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。在國外煙葉多采用天然發(fā)酵，即將煙葉堆放在庫房中幾年讓其自然發(fā)酵。在國內(nèi)煙廠為加速資金周轉(zhuǎn)，減少庫存，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。溫濕度過低需發(fā)酵時間很長，溫濕度過高煙葉易變黑、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進(jìn)入發(fā)酵室觀察液體溫度計一次，根據(jù)示值高低用手工調(diào)整蒸氣流量，每隔幾小時作一次記錄。這樣也就存在工人勞動條件差、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間太長，無法及時的調(diào)整蒸氣的進(jìn)氣量，致使溫濕度波動大，所以很難保證發(fā)酵工藝的要求。近年來有些卷煙廠也請有關(guān)單位搞過一些儀表和計算機(jī)自控系統(tǒng)，但都存在一些問題和弊端，所以解決煙葉發(fā)酵自動控制，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控制系統(tǒng)來提高煙葉的發(fā)酵質(zhì)量，解善工人的勞動條件，使煙葉的發(fā)酵能通過自動控制來保證達(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，通過電纜送回控制室，并將送回的實(shí)測值與先標(biāo)定好的設(shè)定值進(jìn)行比較，通過PID運(yùn)算，D/A轉(zhuǎn)換輸出偏差電信號推動電動執(zhí)行器轉(zhuǎn)動，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，每間發(fā)酵室用三支分別測量干溫(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巡回檢測，根據(jù)干溫、濕溫示值查表獲得相對溫度;另一芯用作計算機(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，對測量示值的影響也就相對的小了。本系統(tǒng)中由傳感器轉(zhuǎn)換成的電信號經(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)還附有手動裝置，一旦計算機(jī)自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障可用手動裝置來控制發(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)立的自動巡回檢測裝置，巡回數(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，就說明所顯數(shù)據(jù)絕對正確。
本實(shí)用新型功能齊全、可靠實(shí)用、自動化程度高，操作簡便易學(xué)。各間發(fā)酵室的工藝參數(shù)從計算機(jī)鍵盤輸入后，在半個多月連續(xù)發(fā)酵運(yùn)行中不需人去操作，完全實(shí)現(xiàn)自動控制;自動在屏幕上顯示溫度、相對濕度、煙包溫度等，并自動打印記錄、自動調(diào)溫調(diào)濕、自動定期排雜。如遇超溫、超濕、超蒸氣壓、停電等不利事件發(fā)生，能自動發(fā)出聲光報警信號。本煙葉發(fā)酵控制系統(tǒng)通過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，據(jù)該廠質(zhì)量檢查部門評議，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)對其煙葉進(jìn)行理想的發(fā)酵處理。
對附圖的說明圖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“干溫”、“濕溫”、“包溫”三支鉑電阻溫度計檢測出，然后進(jìn)行橋路轉(zhuǎn)換、放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、輸入給電子計算機(jī)、計算機(jī)接收各間發(fā)酵室輸來的信號進(jìn)行巡回采樣，相對濕度運(yùn)算，溫濕度值儲存，顯示，PID運(yùn)算等，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸出0-10ma信號，指揮電動執(zhí)行器動作，調(diào)整球閥開度，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)鉑電阻溫度計直接輸入到自動巡回檢測系統(tǒng)，巡回數(shù)字顯示各間發(fā)酵室的“干溫”、“濕溫”、“包溫”，從而驗(yàn)證計算機(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)，還安裝了手動控制和自動報警系統(tǒng)。
圖2是一間發(fā)酵室控制系統(tǒng)線路圖，A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路及開關(guān)電路裝在擴(kuò)充箱內(nèi)。排雜、報警都由計算機(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支鉑電阻溫度計分別進(jìn)行橋路轉(zhuǎn)換放大，變成5V直流信號輸出。上半部份是調(diào)溫，調(diào)濕輸出轉(zhuǎn)換電路，將計算機(jī)D/A轉(zhuǎn)換輸出的0-5V信號轉(zhuǎn)換成0-10mA輸出。
圖4是計算機(jī)屏幕工作狀況顯示，16間發(fā)酵室的溫度，相對濕度瞬間設(shè)定值，實(shí)測值用直方圖表示出來(上半部表示溫度，下半部表示相對濕度)，只要每間發(fā)酵室直方圖設(shè)定和實(shí)測高度一致，就說明控制正常，用這一幅圖面便可監(jiān)測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、相對濕度、包內(nèi)溫度的精確設(shè)定值、實(shí)測值和直方圖，并顯示煙葉產(chǎn)地、等級、需要發(fā)酵的時間、已發(fā)酵的時間。
圖6是每一間發(fā)酵室的屏幕控制趨勢圖，它能顯示幾小時以來溫濕度蒸氣壓變化情況，能觀察系統(tǒng)控制品質(zhì)。
圖7是計算機(jī)屏幕顯示的全過程控制圖。把每間發(fā)酵室全過程的溫度、相對濕度的設(shè)定曲線和實(shí)測曲線顯示并打印出來，作為檢查質(zhì)量、存檔之用。以前煙廠是用人工描繪，每6小時觀測描繪一點(diǎn)，然后連成曲線，不僅時間間隔太長、不準(zhǔn)確，而且存在人為弊端，描虛假數(shù)字不易發(fā)覺。
權(quán)利要求
1.一種適合煙葉發(fā)酵特點(diǎn)，由計算機(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)，用一臺計算機(jī)實(shí)現(xiàn)多間發(fā)酵集中自動控制，其特征是除自動控制系統(tǒng)外，還有備用的手動系統(tǒng)及與自控系統(tǒng)完全獨(dú)立的一套自動巡回檢測系統(tǒng)，有超溫、超溫超濕、超蒸氣壓、報警裝置，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。其特征是測出室溫和室內(nèi)飽水氣溫度，計算機(jī)算出相對濕度，為嚴(yán)防接觸電阻變化對示值的影響，在整個測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、日期、操作者班次(見圖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)過轉(zhuǎn)換后送回的電信號通過PID等運(yùn)算和轉(zhuǎn)換，輸出偏差電信號推動電動執(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)，向中心控制室呈報蒸氣的日和月耗量。該系統(tǒng)功能齊全、可靠適用、自動化程度高。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、并使煙葉質(zhì)量得到了明顯的提高。
文檔編號A24B15/18GK1067565SQ9110399
公開日1993年1月6日 申請日期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 申請人:昆明工學(xué)院