密集烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)智能控制器的研發(fā)與應(yīng)用

王藝焜，祖慶學(xué)，秦 敏，馮裕洋，蔡 武

（貴州省煙草公司貴陽(yáng)市公司，貴州貴陽(yáng) 550000）

0 引言

我國(guó)現(xiàn)階段采用的煙葉烤房一般為開(kāi)式循環(huán)密集烤房，當(dāng)裝煙室內(nèi)濕球溫度高于設(shè)定值時(shí)，冷風(fēng)門(mén)打開(kāi)，在循環(huán)風(fēng)機(jī)的作用下吸入外界的干冷空氣，在壓力作用下，裝煙室內(nèi)的濕熱空氣由排濕口直接向外界環(huán)境排出，以降低烤房?jī)?nèi)的相對(duì)濕度，此種排濕方式煙葉干燥速度快，收縮幅度小，烤后煙葉欠柔軟。中溫保濕變黃密集烘烤技術(shù)在貴州黔南已經(jīng)開(kāi)展了五年的研究與應(yīng)用，該技術(shù)的核心是通過(guò)在變黃期控制循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)啟停進(jìn)行間歇排濕，使煙葉有充足的水分進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化，減少易揮發(fā)致香物質(zhì)和能量的排出，有效降低中、上部煙葉掛灰、僵硬、青雜比例，同時(shí)能提高烤后煙葉入庫(kù)數(shù)量和提升烤后煙葉的質(zhì)量。

目前，控制循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)啟停只有兩種方法，一種是依靠人工手動(dòng)操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、操作困難，另一種是使用定時(shí)器進(jìn)行控制，目前市面上的定時(shí)器要么容易燒壞，要么設(shè)置困難，兩種方法都存在較大的短板而導(dǎo)致該技術(shù)無(wú)法在開(kāi)陽(yáng)煙區(qū)進(jìn)行大面積推廣。基于此，筆者通過(guò)研發(fā)密集烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)智能控制器來(lái)控制循環(huán)風(fēng)機(jī)，提高循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)啟停準(zhǔn)確率，助推中溫保濕變黃密集烘烤技術(shù)在貴陽(yáng)煙區(qū)推廣，解決當(dāng)前煙葉僵硬、掛灰、香氣差等問(wèn)題，滿足工業(yè)公司對(duì)“黃、亮、軟”煙葉原料的需求，促煙農(nóng)增收，助企業(yè)增效。

1 系統(tǒng)組成

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)密集烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)智能控制器由主體結(jié)構(gòu)、電子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)三個(gè)部分組成，具有定時(shí)啟停、過(guò)載保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、漏電保護(hù)和遠(yuǎn)程控制的功能，詳見(jiàn)圖1。

圖1 密集烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)智能控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

1.2 系統(tǒng)參數(shù)

控制器外殼40mm×45mm×95mm（±0.05）mm，顯示器為L(zhǎng)ED數(shù)碼顯示器，芯片為STC8（圖2）。

圖2 控制器主視/側(cè)視/俯視/背面圖示

1.3 工作流程

將密集烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)智能控制器連接到循環(huán)風(fēng)機(jī)和自控儀上，登錄手機(jī)APP，打開(kāi)藍(lán)牙，連接上控制器，在自控儀上按照《中上部煙葉中溫保濕變黃密集烘烤技術(shù)規(guī)范》中的曲線進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)煙葉烘烤進(jìn)入主變黃溫度38℃時(shí)，在手機(jī)APP定時(shí)設(shè)置頁(yè)面，設(shè)置循環(huán)風(fēng)機(jī)每小時(shí)啟動(dòng)50 min、關(guān)閉10 min，穩(wěn)溫35～50 h保濕烘烤至葉片黃片青筋后，在APP上取消定時(shí)設(shè)置，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)直至烘烤結(jié)束（圖3～6）。

圖3 遠(yuǎn)程控制 App功能框架圖

圖4 手機(jī)APP定時(shí)啟停設(shè)置圖示

圖5 手機(jī)APP設(shè)置過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、漏電圖示

圖6 控制器實(shí)物圖

2 應(yīng)用效果

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021～2023年在貴州省貴陽(yáng)市開(kāi)陽(yáng)縣花梨鄉(xiāng)、馮三鎮(zhèn)、龍崗鎮(zhèn)、宅吉鄉(xiāng)、楠木渡鎮(zhèn)進(jìn)行，供試烤房為氣流上升式烤房，定時(shí)啟停操作為主變黃階段每小時(shí)開(kāi)啟循環(huán)風(fēng)機(jī)10 min，剩余50 min關(guān)閉，重復(fù)此操作直至煙葉變至8～九成黃。試驗(yàn)設(shè)兩個(gè)處理，分別為人工手動(dòng)控制循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)啟停（T1）、密集烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)智能控制器控制循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)啟停（T2），每處理10間烤房，5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)共100間烤房。

2.2 測(cè)定調(diào)查與方法

2.2.1 定時(shí)準(zhǔn)確率調(diào)查。循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)啟停階段，于每日3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn)、15點(diǎn)、18點(diǎn)、21點(diǎn)、24點(diǎn)對(duì)烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)情況進(jìn)行查看，并記錄。

2.2.2 定時(shí)啟停耗時(shí)調(diào)查。循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)啟停階段，于每日3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn)、15點(diǎn)、18點(diǎn)、21點(diǎn)、24點(diǎn)對(duì)烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)耗時(shí)情況進(jìn)行調(diào)查，并記錄。

2.2.3 烤后煙葉損失率調(diào)查。每間烤房隨機(jī)抽取上、中、下層各20竿調(diào)查統(tǒng)計(jì)，按照GB2635-1992國(guó)家分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)稱重，計(jì)算不能入倉(cāng)煙葉重量。

2.3 結(jié)果分析

從表1可知，在主變黃階段，5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)T1循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)準(zhǔn)確率平均僅為62.5%，低于T2的100%；T1循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)啟停單次操作耗時(shí)平均為148.8s，T2為1.76s；T1平均烘烤損失率為14.18%，比T2高出9.14個(gè)百分點(diǎn)。

表1 不同控制方式對(duì)循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)啟停的影響

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明：在主變黃階段，使用密集烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)智能控制器控制循環(huán)風(fēng)機(jī)定時(shí)啟停的定時(shí)啟停準(zhǔn)確率遠(yuǎn)高于人工手動(dòng)控制，定時(shí)啟停操作耗時(shí)也遠(yuǎn)低于人工手動(dòng)控制，尤其是烘烤損失率遠(yuǎn)低于人工手動(dòng)控制。

中溫保濕變黃密集烘烤技術(shù)的核心是在煙葉烘烤主變黃階段，控制循環(huán)風(fēng)機(jī)每小時(shí)啟動(dòng)10 min、關(guān)閉50 min，由于人工手動(dòng)操作困難，且由于多種環(huán)境因素的影響，普通定時(shí)器容易燒壞，導(dǎo)致該技術(shù)無(wú)法大面積推廣。而密集烤房循環(huán)風(fēng)機(jī)智能控制器具有定時(shí)啟停、過(guò)載保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、漏電保護(hù)和遠(yuǎn)程控制的功能，使定時(shí)啟停準(zhǔn)確率達(dá)到100%，單次平均定時(shí)啟停操作耗時(shí)僅為1.76 s，煙葉烘烤損失率低，煙葉品質(zhì)好，為大面積推廣中溫保濕變黃密集烘烤技術(shù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。