[發(fā)明專利]一種糖化儀控制器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110393967.7
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102426468A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段晨東;王小波;代杰;薛小慶;秦剛;董草平
• 申請（專利權(quán)）人: 西安中輕造紙機(jī)械集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;C12C7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于糖化度測量儀器的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種糖化儀控制器。

技術(shù)背景

糖化儀測量是啤酒和麥芽生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，通過對糖化度的測量，可以有效地了解麥芽及其輔助的糖化力、糖化時間以及浸出物，從而可以準(zhǔn)確地確定釀造過程的控制參數(shù)。糖化儀是糖化度測量的核心設(shè)備，測量糖化度時，由糖化儀控制被測物的溫度、恒溫時間、升溫速度以及糖化時間，這些參數(shù)直接影響糖化度測量的準(zhǔn)確性和精度。目前，糖化儀在溫度和恒速升溫控制時，其指標(biāo)不能達(dá)到理想的測量要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種基于高性能微控制器及新型溫度方法的糖化儀控制器，具有糖化溫度控制準(zhǔn)確和精度高的特點(diǎn)。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種糖化儀控制器，包括有微控制器，微控制器的P1.0接口與溫度傳感器轉(zhuǎn)換電路相連，微控制器的P1.1接口與小型鍵盤相連，微控制器的P1.3接口通過SSR與加熱器4相連，微控制器的P3.4接口通過SSR與攪拌電機(jī)相連，微控制器的P0.0接口與顯示器模塊的DB0.0～DB0.7接口相連，微控制器的P2.1接口與顯示器模塊的RS接口相連，微控制器的P2.2接口與顯示器模塊的R/W接口相連，微控制器的P2.3接口與顯示器模塊的CS1接口相連，微控制器的P2.4接口與顯示器模塊的CS2接口相連，微控制器的P2.5接口與蜂鳴器相連，微控制器的P2.7接口與LED0相連，微控制器的P2.6接口與LED1相連，微控制器的P1.2接口與液位傳感器相連，微控制器的P2.0接口與電磁水閥相連。

所述的小型鍵盤為電阻式按鍵，是根據(jù)按鍵按下后接入電阻的分壓識別按鍵。

所述的顯示器模塊采用彩色液晶顯示器，其型號為TFT型，溫度值顯示采用數(shù)值和曲線兩種形式。

該控制器用于控制糖化儀水槽溫度、加熱器、攪拌電機(jī)及糖化過程，實現(xiàn)4種模式的糖化過程。在控制器硬件系統(tǒng)中，采用高性能的微控制器的核心，配置有小型操作鍵盤和彩色液晶顯示模塊，溫度傳感器檢測水槽溫度，由轉(zhuǎn)換電路把傳感器測量值轉(zhuǎn)換到微控制器的A/D轉(zhuǎn)換器所需的電壓范圍，彩色液晶顯示器用于顯示溫度測量值、水槽實時溫度值及溫度曲線、工作模式選擇、糖化時間及故障提示等；小型操作鍵盤用于選擇工作模式，設(shè)定溫度以及補(bǔ)償參數(shù)，加熱器和攪拌采用固態(tài)繼電器控制，同時設(shè)置蜂鳴器和用于聲報警。控制器軟件可實現(xiàn)工作模式選擇、溫度傳感器補(bǔ)償、恒溫控制、恒速升溫控制、糖化時間的控制以及液晶顯示參數(shù)和曲線顯示。采用微循環(huán)溫度控制算法和恒速升溫比例積分(PID)控制算法，保證糖化溫度控制的準(zhǔn)確性和精度。

控制部分包括微控制器、電平轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動電路以及溫度傳感器轉(zhuǎn)換電路。

所述的微循環(huán)溫度控制算法是把控制周期分成若干個小的微周期，通過調(diào)節(jié)微周期加熱時間實現(xiàn)恒溫控制。

所述的恒速升溫控制算法PID是以單位時間內(nèi)溫升值作為給定以檢測相鄰2次檢測值得差，作為溫升的速度值。根據(jù)二者差值的變化，采用改進(jìn)的恒速升溫比例積分(PID)控制算法求出相應(yīng)的控制量，對通過控制固態(tài)繼電器通斷實現(xiàn)水槽的恒速升溫。

所述的恒速升溫比例積分(PID)控制算法算法是一種改進(jìn)的PID控制算法，恒速升溫控制時，計算控制量只需初始采樣值、以及本次和上次的溫度采樣值。在每個控制周期中，控制器測量水槽溫度，計算新的控制量，以此確定本控制周期的加熱器加熱時間。在每個微周期，控制器根據(jù)加熱器的加熱時間要求，修正加熱器的工作狀態(tài)。

所述的溫度傳感器把溫度轉(zhuǎn)換為電壓值。

所述的微循環(huán)溫度控制算法是把控制周期分成若干個小的微周期，根據(jù)偏差的大小，采用不同的控制策略調(diào)節(jié)加熱器在微周期加熱狀態(tài)實現(xiàn)恒溫控制。

在總體上，本發(fā)明體現(xiàn)如下特點(diǎn)：

特點(diǎn)1：采用了高性能微控制器為核心，實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)采集處理、溫度控制、鍵盤管理、數(shù)據(jù)顯示、報警處理和傳感器參數(shù)補(bǔ)償?shù)取?/p>

特點(diǎn)2：用彩色液晶模塊實現(xiàn)顯示溫度及其曲線。

特點(diǎn)3：微循環(huán)溫度控制可使溫度控制周期分割為若干個微周期，通過調(diào)節(jié)微周期的時間實現(xiàn)溫度控制。

特點(diǎn)4：采用改進(jìn)的恒速升溫比例積分(PID)控制算法控制水槽恒速升溫，通過控制相鄰兩次溫度測量值的增量值的增量不變，實現(xiàn)期望的溫升速度。

特點(diǎn)5：采用電阻式按鍵構(gòu)成小型鍵盤，使操作鍵盤與控制器之間連接簡單，按鍵個數(shù)擴(kuò)充不受控制器硬件的限制。

采用本發(fā)明的糖化儀控制器具有如下效果：