[發明專利]一條雙模糊控制的智能化綠茶生產線

有效

• 申請號: 201610257777.5
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號: CN105759772B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 曹成茂;吳正敏;葛良志;梁閃閃
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 合肥鼎途知識產權代理事務所(普通合伙) 34122
• 代理人: 葉丹

1.一條雙模糊控制的智能化綠茶生產線，其特征在于，包括：上料機構、傳送機構、殺青機構、理條機構、烘干機構、動力傳輸機構、執行機構、PLC控制器、雙模糊控制系統、數據采集系統、Labview上位機實時監測系統；所述傳送機構用于連接所述理條機構和烘干機構；所述執行機構包括電動機和加熱器，所述電動機分別安裝在殺青機構、理條機構、烘干機構、上料機構、傳送機構底部，所述加熱器均勻布置在所述殺青機構筒壁及理條機構、烘干機構底部；所述數據采集系統包括檢測裝置、信號調理裝置、數據采集卡和Labview上位機程序，所述檢測裝置由溫度傳感器、重量傳感器組成，溫度傳感器采用多點布置，重量傳感器固定在殺青機構底部，數據采集卡連接信號調理裝置和Labview上位機；所述PLC控制器及變頻器固定在獨立的電氣柜中，用于調節所述殺青機構、理條機構、烘干機構底部各所述電動機的轉速和所述殺青機構、理條機構、烘干機構的溫度；動力傳輸機構將電動機的動力進行傳動輸出；所述上料機構、殺青機構、理條機構、烘干機構、檢測裝置、變頻器、加熱器、數據采集卡、Labview上位機均與所述PLC控制器連接；

所述雙模糊控制系統對殺青機構、理條機構、烘干三個機構分別進行雙模糊控制，即殺青環節模糊控制與溫度模糊PID控制、理條環節模糊控制與溫度模糊PID控制及烘干環節模糊控制與溫度模糊PID控制，模糊控制的實現過程包括模糊化、模糊推理、決策和去模糊化三大部分，決策系統控制的輸入量采集由NI數據采集卡與Labview上位機程序組成的數據采集系統實現，決策系統控制的輸出量執行由西門子PLC控制器組成的控制系統實現；

模糊決策實現的具體步驟如下:

(1)以一定周期內檢測的殺青滾筒內鮮葉重量和鮮葉等級作為決策系統控制的輸入，鮮葉等級采用0-100評分制手動輸入系統；

(2)將上述步驟中的鮮葉重量和鮮葉等級按照三角隸屬函數進行模糊化得到模糊向量；

(3)將上述步驟中的模糊向量按照模糊規則表進行推理，得到殺青溫度、殺青時間的模糊控制輸出向量；

(4)對上述步驟中的兩個輸出模糊控制向量用最大平均值法進行解模糊；

將殺青時間通過函數關系轉換成電動機的頻率通過串口發送給PLC控制器控制電動機轉速，輸出的殺青溫度作為溫度模糊PID控制的溫度設定值，與溫度傳感器檢測到的溫度實際值進行比較，得到溫度偏差值E和溫度偏差變化率EC作為溫度模糊PID控制系統的輸入，按上述(2)、(3)步驟得到比例(P)、微分(I)、積分(D)的模糊控制輸出向量，并用最大平均法進行解模糊得到精確值作為PID控制器的輸入，從而調節PID控制器輸出的脈沖。

2.如權利要求1所述的智能化綠茶生產線，其特征在于，所述電動機由變頻器控制，通過PLC控制器連接模擬量輸出模塊EM232輸出頻率信號，控制各電動機轉速。

3.如權利要求1所述的智能化綠茶生產線，其特征在于，所述檢測裝置包括溫度檢測和重量檢測，溫度檢測采用Pt100作為測溫元件，輸出電阻值經溫度變送器轉換成電壓值，再接入數據采集卡，重量檢測采用重量傳感器，對輸出曲線進行線性補償，精確測量投葉量。

4.如權利要求1所述的智能化綠茶生產線，其特征在于，所述加熱器采用U型干燒式加熱管，由固態繼電器控制通斷，溫度采用模糊PID調控，整個裝置處在一個恒定的溫度中。

5.如權利要求1所述的智能化綠茶生產線，其特征在于，所述數據采集卡與所述Labview上位機連接，用于讀取溫度與重量傳感器檢測值。