茶葉提香機及茶葉智能化控制提香模式的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種茶葉提香機及茶葉智能化控制提香模式。
【背景技術(shù)】
[0002]茶葉香氣是茶葉的重要品質(zhì)特征，品質(zhì)優(yōu)異的鐵觀音、水仙、凍頂烏龍等具有天然的花香；優(yōu)質(zhì)紅茶往往具有甜香和果味香；花茶香氣依照所窨的香花而異，有茉莉花香、白蘭花香、玳玳花香、珠蘭花香、桂花香、玫瑰花香等。已知茶葉中的香氣成分幾百種，不同的香型是香氣物質(zhì)組成不同之故。茶葉香氣是通過茶葉加工而揮發(fā)出來的，茶葉的提香工藝是茶葉良好香氣形成的關(guān)鍵步驟，特別是名優(yōu)茶，需要高香幽長，根據(jù)茶樹品種和鮮葉嫩度不同有嫩香型、毫香型、熟板栗香型等不同香型。
[0003]目前，大多數(shù)茶葉的提香是在提香機或提香烘焙機上進行的，采用提香機提香時需要保持其內(nèi)的溫度均勻恒定，這不僅需要合理的設(shè)置加熱裝置，還需要使提香機內(nèi)的空氣正確循環(huán)，只有達到這兩點要求才能保持提香機內(nèi)溫度均勻恒定?，F(xiàn)有的茶葉提香機，主要由具有進風口和排濕口的帶門箱體、風機、設(shè)置在箱體內(nèi)的置物架、加熱裝置和溫度傳感器、PLC控制器等構(gòu)成，溫度傳感器與控制器相連并通過PLC控制器控制加熱裝置?，F(xiàn)有的茶葉提香機通過PLC控制器控制加熱裝置的輸出功率以調(diào)節(jié)箱體內(nèi)的溫度，控制效果不好，箱體內(nèi)溫度波動較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種控制效果較好的茶葉提香機。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:茶葉提香機，包括箱體、設(shè)置在箱體上并與其內(nèi)部連通的進風口和排濕口以及設(shè)置在箱體內(nèi)的加熱裝置和溫度感應(yīng)器；該提香機還包括設(shè)置在箱體上的模糊PID控制器，所述加熱裝置和溫度感應(yīng)器分別與模糊PID控制器電連接；所述模糊PID控制器包括模糊化模塊和PID控制器，所述模糊化模塊包括模糊化接口、規(guī)則庫、數(shù)據(jù)庫、推理機和解模糊接口。
[0006]進一步的是，所述模糊PID控制器根據(jù)溫度感應(yīng)器測得的箱體內(nèi)溫度值計算得出溫度偏差ei和溫度偏差變化率e lC，并由模糊化模塊進行模糊化、建立數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫、模糊推理和去模糊化處理，得到PID溫控參數(shù)的修正值，再由PID控制器控制加熱裝置的輸出功率。
[0007]進一步的是，所述排濕口上設(shè)有調(diào)節(jié)裝置，所述箱體內(nèi)還設(shè)有可調(diào)節(jié)排濕口開度的濕度感應(yīng)器；所述調(diào)節(jié)裝置和濕度感應(yīng)器分別與模糊PID控制器電連接。
[0008]進一步的是，所述模糊PID控制器根據(jù)濕度感應(yīng)器測得的箱體內(nèi)濕度值計算得出濕度偏差e2和濕度偏差變化率e 2c，并由模糊化模塊進行模糊化、建立數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫、模糊推理和去模糊化處理，得到PID濕控參數(shù)的修正值，再由PID控制器控制調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)排濕口的開度。
[0009]本發(fā)明還提供了一種基于上述茶葉提香機的茶葉智能化控制提香模式，包括溫度控制方法和濕度控制方法；所述溫度控制方法包括下列步驟:
[0010]a、根據(jù)茶葉的種類、含水率和進料量確定茶葉提香的溫度，并預(yù)設(shè)在模糊PID控制器中；
[0011]b、通過溫度感應(yīng)器獲取箱體內(nèi)的溫度值，并與預(yù)設(shè)溫度值比較，計算得出溫度偏差ei和溫度偏差變化率e lC ；
[0012]c、將溫度偏差ei和溫度偏差變化率e lC作為模糊化模塊的輸入進行模糊化，并基于大量經(jīng)驗數(shù)據(jù)建立規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫，然后經(jīng)過模糊推理和去模糊化獲得PID溫控參數(shù)的修正值，并輸入到PID控制器控制中；
