煙葉自動烘烤實驗系統(tǒng)研制
系統(tǒng)采用μC/OS嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計,CPU對大多數(shù)事件的處理都是在任務(wù)中完成,各任務(wù)之間通過一定的通信方式完成數(shù)據(jù)傳遞與同步。根據(jù)煙葉自動烘烤系統(tǒng)的功能要求,系統(tǒng)設(shè)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個任務(wù),其配置如表1所示。
系統(tǒng)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(tǒng)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(shè)備,并進(jìn)行設(shè)備控制,若無,則采集溫度與溫度數(shù)據(jù),根據(jù)溫度與溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備的控制,最終完成數(shù)據(jù)存儲,以供后期提取與分析。
4 系統(tǒng)調(diào)試
將設(shè)計中的系統(tǒng)電路板接入至煙葉烘烤箱各電器設(shè)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(jī)轉(zhuǎn)速、加熱功率及閥門控制。升溫速率表示當(dāng)前階段的目標(biāo)升溫曲線的斜率,單位℃/h。報警鍵在開機(jī)時默認(rèn)開啟,當(dāng)實際溫度與跟蹤溫度相差2℃或?qū)嶋H濕度與跟蹤濕度相差1℃時,發(fā)出長為0.5 s的間斷報警聲。只有當(dāng)實際溫度與跟蹤溫度相差1℃以下且實際濕度與跟蹤濕度相差0.5℃以下時,報警開關(guān)自動關(guān)閉。當(dāng)烘烤完成時,將發(fā)出的長為2 s的間斷報警聲。運(yùn)行狀態(tài)時,只有按停止鍵才有效,此時可修改參數(shù)。
從SD卡讀出來溫度數(shù)據(jù)可生成溫度變化曲線,如圖7所示。圖中可以看出實際溫度與目標(biāo)溫度基本一致,說明智能控制情況良好,實際溫度中兩次溫度急劇下降是因為有斷電關(guān)機(jī)。目標(biāo)溫度的曲線斜率為零時,實際溫度與目標(biāo)溫度有差距,此時加熱器開至最大,使實際溫度盡快達(dá)到目標(biāo)溫度。
5 結(jié)束語
針對煙葉烘烤的自動化及后期的數(shù)據(jù)分析,提出了一種煙葉自動烘烤系統(tǒng)的設(shè)計方案。系統(tǒng)以微控制器LPC2148為核心,自行設(shè)計的數(shù)字式干濕球溫度計采集溫濕度信息,并根據(jù)采集到的溫濕度信息,實現(xiàn)對加熱器功率與通風(fēng)口開度的自動控制,達(dá)到控制烤箱內(nèi)溫濕度的目的;同時,系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互界面,并通過SD卡存儲數(shù)據(jù)以便后期分析。本系統(tǒng)具有功能齊全、操作簡便、安全性好、控制精度高等優(yōu)點,提高了勞動效率。
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