多温区控制的雪茄烟叶晾晒自动控制方法

技术领域

本发明属于雪茄烟叶通风晾晒技术领域，具体涉及一种多温区控制的雪茄烟叶晾晒自动控制方法。

背景技术

雪茄烟(cigar)是指以晾晒烟或者以晾晒烟叶和烤烟为原料，用烟叶或卷烟纸、烟草薄片作为烟支内包皮，再用烟叶作为烟支外包皮，经机械或手工卷制而成的烟草制品。

雪茄烟晾制不仅仅是烟叶由鲜变干的简单干燥过程，而是一个包含一系列物理变化、生理代谢、生物化学反应等十分复杂的过程。烟叶在进行水分代谢、色素代谢、碳代谢、氮代谢及各种氧化还原反应中，均离不开水分、温度、氧气等物质的参与。而水分、温度和氧气往往由环境条件决定，因此，雪茄晾晒房起着烟叶晾制期间的温湿度调节和空气的流动的重要作用。

现有的雪茄烟叶晾晒系统的自动控制方法仅能控制单一晾晒房温度，在大型晾晒房中使用时，存在需要使用多套控制设备的情况，如果仅使用单套设备则会导致部分区域晾晒效果不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种多温区控制的雪茄烟叶晾晒自动控制方法，根据实际温湿度和设定的目标温湿度合理控制各个模组，一次性控制多个温区。

本发明所采用的技术方案是，多温区控制的雪茄烟叶晾晒自动控制方法，具体包括如下程序：

使用通风控制模组对自然通风控制模组、强制通风模组的输出状态进行控制；使用加热控制模组对内循环分风模组、内循环模组、和加热模组进行控制；使用加湿控制模组对加湿器进行控制；

设温度范围参数值为T0、湿度范围参数值为RH0，温区实时温度为t、温区相对湿度为rh，温区温度设定值为td、温区相对湿度设定值为rhd；温区的温度差值△t为：△t＝t–td；温区的湿度差值△rh为：△rh＝rh–rhd；

若温区x满足条件△t<-T0时，即当前温区的温度过低，启动当前温区的加热控制模组进行加热，直到温度达到设定的目标值td，通风控制模组和加湿控制模组的控制逻辑由温区x实测的相对湿度和目标湿度决定；

若温区x满足条件△t>T0时，即当前温区的温度过高，禁止加热控制模组工作，自然通风控制模组切换为温度控制模式，直到温度达到设定的目标值td，加湿控制模组的控制逻辑由温区x实测的相对湿度和目标湿度决定；若温区x满足条件-T0<△t

本发明的特点还在于，

通风控制模组的控制逻辑具体为：

当通风控制模组处于温度控制模式时，将自然通风模组内的天窗和风门都开到最大状态，并开启强制通风模组；

若温区x满足条件△rh<-RH0时，即当前温区的实测相对湿度过小，则自然通风模组和强制通风模组完全关闭；

若温区x满足条件△rh>RH0时，若当前温区的实测相对湿度过大，则自然通风模组和强制通风模组完全打开；

若温区x满足条件-RH0<＝△rh<＝RH0时，强制通风模组关闭，自然通风模组中通风风门的开闭角度根据系统设定的参数进行角度计算进行控制。

自然通风模组通风风门的开闭角度的计算方法为：

通过菜单设置自然通风模组的控制参数：通风风门最大动作时间Tm、通风风门正常动作次数n1、通风风门补充动作次数n2、通风风门暂停最小时间TPmin、通风风门最大动作间隔时间TPmax；

则通风风门的单次动作时间T01为：T01＝Tmin/(n1+n2)，温区x采用两个计数器分别对通风风门的最小暂停间隔时间TPxmin和最大暂停间隔时间TPxmax进行计时并产生中断事件；

自然通风模组的控制逻辑通过提取温区x的相对湿度、目标湿度和上一次中断记录的历史相对湿度值进行计算；

系统刚启动时，若历史相对湿度值为0，则表明系统刚开始启动，首先将通风风门进行一次全关处理，等待通风风门全关动作结束后则计算风门当前的动作时间Txout为：Txout＝T01*RH0/△rhx，然后再次启动通风风门进行一次动作，并将TPxmin和TPxmax对应的计数器进行清0；然后进入到正常的控制逻辑；

当TPxmin中断到来后，若温区x的相对湿度大于目标湿度，并且仍然在冲高，则通风风门按照T01的动作时间进行一次开动作，并将TPxmin和TPxmax对应的计数器进行清0；若相对湿度没有变化或湿度在向目标湿度靠拢则通风风门保持当前的状态不变，并将TPxmin对应的计数器进行清0，当TPxmax中断到来后，若通风风门的开启的动作次数没有达到n1+n2次时，则通风风门按照T01的动作时间进行一次开动作；