[0013]d、由PID控制器控制加熱裝置的輸出功率；
[0014]e、當溫度感應(yīng)器檢測到箱體內(nèi)溫度不等于設(shè)定溫度時，重復(fù)a?d步驟。
[0015]進一步的是，所示溫度控制方法還包括處于c步驟與d步驟之間的包括步驟；Cr步驟為將溫度偏差ei輸入到PID控制器中；上述a步驟中還預(yù)設(shè)有一個預(yù)設(shè)溫度偏差值；b步驟還包括判斷溫度偏差ei與預(yù)設(shè)溫度偏差值的大小，當溫度偏差e i大于預(yù)設(shè)溫度偏差值時進入c步驟并跳過c'步驟，當溫度偏差ei小于等于預(yù)設(shè)溫度偏差值時跳過c步驟直接進入步驟。
[0016]進一步的是，根據(jù)溫度控制方法多次試驗后得到的各時段溫控數(shù)據(jù)建立計算機溫控程序，并將計算機溫控程序植入計算機中，通過計算機控制加熱裝置的輸出功率。
[0017]進一步的是，所述濕度控制方法包括下列步驟:
[0018]A、在模糊PID控制系統(tǒng)中預(yù)設(shè)一個濕度值；
[0019]B、通過濕度感應(yīng)器獲取箱體內(nèi)的濕度值，并與預(yù)設(shè)濕度值比較，計算得出濕度偏差e2和濕度偏差變化率e 2c ；
[0020]C、將濕度偏差e2和濕度偏差變化率e 2c作為模糊化模塊的輸入進行模糊化，并基于大量經(jīng)驗數(shù)據(jù)建立規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫，然后經(jīng)過模糊推理和去模糊化獲得PID濕控參數(shù)的修正值，并輸入到PID控制器控制中；
[0021]D、由PID控制器控制調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)排濕口的開度；
[0022]E、當濕度感應(yīng)器檢測到箱體內(nèi)濕度不等于設(shè)定濕度時，重復(fù)A?D步驟。
[0023]進一步的是，所示濕度控制方法還包括處于C步驟與D步驟之間的包括C'步驟；Cr步驟為將濕度偏差e2輸入到PID控制器中；上述A步驟中還預(yù)設(shè)有一個預(yù)設(shè)濕度偏差值；B步驟還包括判斷濕度偏差e2與預(yù)設(shè)濕度偏差值的大小，當濕度偏差e 2大于預(yù)設(shè)濕度偏差值時進入C步驟并跳過C'步驟，當濕度偏差e2小于等于預(yù)設(shè)濕度偏差值時跳過C步驟直接進入C'步驟。
[0024]進一步的是，根據(jù)濕度控制方法多次試驗后得到的各時段濕度控數(shù)據(jù)建立計算機濕控程序，并將計算機濕控程序植入計算機中，通過計算機控制調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)排濕口的開度。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:通過模糊PID控制器對箱體內(nèi)溫度和濕度進行控制調(diào)節(jié)，結(jié)合了模糊控制和PID控制的優(yōu)點，不僅滿足了精確匹配控制的要求，同時控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好，使得箱體內(nèi)的溫度均勻恒定、濕度適宜，有益于提高茶葉加工的質(zhì)量，有效滿足了茶葉提香的需要，提高了茶葉的品質(zhì)。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明中茶葉提香機的實施結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是模糊PID溫度控制的原理圖；
[0028]圖3是模糊PID濕度控制的原理圖；
