一种基于热泵控制器的烘烤系统

技术领域

本发明涉及烘烤技术领域，具体涉及一种基于热泵控制器的烘烤系统。

背景技术

目前广泛使用的烘烤生产方式是采用烤房和数字式控制仪进行烘烤。烤房集中大量地装载待烘烤物，通过控制仪内预设的烘烤工艺曲线，通过控制压机、循环风机等调整烘烤环境达到最佳。烘烤过程烘烤物的关键参考指标仍以人眼观察为基础、结合操作人员个人经验进行主观判断，烘烤过程烘烤设备的关键指标参数也无法得知，不清楚烘烤设备的状态，甚至于可能造成安全事故；即使目前已大量推广烤房自控设备，但大都只能单向执行控制，并未形成闭环系统，控制方案较为单一且需人工干预调整，并未做到烘烤的智能控制，这就造成了目前烘烤生产中劳动强度大，需人不分白昼持续值守并定期观察，常常导致烤坏等的问题，传统烘烤生产方式的弊端仍未得到有效解决。因此，亟需设计一种新的烘烤系统，以弥补现有技术的缺陷。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于热泵控制器的烘烤系统，包括人机交互模块、热泵控制器；

所述人机交互模块与所述热泵控制器连接，所述人机交互模块用于接收用户的操作指令，将所述操作指令生成控制信指令并发送给热泵控制器，以及接受并显示所述热泵控制器返回的参数信息，所述热泵控制器用于根据接收的所述控制指令进行自动/手动烘烤，并将自动/手动烘烤过程中的参数信息反馈给人机交互模块；

其中，所述热泵控制器包括主控器以及与所述主控器连接的传感器接口、高低压保护接口、电流检测板接口、相位检测接口、驱动接口、报警接口、通信接口；所述传感器接口用于获取温湿度信号，所述高低压保护接口用于输入压机的高压开关信号和低压开关信号，所述电流检测板接口用于获取压机与风机的电流信号，所述相位检测接口用于三相电源及中线信号，所述驱动接口用于控制信号，以驱动风机、压机、电加热器、风门、空气能加热器工作，所述报警接口用于在检测到异常时输出报警信号，所述通信接口用于实现对外通信。

优选地，所述传感器接口与温湿度采集模块连接，所述温湿度采集模块包括上棚干球、上棚湿球、下棚干球、下棚湿球。

优选地，所述电流检测板接口与电流检测板连接。

优选地，所述高低压保护接口与保护开关连接。

优选地，所述相位检测接口与空气开关连接。

优选地，所述驱动接口与执行器连接，所述执行器包括循环风机、压机A、压机B、压机C、电加热器1、电加热器2、排湿风门、新风风门，所述循环风机、压机A、压机B、压机C、电加热器1、电加热器2通过接触器与驱动接口连接，所述排湿风门、新风风门与驱动接口连接，所述驱动接口与控制器连接。

优选地，所述人机交互模块包括参数显示界面，用于显示参数信息，其中，所述参数信息包括干球温度、湿球温度、目标干球温度、目标湿球温度、目标考段、阶段时间、总时间、相对湿度。

优选地，所述人机交互模块还包括曲线选择界面，所述曲线选择界面用于专家曲线和历史曲线的查看，用于专家曲线的调用，还用于实时曲线的查看、修改；其中，每个曲线对应十个烘烤阶段，每个烘烤阶段对应一组目标烘烤参数，所述目标烘烤参数包括目标干球温度、目标湿球温度、目标升温时间、目标恒温时间、目标风速、目标运行模式。

优选地，所述人机交互模块还包括设备故障显示界面，用于显示故障信息，其中，所述故障信息包括故障代码、故障说明、故障状态和故障清除信息。

优选地，所述人机交互模块还包括用户管理界面，所述用户管理界面包括机组状态界面、膨胀阀界面、曲线显示界面、故障诊断界面、密码管理界面、手动操作界面、时间校准界面和用户帮助界面其中，所述机组状态界面用于显示机组状态信息；所述膨胀阀界面用于显示膨胀阀状态信息；所述曲线显示界面用于显示烘烤的实时曲线；所述密码管理界面用于实现密码信息的管理；所述手动操作界面用于实现风机高速、风机低速、热泵主机组、风门操作、风门档位的手动控制；所述时间校准界面用于对时间信息进行校准；所述用户帮助界面用于指导工作人员正确切换烘烤阶段，合理调整上棚干湿球温湿度和下棚干湿球温湿度，以快速解决烘烤故障。

