煙葉自動(dòng)烘烤實(shí)驗系統研制
系統采用μC/OS嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統進(jìn)行軟件設計,CPU對大多數事件的處理都是在任務(wù)中完成,各任務(wù)之間通過(guò)一定的通信方式完成數據傳遞與同步。根據煙葉自動(dòng)烘烤系統的功能要求,系統設計了溫濕度采集、溫濕度控制、加熱器控制、界面處理、界面刷新等5個(gè)任務(wù),其配置如表1所示。
系統程序流程圖如圖5所示,考慮到交互界面的控制命令具有更高的優(yōu)先級,系統首先判斷交互界面中是否有控制命令輸入,如有,則直接判斷需要控制的設備,并進(jìn)行設備控制,若無(wú),則采集溫度與溫度數據,根據溫度與溫度數據進(jìn)行相應設備的控制,最終完成數據存儲,以供后期提取與分析。
4 系統調試
將設計中的系統電路板接入至煙葉烘烤箱各電器設備,交互界面如圖6所示。
從圖中可以看出,交互界面除擁有溫度、濕度顯示功能外,還可進(jìn)行溫度、溫度、升溫速率、風(fēng)機轉速、加熱功率及閥門(mén)控制。升溫速率表示當前階段的目標升溫曲線(xiàn)的斜率,單位℃/h。報警鍵在開(kāi)機時(shí)默認開(kāi)啟,當實(shí)際溫度與跟蹤溫度相差2℃或實(shí)際濕度與跟蹤濕度相差1℃時(shí),發(fā)出長(cháng)為0.5 s的間斷報警聲。只有當實(shí)際溫度與跟蹤溫度相差1℃以下且實(shí)際濕度與跟蹤濕度相差0.5℃以下時(shí),報警開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉。當烘烤完成時(shí),將發(fā)出的長(cháng)為2 s的間斷報警聲。運行狀態(tài)時(shí),只有按停止鍵才有效,此時(shí)可修改參數。
從SD卡讀出來(lái)溫度數據可生成溫度變化曲線(xiàn),如圖7所示。圖中可以看出實(shí)際溫度與目標溫度基本一致,說(shuō)明智能控制情況良好,實(shí)際溫度中兩次溫度急劇下降是因為有斷電關(guān)機。目標溫度的曲線(xiàn)斜率為零時(shí),實(shí)際溫度與目標溫度有差距,此時(shí)加熱器開(kāi)至最大,使實(shí)際溫度盡快達到目標溫度。
5 結束語(yǔ)
針對煙葉烘烤的自動(dòng)化及后期的數據分析,提出了一種煙葉自動(dòng)烘烤系統的設計方案。系統以微控制器LPC2148為核心,自行設計的數字式干濕球溫度計采集溫濕度信息,并根據采集到的溫濕度信息,實(shí)現對加熱器功率與通風(fēng)口開(kāi)度的自動(dòng)控制,達到控制烤箱內溫濕度的目的;同時(shí),系統具有良好的人機交互界面,并通過(guò)SD卡存儲數據以便后期分析。本系統具有功能齊全、操作簡(jiǎn)便、安全性好、控制精度高等優(yōu)點(diǎn),提高了勞動(dòng)效率。
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