[0029]圖中標記為:箱體1、進風口 11、排濕口 12、調(diào)節(jié)裝置13、側(cè)風道14、加熱裝置2、溫度感應(yīng)器3、模糊PID控制器4、濕度感應(yīng)器5、風機6、旋轉(zhuǎn)置物架7、驅(qū)動電機8。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0031]如圖1所示，茶葉提香機，包括箱體1、設(shè)置在箱體I上并與其內(nèi)部連通的進風口11和排濕口 12、設(shè)置在箱體I內(nèi)的加熱裝置2和溫度感應(yīng)器3、設(shè)置在箱體I上的模糊PID控制器4 ;所述加熱裝置2和溫度感應(yīng)器3分別與模糊PID控制器4電連接；所述模糊PID控制器4包括模糊化模塊和PID控制器，所述模糊化模塊包括模糊化接口、規(guī)則庫、數(shù)據(jù)庫、推理機和解模糊接口。其中，溫度感應(yīng)器3用于實時檢測箱體I內(nèi)溫度并反饋給模糊PID控制器4。結(jié)合圖2所示，所述模糊PID控制器4根據(jù)溫度感應(yīng)器3測得的箱體I內(nèi)溫度值計算得出溫度偏差ei和溫度偏差變化率e lC，并由模糊化模塊進行模糊化、建立數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫、模糊推理和去模糊化處理，得到PID溫控參數(shù)的修正值，再由PID控制器控制加熱裝置2的輸出功率。該提香機通過模糊化模塊和PID控制器相結(jié)合的模糊PID控制器4對箱體I內(nèi)的溫度進行控制，提高了溫度控制的精確性和穩(wěn)定性，使得箱體內(nèi)的溫度均勻恒定，有益于提高茶葉加工的質(zhì)量，有效滿足了茶葉提香的需要，提高了茶葉的品質(zhì)。
[0032]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，再如圖1所示，所述排濕口 12上設(shè)有可調(diào)節(jié)排濕口12開度的調(diào)節(jié)裝置13，所述箱體I內(nèi)還設(shè)有濕度感應(yīng)器5 ;所述調(diào)節(jié)裝置13和濕度感應(yīng)器5分別與模糊PID控制器4電連接。調(diào)節(jié)裝置13通過改變排濕口 12的開度以調(diào)節(jié)箱體I內(nèi)的濕度，調(diào)節(jié)裝置13通常為步進電機驅(qū)動的電動閥門或其他閘門。優(yōu)選的，結(jié)合圖3所示，所述模糊PID控制器4根據(jù)濕度感應(yīng)器5測得的箱體I內(nèi)濕度值計算得出濕度偏差e2和濕度偏差變化率e2c，并由模糊化模塊進行模糊化、建立數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫、模糊推理和去模糊化處理，得到PID濕控參數(shù)的修正值，再由PID控制器控制調(diào)節(jié)裝置13的開度。該提香機通過模糊化模塊和PID控制器相結(jié)合的模糊PID控制器4對箱體I內(nèi)的濕度進行控制，提高了濕度控制的精確性和穩(wěn)定性，使得箱體內(nèi)的濕度適宜，有益于提高茶葉加工的質(zhì)量，有效滿足了茶葉提香的需要，提高了茶葉的品質(zhì)。
[0033]具體的，再如圖1所示，該提香機還包括與模糊PID控制器4電連接的風機6 ;所述箱體I的側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有側(cè)風道14，所述風機6設(shè)置在側(cè)風道14上；所述側(cè)風道14的進口和出口分別與箱體I的內(nèi)腔連通，進口設(shè)置在箱體I內(nèi)側(cè)壁的中間位置，出口為兩個并分別設(shè)置在箱體I的底部和頂部內(nèi)壁上；加熱裝置2通常包括兩組分別設(shè)置在風機6上下兩側(cè)的箱體I側(cè)壁上的加熱管組，每組加熱管組包括至少兩根加熱管。風機6和風道14使得箱體I內(nèi)的空氣可形成循環(huán)，提香效果較好。側(cè)風道14可以是直接設(shè)置在箱體I內(nèi)壁內(nèi)部的通道，也可以是由設(shè)置在箱體I內(nèi)壁上的夾層構(gòu)成，還可以是由安裝在箱體I內(nèi)壁上的管道構(gòu)成。分別位于風機6上下兩側(cè)的兩組加熱管組構(gòu)成的加熱裝置2加熱效果更好，布局更合理，熱空氣能夠被及時吹入側(cè)風道14中?？紤]到熱量本身有向上聚集的特性，為了使得加熱裝置2對箱體I內(nèi)上部和下部的空氣加熱的溫度一致，通常位于風機6上側(cè)的加熱管組中加熱管的數(shù)量少于位于風機6下側(cè)的加熱管組中加熱管的數(shù)量，加熱管優(yōu)選為遠紅外加熱管。箱體I內(nèi)通常還設(shè)有