專利名稱：煙葉發(fā)酵控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域。
煙葉發(fā)酵是卷煙生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，它是將成批煙葉堆放在多間發(fā)酵室中，通入熱風(fēng)和蒸氣，使煙葉在濕熱的氣候環(huán)境中發(fā)酵約半月之久，使微生物繁殖、酶轉(zhuǎn)化、變成色香俱全的煙葉，供制作香煙使用。在國(guó)外煙葉多采用天然發(fā)酵，即將煙葉堆放在庫(kù)房中幾年讓其自然發(fā)酵。在國(guó)內(nèi)煙廠為加速資金周轉(zhuǎn)，減少庫(kù)存，幾乎都采用人工發(fā)酵，而人工發(fā)酵的關(guān)鍵是合理控制發(fā)酵室的溫度和濕度。溫濕度過(guò)低需發(fā)酵時(shí)間很長(zhǎng)，溫濕度過(guò)高煙葉易變黑、甚至霉?fàn)€。目前傳統(tǒng)的煙葉發(fā)酵的溫濕度控制是靠手工操作，即操作者每隔幾小時(shí)進(jìn)入發(fā)酵室觀察液體溫度計(jì)一次，根據(jù)示值高低用手工調(diào)整蒸氣流量，每隔幾小時(shí)作一次記錄。這樣也就存在工人勞動(dòng)條件差、發(fā)酵室的高溫、高濕使工作人員易患關(guān)節(jié)炎、感冒等疾病;又嚴(yán)重影響煙葉的發(fā)酵質(zhì)量。由于手工操作，工作條件差，觀察和記錄蒸氣的間隔時(shí)間太長(zhǎng)，無(wú)法及時(shí)的調(diào)整蒸氣的進(jìn)氣量，致使溫濕度波動(dòng)大，所以很難保證發(fā)酵工藝的要求。近年來(lái)有些卷煙廠也請(qǐng)有關(guān)單位搞過(guò)一些儀表和計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)，但都存在一些問(wèn)題和弊端，所以解決煙葉發(fā)酵自動(dòng)控制，并希望達(dá)到滿意的效果，這也是卷煙生產(chǎn)廠家的共同愿望。
本實(shí)用新型的目的在于用自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)提高煙葉的發(fā)酵質(zhì)量，解善工人的勞動(dòng)條件，使煙葉的發(fā)酵能通過(guò)自動(dòng)控制來(lái)保證達(dá)到發(fā)酵工藝的要求。
這套煙葉發(fā)酵控制系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)、控制屏、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、溫濕度傳感器等部份組成。其主要功能是煙葉發(fā)酵室的溫度和濕度由傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)電纜送回控制室，并將送回的實(shí)測(cè)值與先標(biāo)定好的設(shè)定值進(jìn)行比較，通過(guò)PID運(yùn)算，D/A轉(zhuǎn)換輸出偏差電信號(hào)推動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)整蒸氣流量、控制煙葉發(fā)酵車間的濕度允許誤差在±3%范圍內(nèi)。溫度允許誤差在1℃范圍內(nèi)。本系統(tǒng)傳感器采用雙芯Pt＊100陶瓷鉑電阻溫度計(jì)，每間發(fā)酵室用三支分別測(cè)量干溫(發(fā)酵室溫)、濕溫(飽和水氣溫度)和包溫(煙包內(nèi)溫度)。每只鉑電阻的一芯用作自動(dòng)巡回檢測(cè)，根據(jù)干溫、濕溫示值查表獲得相對(duì)溫度;另一芯用作計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。由于發(fā)酵室屬濕熱氣候，鉑電阻引線容易銹蝕，所以在連接上排除了易使接觸電阻增大，示值不準(zhǔn)的螺釘與外線連接方式，而是采用焊接與使鉑電阻引線與外線連接，并在焊點(diǎn)和引線處采取了涂漆、涂松香劑等防腐蝕措施，以確保接觸電阻永遠(yuǎn)一致。本系統(tǒng)還采用了增大輸入轉(zhuǎn)換橋路的供電電壓，從通常鉑電阻供電電壓的1V增大到15V，使各橋臂電阻相應(yīng)增大，這樣即使接觸電阻有所變化，對(duì)測(cè)量示值的影響也就相對(duì)的小了。本系統(tǒng)中由傳感器轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)經(jīng)橋路轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換后，可在屏幕上顯示和打印出被測(cè)值。圖3的下半部是輸入橋路線路圖，它大大提高了溫濕度控制系統(tǒng)的可靠性。本實(shí)用新型計(jì)算機(jī)軟件功能完善，完全采用漢字圖象，便于工人操作，屏幕顯示內(nèi)容齊全，色彩豐富，并設(shè)計(jì)了許多圖象表達(dá)出不同的功能。具體由


