燃气茶叶杀青机温度控制系统研究
[摘 要] 温度控制系统采用模块化设计，包含温度测量传感器和信号处理模块，实时监控茶叶杀青温度，温度传感器输出信号通过后续的信号处理与放大电路转化为模拟信号传递至控制系统。控制系统接收采集的温度数据，实时数字显示杀青温度，并根据使用者输入茶叶杀青温度，控制后续的执行，使得茶叶杀青温度保持在用户设定值。执行机构根据控制系统决策信号，驱动电磁阀门控制燃气流量大小，将杀青温度控制在250℃～280℃，可有效节约燃气及劳动力成本。此外，系统可根据用户设定的定时值，控制茶叶杀青加热时间，具备自动保护功能，人机界面友好。
[关键词] 杀青机；温度；控制；电磁阀
中图分类号：S226. 9 S126 文献标识码：A 文章编号：2095-5200（2014）05-015-03
[Abstract] In accordance with the demand of tea，the modular design was adopted in system，comprising a temperature measuring sensor and signal processing module to monitor Real-time temperature of tea water-removing. The output signal of temperature sensor was converted into analog signal through subsequent signal processing and amplification circuit，and transmitted to control system. The temperature data was received by control system，then real-time digital display of water-removing temperature could be achieved，and the temperature was maintained in the client settings according to customer keyboard input. In addition，the customers also could set the value of heating time. The system had automatic protection function，and with a friendly interface. The gas flow size could be controlled by a solenoid valves，according to decision Signal of control system，So that the water-removing temperature was controlled at 250 ℃ ～ 280 ℃，the gas and labor costs also could be conserved effectively.
[Key words] water-removing machine；temperature；control；solenoid valves
1 引言
茶叶杀青机的工作原理是通过加热装置对滚筒进行加热，当滚筒外壁温度达到杀青要求时，鲜叶从进料口被送入转动的滚筒体内，在不完全的封闭状态下直接经加热装置加热，使鲜叶温度迅速升高，并在螺旋导叶板的作用下，鲜叶一边翻动、一边向出料口方向移动，在此过程中，鲜叶内的水分不断被蒸发掉，酶的活性迅速被抑止，使青叶能够保持色泽翠绿，以达到杀青目的，最后从出料口排出，完成杀青作业。
采用滚筒式杀青机对茶叶进行杀青具有生产效率高、作业连续、操作方便、制茶品质好与台时产量高等特点，正确操作滚筒式杀青机可使成品茶色泽翠绿、香气四溢，滋味浓爽，不易产生焦叶现象。现有绿茶杀青的滚筒式连续杀青机自动化程度不高，对人的依赖较强，需要人工准确地把握好杀青的温度和时间，控制鲜叶的投叶量等具体工序。操作人员经验以及操作熟练程度等对茶叶杀青效果有较大影响，如操作不当，极易产生焦叶现象，严重影响茶叶品质。本研究设计及时准确反馈杀青机滚筒外壁温度等相关参数，然后有效控制杀青温度，提高茶叶杀青效果，提高茗优绿茶品质。
2 系统结构设计
茶叶杀青机的温度控制系统，主要包括单片机控制电路、12864液晶屏显示电路、湿度和温度信号采集处理电路、A/D、D/A转换电路、按键阵列电路和电磁阀驱动电路等。
首先通过三个温度传感器和一路湿度传感器对茶叶杀青机圆筒内的信号进行采集，通过与设定的温度和湿度值进行比较变化的大小，对加热时间和电磁阀开启的大小进行控制，以节约燃气。
三路温度信号的平均值和一路湿度信号通过采样处理电路后，经由A/D转化，将转化的数值显示在液晶显示屏上；按键阵列电路通过查看和设定温度、湿度以及加热时间的初值；电磁阀驱动电路是根据相关信号的数据对比，利用D/A转换的信号实现对电磁阀开关的大小进行控制，可分为多个不同的开关大小。
3 系统电路设计
3.1 传感器选择
在这个温控系统中，要求测温的精度高，同时能够最大的测温范围最大到300℃，综合考虑这些因素，选择RTD作为温度传感器。热电阻在环境温度为15～35℃，相对湿度不大于80%，试验电压为10～100V（直流）电极与外套管之间的绝缘电阻>100MΩ绝缘电阻：常温≥2000MΩ，高温（500℃）≥300MΩ。
温度传感器选择高精度PT100Φ4型，测量精度高±（0.15+0.002∣t︱） ℃，响应时间和绝缘电阻均能满足茶叶杀青系统温度测量的需要。