若温区x的相对湿度小于目标湿度并且仍然在降低，则通风风门按照T01的动作时间进行一次关动作，并将TPxmin和TPxmax对应的计数器进行清0；

若相对湿度没有变化或相对湿度在向目标湿度靠拢，则通风风门保持当前的状态不变，并将TPxmin对应的计数器进行清0，当TPxmax中断到来后若通风风门的关闭的动作次数没有达到n1+n2次时，则通风风门按照T01的动作时间进行一次关动作，若此次关动作后认为风门已经全部关闭，则本次的动作采用TPxmax的动作时间执行；

在通风系统选择为湿度控制模式时，整个执行过程中，若通风风门没有处于全关状态，则通风天窗一直保持全开状态；若通风风门全部关闭，则通风天窗进行全关处理；若通风天窗处于关闭状态则强制通风系统不能启动。

加热模组的控制逻辑具体为：

设温区的数量为n，各个温区的加热标志为h1、h2、……、hn，加热模组的火力分级参数为N0，加热的温度控制阈值为TH，每个温区对应的实测温度分别时t1、t2、……、tn，每个温区的目标温度分别为td1、td2、……、tdn；

那么每个温区的温差分别为：△t1＝t 1–td1、△t2＝t 2–td2、……、△tn＝t n–tdn；则通过提取所有温区的实测温度和目标温度进行计算：

若t 1>＝td1、t 2>＝td2、……、t n>＝tdn表达式都成立时，即每个温区的实测温度都不小于各自温区的目标温度时，内循环分风模组、内循环模组和加热模组全部处于关闭状态；

若t 1

加热级别参数计算公式为：

N0＝[(td1-TH-t 1)+(td2-TH-t 2)+……+(tdn-TH-t n)]/TH。

启动加热控制模组进行加热的具体程序为：依次启动温区x对应的内循环分风模组、内循环模组的输出，等待各个模块执行完毕后将温区x的加热标志hx置位并交由RS485通信进行数据下发；直到温区x满足条件tx>＝tdx，即温区x的实测温度tx达到设定的目标值tdx。

启动自然通风控制模组进行降温的具体程序为：将温区x的加热标志hx清零并交由RS485通信进行数据下发，关闭内循环分风模组、内循环模组，自然通风模组和强制通风模组采用温度控制模式进行降温，直到温区x满足条件tx<＝tdx，即温区x的实测温度降低到设定的目标值tdx。

附图说明

图1是本发明自动控制方法对各个模组的功能分配逻辑流程图。

图2是本发明自动控制方法的系统通风控制流程图；

图3是本发明自动控制方法对自然通风控制模组和强制通风模组控制逻辑流程图；

图4是本发明自动控制方法对自然通风控制模组和强制通风模组控制逻辑流程图；

图5是本发明自动控制方法中三路温区及共用内循环模组和加热模组关系示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

分配控制方法具体实施方式可对加热模组的内循环分风模组、内循环模组的输出状态进行控制，对应温区x的加热标志hx进行处理；对通风系统的温度控制和湿度控制模式切换；加湿模块的输出控制。具体的执行方案如下：

如图1所述：

程序1：若温区x满足条件△tx<-T0时，即温区x的温度过低需要加热则锁定程序1；依次启动温区x对应的内循环分风模组、内循环模组的输出，等待各个模块执行完毕后将温区x的加热标志hx置位并交由RS485通信进行数据下发；直到温区x满足条件tx>＝tdx，即温区x的实测温度tx达到设定的目标值tdx，则解除程序1的锁定。通风系统(包含自然通风模组和强制通风模组)采用湿度控制模式(具体控制方式见系统通风的控制具体实施方式的程序2、3、4)，加湿模组由温区x的实测的相对湿度和目标湿度决定。

程序2：若温区x满足条件△tx>T0时，即温区x的温度过高，禁止加热并需要强制降温时锁定程序2；将温区x的加热标志hx清零并交由RS485通信进行数据下发；关闭内循环分风模组、内循环模组。通风系统(包含自然通风模组和强制通风模组)采用温度控制模式进行降温(具体控制方式见系统通风的控制具体实施方式的程序1)。直到温区x满足条件tx<＝tdx，即温区x的实测温度降低到设定的目标值tdx，则解除程序2的锁定。在此期间，加湿模组由温区x的实测的相对湿度和目标湿度决定。