。本系統(tǒng)還可與中心控制室連網(wǎng)，向中心控制室呈報(bào)蒸氣日和月消耗量。這套煙葉發(fā)酵控制系統(tǒng)還附有手動(dòng)裝置，一旦計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障可用手動(dòng)裝置來(lái)控制發(fā)酵室的溫濕度，以確保生產(chǎn)不受影響。此外本系統(tǒng)還設(shè)有與自控系統(tǒng)完全獨(dú)立的自動(dòng)巡回檢測(cè)裝置，巡回?cái)?shù)據(jù)顯示出各發(fā)酵室的溫度、濕度，煙包溫度，它可從另一渠道監(jiān)視計(jì)算機(jī)屏幕顯示的正確性，只要兩者所顯數(shù)據(jù)吻合，就說(shuō)明所顯數(shù)據(jù)絕對(duì)正確。
本實(shí)用新型功能齊全、可靠實(shí)用、自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便易學(xué)。各間發(fā)酵室的工藝參數(shù)從計(jì)算機(jī)鍵盤輸入后，在半個(gè)多月連續(xù)發(fā)酵運(yùn)行中不需人去操作，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制;自動(dòng)在屏幕上顯示溫度、相對(duì)濕度、煙包溫度等，并自動(dòng)打印記錄、自動(dòng)調(diào)溫調(diào)濕、自動(dòng)定期排雜。如遇超溫、超濕、超蒸氣壓、停電等不利事件發(fā)生，能自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。本煙葉發(fā)酵控制系統(tǒng)通過(guò)了在昆明卷煙廠分廠進(jìn)行的試用，使用效果良好，受到了廠方的好評(píng)，據(jù)該廠質(zhì)量檢查部門評(píng)議，用這套控制系統(tǒng)進(jìn)行控制發(fā)酵出的煙葉色香俱全，質(zhì)量得到了明顯的提高。目前在云南的昆明卷煙廠分廠、昭通卷煙廠、綏江雪茄煙廠的全部發(fā)酵室都采用了本套煙葉發(fā)酵控制系統(tǒng)技術(shù)對(duì)其煙葉進(jìn)行理想的發(fā)酵處理。
對(duì)附圖的說(shuō)明圖1是本控制系統(tǒng)原理示意圖。發(fā)酵室內(nèi)溫度、濕度變化通過(guò)“干溫”、“濕溫”、“包溫”三支鉑電阻溫度計(jì)檢測(cè)出，然后進(jìn)行橋路轉(zhuǎn)換、放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、輸入給電子計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)接收各間發(fā)酵室輸來(lái)的信號(hào)進(jìn)行巡回采樣，相對(duì)濕度運(yùn)算，溫濕度值儲(chǔ)存，顯示，PID運(yùn)算等，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸出0-10ma信號(hào)，指揮電動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作，調(diào)整球閥開(kāi)度，即調(diào)整了蒸氣進(jìn)氣量與控制系統(tǒng)完全獨(dú)立的另一組(三支)鉑電阻溫度計(jì)直接輸入到自動(dòng)巡回檢測(cè)系統(tǒng)，巡回?cái)?shù)字顯示各間發(fā)酵室的“干溫”、“濕溫”、“包溫”，從而驗(yàn)證計(jì)算機(jī)屏幕顯示的正確性。為防止自控系統(tǒng)出故障影響生產(chǎn)，還安裝了手動(dòng)控制和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。
圖2是一間發(fā)酵室控制系統(tǒng)線路圖，A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路及開(kāi)關(guān)電路裝在擴(kuò)充箱內(nèi)。排雜、報(bào)警都由計(jì)算機(jī)控制。
圖3是輸入輸出轉(zhuǎn)換電路圖，下半部份是輸入轉(zhuǎn)換電路，3支鉑電阻溫度計(jì)分別進(jìn)行橋路轉(zhuǎn)換放大，變成5V直流信號(hào)輸出。上半部份是調(diào)溫，調(diào)濕輸出轉(zhuǎn)換電路，將計(jì)算機(jī)D/A轉(zhuǎn)換輸出的0-5V信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-10mA輸出。