本发明的有益效果体现在：通过人机交互模块与热泵控制器的配合实现了烤房内温湿度的实时采集，实现了循环风机、压机、电加热器、风门、空气能加热器等执行器自动/手动控制，实现了烘烤过程的闭环管控。通过在热泵控制器上设置传感器接口、高低压保护接口、电流检测板接口、相位检测接口、报警接口实现了烤房温湿度检测、热泵机组高低压、电源电流、电源相位的实时检测与异常预警，提高了烘烤过程与烘烤设备的安全，同时还设置有通信接口，能够与其他设备进行通讯，方便烘烤过程的控制与通讯。通过参数显示界面、曲线选择界面、设备故障显示界面、用户管理界面的设置实现了烘烤参数的自动和手动设置，实现了烘烤过程的避免控制，提高了烘烤质量与烘烤效率。本发明操作简单、安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例的一种基于热泵控制器的烘烤系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的热泵控制器的结构示意图；

图3为本发明实施例的热泵控制器的连接示意图；

图4为本发明实施例的人机交互模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例

参考图1、2，本发明实施例提供了一种基于热泵控制器的烘烤系统，包括人机交互模块、热泵控制器；

所述人机交互模块与所述热泵控制器连接，所述人机交互模块用于接收用户的操作指令，将所述操作指令生成控制信指令并发送给热泵控制器，以及接受并显示所述热泵控制器返回的参数信息，所述热泵控制器用于根据接收的所述控制指令进行自动/手动烘烤，并将自动/手动烘烤过程中的参数信息反馈给人机交互模块；

所述热泵控制器包括主控器以及与所述主控器连接的传感器接口、高低压保护接口、电流检测板接口、相位检测接口、驱动接口、报警接口、通信接口；所述传感器接口用于获取温湿度信号，所述高低压保护接口用于输入压机的高压开关信号和低压开关信号，所述电流检测板接口用于获取压机与风机的电流信号，所述相位检测接口用于三相电源及中线信号，所述驱动接口用于控制信号，以驱动风机、压机、电加热器、风门、空气能加热器工作，所述报警接口用于在检测到异常时输出报警信号，所述通信接口用于实现对外通信，所述通信接口包括通信口和通讯接口，所述通信口为RS485扩展接口。

通过人机交互模块与热泵控制器的配合实现了烤房内温湿度的实时采集，实现了循环风机、压机、电加热器、风门、空气能加热器等执行器自动/手动控制，实现了烘烤的全过程管理。

参考图3，在本发明实施例中，所述传感器接口与温湿度采集模块连接，所述温湿度采集模块包括上棚干球、上棚湿球、下棚干球、下棚湿球，所述传感器接口包括预留传感器接口，用于与其他传感器连接，方便其他数据的采集。所述电流检测板接口与电流检测板连接。所述高低压保护接口与保护开关连接。所述相位检测接口与空气开关连接。所述驱动接口与执行器连接，所述执行器包括循环风机、压机A、压机B、压机C、电加热器1、电加热器2、排湿风门、新风风门，所述循环风机、压机A、压机B、压机C、电加热器1、电加热器2通过接触器与驱动接口连接，所述排湿风门、新风风门与驱动接口连接，所述驱动接口与控制器连接，所述报警接口与报警设备连接，所述报警设备包括但不限于报警指示灯、扬声器，所述通信接口包括通信口和通讯接口。

需要说明的，所述人机交互模块可以是触摸屏、键盘、借助串口/网络等接口实现的用户命令交互终端，提供人机交互的软硬件接口，方便对烘烤全过程进行控制。

参考图4，在本发明实施例中，所述人机交互模块包括参数显示界面、曲线选择界面、设备故障显示界面、用户管理界面。

在本发明实施例中，所述参数显示界面用于显示参数信息，其中，所述参数信息包括干球温度、湿球温度、目标干球温度、目标湿球温度、目标考段、阶段时间、总时间、相对湿度。所述参数显示界面还用于进入曲线选择界面、设备故障界面和用户管理界面，还用于实现开机关机等基础操作。

在本发明实施例中，所述曲线选择界面用于专家曲线和历史曲线的查看，用于专家曲线的调用，还用于实时曲线的查看、修改。

具体的，每个曲线对应十个烘烤阶段，每个烘烤阶段对应一组目标烘烤参数，所述目标烘烤参数包括目标干球温度、目标湿球温度、目标升温时间、目标恒温时间、目标风速、目标运行模式；每个烘烤阶段中所有数据均可修改，可选择不同曲线以实现不同部位的烘烤。

具体的，所述曲线选择界面包括参数设定界面和参数设定子界面，所述参数设定界面和参数设定子界面均可实现曲线的查看、修改。

其中，在参数设定子界面中，右边显示前段、当前段、后段数据。设定干球温度(℃):按左右箭头选择，每次跳变0.5，范围20～99。长按，数值以0.5℃/0.2s连续变化；在数值0时，则表示直接跳过此升温和恒温段；设定湿球温度(℃):按左右箭头选择，每次跳变0.2，范围10～60。3)升温时间(小时):按左右箭头选择，每次跳变0.1，范围0.1～9.9。恒温时间(小时):按左右箭头选择，每次跳变0.5，范围0.0～99；仅为恒温段时间，不包括升温段时间；当恒温时间为0.0时，跳过恒温段；设定烤房风速:自动、高速、低速间选择，选择后，则此段按选择风机模式工作，默认高速。设定运行模式:“烘烤+排湿”、“烘烤+保湿”间选择，一经选择，则烘烤此段按选择模式工作。

