探究烟叶烘烤温湿度智能控制仪

　　摘 要：该文以探究烟叶烘烤温湿度智能控制仪为重点进行阐述，主要围绕烟叶烘烤工艺应用现状。温湿度智能控制仪的硬件构成，烟叶温湿度控制规律，必要的模糊控制器设计以及相关的软件设计与智能仪使用成果分析等多个观点进行深入探讨，目的在于根据烟叶烘烤温湿度智能控制仪的使用提高烟叶的生产量与烟叶的质量，也为后续相关性研究提供一定的数据参考。
　　关键词：烟叶烘烤温湿度；智能控制仪；模糊控制器；控制器设计
　　中图分类号：TP273 文献标志码：A
　　0 引言
　　基于烟叶生产技术的不断进步与发展，烟叶烘烤过程变成了烟叶烘烤质量的决定性因素，传统的人工监控烘烤房温湿度的方式已经不能更好地发挥作用，并且传统方式劳动量大、操作流程比较复杂，无法准确的将烤房中的温湿度控制在规定范围内，也无法对烤程进行准确计算，降低了烟叶工业的利用率。为了高效提升烘烤的质量，降低烟农的劳动强度，相关技术人员设计了烤房温湿度智能控制装置。
　　1 烟叶烘烤工艺应用现状
　　烟叶烘烤工艺是国际市场上应用的先进型烤烟技术，此项技术是在近几年出现在我国的，并且历经了不断试验、改进优化，如今已经成了我国烟叶烘烤工作中广泛使用的一项技术。
　　合理运用烘烤温湿度智能仪能够提升我国烟叶的生产量，稳固我国烟叶在国际市场上的竞争地位，同时提升了烟叶的质量，延伸了低焦油卷烟、混合型卷烟的发展。在传统烘烤温湿度技术应用的过程中，由于很长时间的烘烤过程主要是通过人工监制与管理，造成整个烟叶生产与控制工作难度加大，并且烤房的温度控制精准度不高，降低成烟成功率。为了有效弥补传统烘烤温湿度技术带来的不足，满足烟叶烘烤工艺的实际性需求，使用具有一定模糊控制的温湿度智能仪，能保证烤房中的温湿度能够进行良性生产控制生化的规律变化，进一步地提升烤房内温湿度的准确性以及烤烟质量。关于烟叶的温湿度控制方式，主要是利用传感器监测整个烤房温湿度的变化情况，同时利用烟叶烤制过程中的最优化温湿度控制曲线进行，此外结合模糊控制技术手段对实施机构进行合理控制，能够强调烤房中温湿度的变化形式符合良性生化控制曲线的变化，进一步提升控制的精确性与烤烟的效果。
　　2 温湿度智能控制仪的详细性介绍
　　2.1 系统硬件组成
　　这个智能系统采用的是具有良好低消耗、低电压等性能的单性片机，并将其作为主控CPU，外围电路还包括干温度以及湿温度传感器，同时还包括排气扇、步进电机、鼓风机、循环性风机、数码显示器、键盘和声光报警装置等。并且此片内还含有一个8 GB容量的可编程性以及可撤除性的仅具备只读功能的存储器以及256 M的主机存储盘，但是这个主机存储盘具备30多个可编程口，以及10多个定时装置与对应的计数器装置，还有8个中断源，能保持在25 Hz音频下进行实时静态操作，同时完成复杂的编程工作，并且还能将带有芯片的工业级工作温度控制在50 ℃左右。
　　如果利用上干湿球温度数据，还应该使用具备采集功能的智能型数字化温度传感器，此传感器使用One-Wire总线技术，并且具备简易与实惠的特性。在多个传感器中都有适合自身特性的对应序号出现在计算机高端设备的内部储存器中，从而实现总线粗建多节点传感网络计划。此智能化系统主要是由步进式电机控制，使用这种控制方式的目的是简易化系统的组成结构，减少系统的运转成本，此智能化系统还使用了其他不同类型的脉冲分配器，这样更好地辅助了主机存储系统发挥作用，同时还进一步提升了编程的系统性以及系统的可靠性，另外也提高了系统的适应性。在这个系统中很多高性能信号都出自单片机，包括脉冲步进性脉冲信号、方向性脉冲信号以及复位性信号。通过逻辑编程进步性脉冲分配器的作用将脉冲信号伸展性地发送到光电隔离系统上，并且更高效率地将脉冲信号发送到功能更全的驱动管理实现电机运转。