程序3：若温区x满足条件-T0<△tx

系统通风的控制具体实施方式：

通风控制模组主要对自然通风控制模组、强制通风模组进行控制。实施方式以温区x为例进行详细描述。

如图2所示：

程序1：若温区x将通风系统的控制方式修改降温的温度控制模式时，则锁定程序1，将自然通风模组的天窗和风门都开到最大状态并开启强制通风模组。当此模式结束后将通风控制系统湿度控制模组进行重置，并结束程序1进入到程序2继续执行。

程序2：若温区x满足条件△rhx<-RH0时，即温区x的实测相对湿度过小，则自然通风模组和强制通风模组完全关闭。

程序3：若温区x满足条件△rhx>RH0时，即温区x的实测相对湿度过大，则自然通风模组和强制通风模组完全打开。

程序4：若温区x满足条件-RH0<＝△rhx<＝RH0时，强制通风模组关闭，自然通风模组根据系统设定的参数和进行角度计算并进行控制。自然通风模组风门角度采用以下计算方法：

如图3所示，自然通风模组的控制参数可通过菜单进行设置：通风风门最大动作时间Tm、通风风门正常动作次数n1、通风风门补充动作次数n2、通风风门暂停最小时间TPmin、通风风门最大动作间隔时间TPmax。则通风风门的单次动作时间T01为：T01＝Tmin/(n1+n2)。温区x采用两个计数器分别对通风风门的最小暂停间隔时间TPxmin和最大暂停间隔时间TPxmax进行计时并产生中断事件。自然通风模组的控制逻辑通过提取温区x的相对湿度、目标湿度和上一次中断记录的历史相对湿度值进行计算。

系统刚启动时，若历史相对湿度值为0，则表明系统刚开始启动，首先将通风风门进行一次全关处理，等待通风风门全关动作结束后则计算风门当前的动作时间Txout为：Txout＝T01*RH0/△rhx，然后再次启动通风风门进行一次动作，并将TPxmin和TPxmax对应的计数器进行清0；然后进入到到正常的控制逻辑。

当TPxmin中断到来后，若温区x的相对湿度大于目标湿度，并且仍然在冲高，则通风风门按照T01的动作时间进行一次开动作，并将TPxmin和TPxmax对应的计数器进行清0；若相对湿度没有变化或湿度在向目标湿度靠拢则通风风门保持当前的状态不变，并将TPxmin对应的计数器进行清0。当TPxmax中断到来后若通风风门的开启的动作次数没有达到n1+n2次时则通风风门按照T01的动作时间进行一次开动作。若温区x的相对湿度小于目标湿度并且仍然在降低，则通风风门按照T01的动作时间进行一次关动作，并将TPxmin和TPxmax对应的计数器进行清0；若相对湿度没有变化或相对湿度在向目标湿度靠拢则通风风门保持当前的状态不变，并将TPxmin对应的计数器进行清0。当TPxmax中断到来后若通风风门的关闭的动作次数没有达到n1+n2次时则通风风门按照T01的动作时间进行一次关动作，若此次关动作后认为风门已经全部关闭，则本次的动作采用TPxmax的动作时间执行。

另外，在通风系统选择为湿度控制模式时，整个执行过程中，若通风风门没有处于全关状态，则通风天窗一直保持全开状态，若通风风门全部关闭，则通风天窗进行全关处理。若通风天窗处于关闭状态则强制通风系统不能启动。

系统加热的控制具体实施方式：

如图4所示，加热模组的输出仅进行计算后，将各个温区的加热标志为h1、h2、……、hn、加热模组的火力分级参数N0通过RS485通信的方式进行下发并交由专用的加热设备进行处理。

假设加热的温度控制阈值为TH，温区的数量为n，每个温区对应的实测温度分别时t1、t2、……、tn，每个温区的目标温度分别为td1、td2、……、tdn，那么每个温区的温差分别为：△t1＝t 1–td1、△t2＝t 2–td2、……、△tn＝t n–tdn；则通过提取所有温区的实测温度和目标温度进行计算：

程序1：若t 1>＝td1、t 2>＝td2、……、t n>＝tdn表达式都成立时，即每个温区的实测温度都不小于各自温区的目标温度时，内循环分风模组、内循环模组和加热模组全部处于关闭状态。

程序2：若t 1

N0＝[(td1-TH-t 1)+(td2-TH-t 2)+……+(tdn-TH-t n)]/TH。

依照上述程序，雪茄烟叶晾晒系统即可一次性控制多个温区，并且精确控制每个温区的温湿度。