通过曲线选择界面的设置，方便对烘烤参数进行修改，进一步提供烘烤效率，且设置有专家曲线，使得烘烤参数更加科学。

在本发明实施例中，所述设备故障显示界面用于显示故障信息。

具体的，所述故障信息包括故障代码、故障说明、故障状态和故障清除信息。通过设备故障显示界面，操作人员可查看设备实时、历史故障等信息，同时但解决后，可在该界面清楚该故障的信息，方便记录故障并且能够及时处理。

在本发明实施例中，所述人机交互模块还包括用户管理界面，所述用户管理界面包括机组状态界面、膨胀阀界面、曲线显示界面、故障诊断界面、密码管理界面、手动操作界面、时间校准界面和用户帮助界面其中，所述机组状态界面用于显示机组状态信息；所述膨胀阀界面用于显示膨胀阀状态信息；所述曲线显示界面用于显示烘烤的实时曲线；所述密码管理界面用于实现密码信息的管理；所述手动操作界面用于实现风机高速、风机低速、热泵主机组、风门操作、风门档位的手动控制；所述时间校准界面用于对时间信息进行校准；所述用户帮助界面用于指导工作人员正确切换烘烤阶段，合理调整上棚干湿球温湿度和下棚干湿球温湿度，以快速解决烘烤故障。

具体的，实时曲线中，横轴代表时间，每格10min，总计时2.5h；竖轴代表温度，每格10℃，总温度80℃；线条定义：黄色代表上棚干球、湿球温度；红色代表下棚干球、湿球温度；绿色代表相对湿度；蓝色代表设定(目标)干球、湿球温度；白色代表风门档位号，每10℃代表一个档位；紫色代表热源投入电流，每10A按坐标10一格计量，每组电加热按15A计算，压机按实测电流计算。

具体的，进入手动操作界面之前需要输入界面密码，避免无权限人员操作，出现安全事故。手动操作界面在未启动运行时，显示全部操作功能，手动操作界面在启动运行状态下，仅显示允许操作功能，不允许操作的功能区域不显示操作按键。

具体的，在手动操作界面下，按“返回”键退回到用户管理界面。d)手动操作界面操作包括：风机高速、风机低速、压缩机1、压缩机2、电加热1、电加热2、风门操作、风门档位。其中，风机高速、风机低速、压缩机1、压缩机2、电加热1、电加热2、风门操作均以“I/O开关”形式操作；操作启动时，“I/O开关”上部指示灯以点亮形式显示启动状态；“I/O开关”以奇偶逻辑出现，再次按动时，手动状态变化；需退出时应再次操作。各项手动操作在退出手动操作界面后再次进入手动操作界面需重新输入1级密码。风门操作：先点触风门“I/O开关”，风门上部指示灯以点亮形式显示启动状态，点触档位号显示框，弹出数字输入界面，输入需要的风门档位号；档位号显示框内显示输入的档位；风门运行至要求的档位。如果手动操作风门在上部指示灯未点亮时，点触档位号显示框，档位号显示框无反应。如果需改变风门档位，在上部指示灯点亮时，点触档位号显示框(有数字)，重新输入新的风门档位，风门按新的风门档位执行手动动作。结束风门手动操作，必须再次按“I/o开关”，使上部指示灯熄灭。

具体的，有手动操作时，手动操作控制优于自动控制。本发明实施例所提供的一种基于热泵控制器的烘烤系统具有手动和自动控制两种方式，通过自动控制实现烘烤的自动化、智能化、精准化、效率化，通过手动控制实现烘烤的安全化，提高对烘烤过程的管控能力。

具体的，所述人机交互模块还包括断电重启界面，用于执行断电重启逻辑。

本发明实施例所提供的烘烤系统具有以下有益效果：

1)具有完备的安全保护功能，包括压机高低压开关保护、压机过流保护、防雷击保护、传感器开路报警、循环风机故障报警、电源故障报警、偏温提示、循环风机过载和线路保护等，确保烘烤过程及烘烤设备的安全。

2)具有电源电压监测功能，实时显示u相电压，进一步确保烘烤过程及烘烤设备的安全。

3)具有风机高速/低速档位选择控制功能。

4)实时指示风门的档位状态。

5)数据记录功能。全程记录烘烤相关数据。密码功能。不同人员需要不同的级别密码。

7)断电自动重新启动，电力恢复后，烘烤进程可以按照逻辑继续进行。

8)有相对湿度的显示。

9)可以通过屏幕、指示灯、扬声器等部件进行报警和提示。

10)控制热泵机组(压机、电加热器等)的运行，以及显示热泵机组的工作状态、工作参数以及故障信息

11)预留RS485扩展接口，支持Modbus(RTU)协议，用于集中控制和通讯。

12)其他数据传输接口，方便数据采集。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。