　　2.2 温湿度控制规律
　　烟叶烘烤过程中的温湿度延时与非线性情况比较明显，同时温湿度的变化情况不仅受到外在作用的影响，其互相之间的影响也是非常明显的，因此在进行加热升温时，会由于烟叶水分的蒸发，增加湿度，但是在排湿过程中，由于室外空气的渗入，导致湿度也发生了变化。出现这种耦合现象，常规的控制方式无法起到正确的作用，所以为了保证温度与湿度都能按照一定的规律进行，利用模糊控制方式进行设计是非常合理的。
　　2.3 必要的模糊控制器设计
　　模糊控制技术在我国烟叶烘烤过程中是最常见的，在烟叶烤房温度控制过程变化不稳定以及具有非线性系统的空间内，使用这种智能化的控制手段产生的效果远远高于传统复杂数字化控制效果。这种智能仪具有实现设定时间段、稳态温度波动小、反应速度快、抗干扰性强、发挥良好节省电能的优势。并且这种智能仪中主要应用的技术是我国关于烟叶温湿度控制的关键性手段，能够将模糊控制的方式将单机片控制方式有效结合起来，进而体现出此项智能技术性价比高的特性。在烟叶烘烤过程中，温度控制主要表现为2种方式，分别是恒温控制与均匀升温控制，同时还存在温度偏差与湿度偏差，分别包括设定温度与实测温度的差异、设定湿度与实测湿度的差异，温度偏差对时间的变化率形成了变化一个变化量，湿度偏差对时间的变化率形成了一个变化量，综合输出量是加热控制量与排湿控制量。最终输出量还包括热风炉鼓风机产生的转速，排湿控制量最终量化也转化成风门的开度，也就是电机的步数、排气扇的转速以及循环风机的转速等。
　　3 相关的软件设计
　　系统模糊控制模块软件也有其对应的程序，象系统转化成模糊控制模块之前，首先应该明确设定工艺曲线中温湿度的值，通过收集到的温湿度计算出整个控制智能仪所管理的值，接着进行模糊控制表查询，得出对应的模糊数据输出量值，进一步做出解耦计算，得出最终的控制输出量值以及输出控制信号，从而完成模糊处理工作。
　　由于模糊控制表的制定是在离线环境下进行的，并没有影响到整体模糊控制器运行的效率，一旦形成了具有完整数据信息的模糊控制表，模糊性逻辑推理控制算法就能转变成简单的查表法，并且其运算速度是非常迅速的，能够完全满足对整个烟叶烘烤过程进行实时监控的要求。
　　4 智能控制仪使用成果分析
　　这样的控制仪器研制成功之后，对一部分烟叶烘烤场地做出了测试，取得十分可观的效果，在利用传统控制方法时，烤房中温湿度波动差异比较明显，温度波动最大能够浮动到上下10℃左右，湿度波动最大能够浮动到上下25 %rh左右。使用智能化控制仪器之后，将温度误差控制在上下浮动3度左右，将湿度误差控制在上下湿度7 %rh左右，满足了烘烤工艺的需求，这样无论是烤制出来的烟叶颜色、水分、弹性等都非常可观。
　　5 结语
　　烟叶烘烤温湿度智能控制仪作用下温湿度控制系统，是将温差、湿差、温差变化率、湿差变化当作模糊控制器的輸入量来选择合理的控制策略，较多地减少了烟农的劳动负担，实现了烟叶烘烤的智能化。根据相关的测试实证可知，此种智能化系统高效地提升了温湿度控制精确性，并且这种智能化设计方案与过程也能合理应用在其他相关温湿度控制系统中。
　　参考文献
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