圖4是計(jì)算機(jī)屏幕工作狀況顯示，16間發(fā)酵室的溫度，相對(duì)濕度瞬間設(shè)定值，實(shí)測(cè)值用直方圖表示出來(lái)(上半部表示溫度，下半部表示相對(duì)濕度)，只要每間發(fā)酵室直方圖設(shè)定和實(shí)測(cè)高度一致，就說(shuō)明控制正常，用這一幅圖面便可監(jiān)測(cè)16間發(fā)酵室運(yùn)行情況并顯示出蒸氣溫度、壓力、流量。
圖5是計(jì)算機(jī)屏幕顯示的控制狀態(tài)圖，它能定量顯示任何一間發(fā)酵室溫度、相對(duì)濕度、包內(nèi)溫度的精確設(shè)定值、實(shí)測(cè)值和直方圖，并顯示煙葉產(chǎn)地、等級(jí)、需要發(fā)酵的時(shí)間、已發(fā)酵的時(shí)間。
圖6是每一間發(fā)酵室的屏幕控制趨勢(shì)圖，它能顯示幾小時(shí)以來(lái)溫濕度蒸氣壓變化情況，能觀察系統(tǒng)控制品質(zhì)。
圖7是計(jì)算機(jī)屏幕顯示的全過(guò)程控制圖。把每間發(fā)酵室全過(guò)程的溫度、相對(duì)濕度的設(shè)定曲線和實(shí)測(cè)曲線顯示并打印出來(lái)，作為檢查質(zhì)量、存檔之用。以前煙廠是用人工描繪，每6小時(shí)觀測(cè)描繪一點(diǎn)，然后連成曲線，不僅時(shí)間間隔太長(zhǎng)、不準(zhǔn)確，而且存在人為弊端，描虛假數(shù)字不易發(fā)覺(jué)。
權(quán)利要求
1.一種適合煙葉發(fā)酵特點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)、控制屏、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、溫濕度傳感器等組成的煙葉發(fā)酵控制系統(tǒng)，用一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)多間發(fā)酵集中自動(dòng)控制，其特征是除自動(dòng)控制系統(tǒng)外，還有備用的手動(dòng)系統(tǒng)及與自控系統(tǒng)完全獨(dú)立的一套自動(dòng)巡回檢測(cè)系統(tǒng)，有超溫、超溫超濕、超蒸氣壓、報(bào)警裝置，蒸氣閥門采用不銹鋼球閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“煙葉發(fā)酵控制系統(tǒng)”，其溫濕度傳感器采用鉑電阻溫度計(jì)。其特征是測(cè)出室溫和室內(nèi)飽水氣溫度，計(jì)算機(jī)算出相對(duì)濕度，為嚴(yán)防接觸電阻變化對(duì)示值的影響，在整個(gè)測(cè)量回路中不用螺釘連接，采用焊接，并涂漆和松香劑防腐，而且將橋路電壓從通常的1V提高到15V，相應(yīng)增大橋臂電阻阻值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉發(fā)酵系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，采用中文彩色幅面顯示，功能齊全。其特征是能顯示各間發(fā)酵室的溫度、相對(duì)濕度、煙包溫度及能顯蒸氣流量、壓力、溫度、蒸氣日耗量、月耗量，煙葉產(chǎn)地、等級(jí)、日期、操作者班次(見(jiàn)圖4至圖7)，還能向中心控制室聯(lián)網(wǎng)輸送信息。
全文摘要
這套“煙葉發(fā)酵控制系統(tǒng)”主要由計(jì)算機(jī)、控制屏、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、溫濕度傳感器等組成。其功能是將從發(fā)酵室由傳感器經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后送回的電信號(hào)通過(guò)PID等運(yùn)算和轉(zhuǎn)換，輸出偏差電信號(hào)推動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)達(dá)到調(diào)整發(fā)酵室蒸氣流量，控制煙葉發(fā)酵室的溫濕度。本系統(tǒng)還可與中心控制室連網(wǎng)，向中心控制室呈報(bào)蒸氣的日和月耗量。該系統(tǒng)功能齊全、可靠適用、自動(dòng)化程度高。經(jīng)廠方試用后效果良好，受到了試用該系統(tǒng)卷煙廠的好評(píng)、并使煙葉質(zhì)量得到了明顯的提高。
文檔編號(hào)A24B15/18GK1067565SQ9110399
公開(kāi)日1993年1月6日 申請(qǐng)日期1991年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月14日
發(fā)明者田光貴, 王洪綱, 董斌, 張曙紅, 唐西林, 陳永進(jìn), 陳赫明 申請(qǐng)人:昆明工學(xué)院