密集烤房循环风机智能控制器的研发与应用

王艺焜，祖庆学，秦 敏，冯裕洋，蔡 武

（贵州省烟草公司贵阳市公司，贵州贵阳 550000）

0 引言

我国现阶段采用的烟叶烤房一般为开式循环密集烤房，当装烟室内湿球温度高于设定值时，冷风门打开，在循环风机的作用下吸入外界的干冷空气，在压力作用下，装烟室内的湿热空气由排湿口直接向外界环境排出，以降低烤房内的相对湿度，此种排湿方式烟叶干燥速度快，收缩幅度小，烤后烟叶欠柔软。中温保湿变黄密集烘烤技术在贵州黔南已经开展了五年的研究与应用，该技术的核心是通过在变黄期控制循环风机定时启停进行间歇排湿，使烟叶有充足的水分进行物质转化，减少易挥发致香物质和能量的排出，有效降低中、上部烟叶挂灰、僵硬、青杂比例，同时能提高烤后烟叶入库数量和提升烤后烟叶的质量。

目前，控制循环风机定时启停只有两种方法，一种是依靠人工手动操作，费时费力、操作困难，另一种是使用定时器进行控制，目前市面上的定时器要么容易烧坏，要么设置困难，两种方法都存在较大的短板而导致该技术无法在开阳烟区进行大面积推广。基于此，笔者通过研发密集烤房循环风机智能控制器来控制循环风机，提高循环风机定时启停准确率，助推中温保湿变黄密集烘烤技术在贵阳烟区推广，解决当前烟叶僵硬、挂灰、香气差等问题，满足工业公司对“黄、亮、软”烟叶原料的需求，促烟农增收，助企业增效。

1 系统组成

1.1 系统结构

基于物联网技术，设计密集烤房循环风机智能控制器由主体结构、电子系统、远程控制系统三个部分组成，具有定时启停、过载保护、过欠压保护、漏电保护和远程控制的功能，详见图1。

图1 密集烤房循环风机智能控制器系统设计图

1.2 系统参数

控制器外壳40mm×45mm×95mm（±0.05）mm，显示器为LED数码显示器，芯片为STC8（图2）。

图2 控制器主视/侧视/俯视/背面图示

1.3 工作流程

将密集烤房循环风机智能控制器连接到循环风机和自控仪上，登录手机APP，打开蓝牙，连接上控制器，在自控仪上按照《中上部烟叶中温保湿变黄密集烘烤技术规范》中的曲线进行设置，当烟叶烘烤进入主变黄温度38℃时，在手机APP定时设置页面，设置循环风机每小时启动50 min、关闭10 min，稳温35～50 h保湿烘烤至叶片黄片青筋后，在APP上取消定时设置，启动风机直至烘烤结束（图3～6）。

图3 远程控制 App功能框架图

图4 手机APP定时启停设置图示

图5 手机APP设置过流、过压、欠压、漏电图示

图6 控制器实物图

2 应用效果

2.1 试验设计

试验于2021～2023年在贵州省贵阳市开阳县花梨乡、冯三镇、龙岗镇、宅吉乡、楠木渡镇进行，供试烤房为气流上升式烤房，定时启停操作为主变黄阶段每小时开启循环风机10 min，剩余50 min关闭，重复此操作直至烟叶变至8～九成黄。试验设两个处理，分别为人工手动控制循环风机定时启停（T1）、密集烤房循环风机智能控制器控制循环风机定时启停（T2），每处理10间烤房，5个试验点共100间烤房。

2.2 测定调查与方法

2.2.1 定时准确率调查。循环风机定时启停阶段，于每日3点、6点、9点、12点、15点、18点、21点、24点对烤房循环风机定时情况进行查看，并记录。

2.2.2 定时启停耗时调查。循环风机定时启停阶段，于每日3点、6点、9点、12点、15点、18点、21点、24点对烤房循环风机定时耗时情况进行调查，并记录。

2.2.3 烤后烟叶损失率调查。每间烤房随机抽取上、中、下层各20竿调查统计，按照GB2635-1992国家分级标准分级称重，计算不能入仓烟叶重量。

2.3 结果分析

从表1可知，在主变黄阶段，5个乡镇T1循环风机定时准确率平均仅为62.5%，低于T2的100%；T1循环风机定时启停单次操作耗时平均为148.8s，T2为1.76s；T1平均烘烤损失率为14.18%，比T2高出9.14个百分点。

表1 不同控制方式对循环风机定时启停的影响

3 结论

试验结果表明：在主变黄阶段，使用密集烤房循环风机智能控制器控制循环风机定时启停的定时启停准确率远高于人工手动控制，定时启停操作耗时也远低于人工手动控制，尤其是烘烤损失率远低于人工手动控制。

中温保湿变黄密集烘烤技术的核心是在烟叶烘烤主变黄阶段，控制循环风机每小时启动10 min、关闭50 min，由于人工手动操作困难，且由于多种环境因素的影响，普通定时器容易烧坏，导致该技术无法大面积推广。而密集烤房循环风机智能控制器具有定时启停、过载保护、过欠压保护、漏电保护和远程控制的功能，使定时启停准确率达到100%，单次平均定时启停操作耗时仅为1.76 s，烟叶烘烤损失率低，烟叶品质好，为大面积推广中温保湿变黄密集烘烤技术打下坚实基础。