[发明专利]一条双模糊控制的智能化绿茶生产线

摘要

一条双模糊控制的智能化绿茶生产线，由上料机构、传送机构、杀青机构、理条机构、烘干机构、动力传输机构、执行机构、PLC控制器、双模糊控制系统、数据采集与处理系统、Labview上位机实时监测系统等组成。双模糊控制系统调节杀青、理条、烘干电机的转速和温度，动力传输机构将变频电机的动力传动输出，整条绿茶生产线的杀青、理条、烘干机构均采用模糊控制，杀青机、理条机、烘干机各环节温度采用模糊PID控制，解决了茶叶加工温度、投叶量与杀青、理条、烘干时间实时配合的问题，输入不同等级的、不同重量的鲜叶可以输出相适应的杀青温度和时间，实现茶叶生产过程的精确控制，减少人为因素的干扰，实现绿茶的智能化生产。

主权项

1.一条双模糊控制的智能化绿茶生产线，其特征在于，包括：上料机构、传送机构、杀青机构、理条机构、烘干机构、动力传输机构、执行机构、PLC控制器、双模糊控制系统、数据采集系统、Labview上位机实时监测系统；所述传送机构用于连接所述理条机构和烘干机构；所述执行机构包括电动机和加热器，所述电动机分别安装在杀青机构、理条机构、烘干机构、上料机构、传送机构底部，所述加热器均匀布置在所述杀青机构筒壁及理条机构、烘干机构底部；所述数据采集系统包括检测装置、信号调理装置、数据采集卡和Labview上位机程序，所述检测装置由温度传感器、重量传感器组成，温度传感器采用多点布置，重量传感器固定在杀青机构底部，数据采集卡连接信号调理装置和Labview上位机；所述PLC控制器及变频器固定在独立的电气柜中，用于调节所述杀青机构、理条机构、烘干机构底部各所述电动机的转速和所述杀青机构、理条机构、烘干机构的温度；动力传输机构将电动机的动力进行传动输出；所述上料机构、杀青机构、理条机构、烘干机构、检测装置、变频器、加热器、数据采集卡、Labview上位机均与所述PLC控制器连接；所述双模糊控制系统对杀青机构、理条机构、烘干三个机构分别进行双模糊控制，即杀青环节模糊控制与温度模糊PID控制、理条环节模糊控制与温度模糊PID控制及烘干环节模糊控制与温度模糊PID控制，模糊控制的实现过程包括模糊化、模糊推理、决策和去模糊化三大部分，决策系统控制的输入量采集由NI数据采集卡与Labview上位机程序组成的数据采集系统实现，决策系统控制的输出量执行由西门子PLC控制器组成的控制系统实现；模糊决策实现的具体步骤如下:(1)以一定周期内检测的杀青滚筒内鲜叶重量和鲜叶等级作为决策系统控制的输入，鲜叶等级采用0‑100评分制手动输入系统；(2)将上述步骤中的鲜叶重量和鲜叶等级按照三角隶属函数进行模糊化得到模糊向量；(3)将上述步骤中的模糊向量按照模糊规则表进行推理，得到杀青温度、杀青时间的模糊控制输出向量；(4)对上述步骤中的两个输出模糊控制向量用最大平均值法进行解模糊；将杀青时间通过函数关系转换成电动机的频率通过串口发送给PLC控制器控制电动机转速，输出的杀青温度作为温度模糊PID控制的温度设定值，与温度传感器检测到的温度实际值进行比较，得到温度偏差值E和温度偏差变化率EC作为温度模糊PID控制系统的输入，按上述(2)、(3)步骤得到比例(P)、微分(I)、积分(D)的模糊控制输出向量，并用最大平均法进行解模糊得到精确值作为PID控制器的输入，从而调节PID控制器输出的脉冲。