测；

其中，c1为运行周期内的升频幅度，参数调整范围为0.1～5.0hz；c2为运行周期内的降频辐度，参数调整范围为0.1～5.0hz；e为系数，参数调整范围为0.1～1.0。

本发明的有益效果：

(1)本发明所提供的一种基于风压差的烟叶烤房循环风机精准变频智能控制方法，根据烟叶不同烘烤温度段烟叶表面风速要求，结合烘烤过程中气体流动过程进风口层烟叶与回风口层烟叶压差变化率的判断与分析，基于模糊自适应的逻辑判断，以循环风机本底频率为基础，适时地调整循环风机的频率，精准有效的控制烟叶表面风速与烟叶失水相协调，以满足烟叶烘烤对烟叶表面风速的要求。

(2)本发明所提供的控制方法能够使得装烟室内烟叶表面风速实现精准控制，从而保证烟叶表面风速能够满足烟叶烘烤需要，达到高端优质烟叶原料对烘烤的要求，保证烟叶烘烤质量。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种基于风压差的烟叶烤房循环风机精准变频智能控制方法，将烟叶烘烤过程划分为10个温度段，对各个烘烤温度段的风机循环本底频率进行定义，而后在此基础上基于进风口层烟叶以及回风口层烟叶之间的风压差进行定义，当风压差低于设定值时，循环风机升频，以使风压差趋于设定值，当风压差高于设定值时，循环风机降频，以使风压差趋于设定值。具体步骤如下：

烘烤之前10个烘烤温度段温度、本底频率及目标风压差的设定设置：

d1段：a1hz，b1pa；d2段：a2hz，b2pa；d3段：a3hz，b3pa；d4段：a4hz，b4pa；d5段：a5hz，b5pa；d6段：a6hz，b6pa；d7段：a7hz，b7pa；d8段：a8hz，b8pa；d9段：a9hz，b9pa；d10段：a10hz，b10pa。

d1～d10为烘烤温度段温度，参考调整范围为20～70℃；

a1～a10为本底频率，参数调整范围为10～50hz；

b1～b10为目标风压差，参数调整范围为0.1～200pa。

烘烤过程中风机频率的智能调整：

烘烤过程中，控制系统首先基于设定的运行烘烤温度段dn以及设定的本底频率an，稳定运行一个周期t后，通过安装在装烟室内的压差计检测装烟室进风口层烟叶与回风口层烟叶之间的实际风压差broom，并与本烘烤温度段目标风压差bn进行对比；根据对比结果在本底频率基础上，对循环风机的频率等进行调节；通过对循环风机的频率调节实现对烟叶表面循环风速的控制；

在本运行周期内按以下逻辑动作调节循环风机的频率：

若broom≤bn，且bn-broom≤e*bn，风机频率维持设定的本底频率an不变；

若broom<bn，且e*bn<bn-broom≤bn，风机频率在运行周期t内在设定的本底频率an基础上以c1hz频率升频；

若broom>bn，且broom-bn≤e*bn，风机频率维持设定的本底频率an不变；

若broom>bn，且broom-bn>e*bn，风机频率在运行周期t内在设定的本底频率an基础上以c2hz频率降频；

如此反复进行下一个运行周期的检测。

上述各参数中，dn为第n个烘烤温度段温度，n＝1，2，3，4，5，6，7，8，9，10；

an为第n个烘烤温度段的本底频率，n＝1，2，3，4，5，6，7，8，9，10；

bn为第n个烘烤温度段的目标风压差，n＝1，2，3，4，5，6，7，8，9，10；

t为运行周期时间，参数调整范围为1～10s；

c1为运行周期内的升频幅度，参数调整范围为0.1～5.0hz；

c2为运行周期内的降频辐度，参数调整范围为0.1～5.0hz；

e为系数，参数调整范围为0.1～1.0。

实施例1

在本具体实施例中，烘烤前，按照烘烤工艺对烘烤温度段温度、本底频率及目标风压差进行设置：

d1段：d1＝38℃，a1＝25hz，b1＝20pa；

d2段：d2＝40℃，a2＝35hz，b2＝15pa；

d3段：d3＝42℃，a3＝40hz，b3＝12pa；

d4段：d4＝45℃，a4＝45hz，b4＝10pa；

d5段：d5＝47℃，a5＝45hz，b5＝10pa；

d6段：d6＝50℃，a6＝40hz，b6＝8pa；

d7段：d7＝54℃，a7＝40hz，b7＝8pa；

d8段：d8＝68℃，a8＝35hz，b8＝5pa；

d9段：d9＝68℃，a9＝30hz，b9＝5pa；

d10段：d10＝68℃，a10＝30hz，b10＝5pa、

假如烘烤进行到d3段，此时本底频率为40hz，目标风压差为12pa；此时，在一个运行周期t＝5s时间内对进风口层烟叶和回风口层烟叶风压差进行检测，若检测到的实际风压差为broom＝20pa，大于目标风压差12pa，经计算，20pa-12pa＝8pa，10％b3＝1.2pa，8pa>1.2pa，符合条件若broom>bn，且broom-bn>0.1*bn(e取值0.1)，则在5s运行周期内，风机频率在40hz基础上降频0.2hz(c2取值0.2)，由40hz降为39.8hz，如此反复进行下一个周期的检测。

上述说明仅为本发明的优选实施例，并非是对本发明的限制，凡在本发明的内容范围内所做出的任何修改、等同替换、改型等，均应包含在本发明的专利保护范围之内。

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