[发明专利]一种糖化仪控制器

说明书

技术领域

本发明属于糖化度测量仪器的技术领域，特别涉及一种糖化仪控制器。

技术背景

糖化仪测量是啤酒和麦芽生产过程中的一个重要环节，通过对糖化度的测量，可以有效地了解麦芽及其辅助的糖化力、糖化时间以及浸出物，从而可以准确地确定酿造过程的控制参数。糖化仪是糖化度测量的核心设备，测量糖化度时，由糖化仪控制被测物的温度、恒温时间、升温速度以及糖化时间，这些参数直接影响糖化度测量的准确性和精度。目前，糖化仪在温度和恒速升温控制时，其指标不能达到理想的测量要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种基于高性能微控制器及新型温度方法的糖化仪控制器，具有糖化温度控制准确和精度高的特点。

为了实现上述发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种糖化仪控制器，包括有微控制器，微控制器的P1.0接口与温度传感器转换电路相连，微控制器的P1.1接口与小型键盘相连，微控制器的P1.3接口通过SSR与加热器4相连，微控制器的P3.4接口通过SSR与搅拌电机相连，微控制器的P0.0接口与显示器模块的DB0.0～DB0.7接口相连，微控制器的P2.1接口与显示器模块的RS接口相连，微控制器的P2.2接口与显示器模块的R/W接口相连，微控制器的P2.3接口与显示器模块的CS1接口相连，微控制器的P2.4接口与显示器模块的CS2接口相连，微控制器的P2.5接口与蜂鸣器相连，微控制器的P2.7接口与LED0相连，微控制器的P2.6接口与LED1相连，微控制器的P1.2接口与液位传感器相连，微控制器的P2.0接口与电磁水阀相连。

所述的小型键盘为电阻式按键，是根据按键按下后接入电阻的分压识别按键。

所述的显示器模块采用彩色液晶显示器，其型号为TFT型，温度值显示采用数值和曲线两种形式。

该控制器用于控制糖化仪水槽温度、加热器、搅拌电机及糖化过程，实现4种模式的糖化过程。在控制器硬件系统中，采用高性能的微控制器的核心，配置有小型操作键盘和彩色液晶显示模块，温度传感器检测水槽温度，由转换电路把传感器测量值转换到微控制器的A/D转换器所需的电压范围，彩色液晶显示器用于显示温度测量值、水槽实时温度值及温度曲线、工作模式选择、糖化时间及故障提示等；小型操作键盘用于选择工作模式，设定温度以及补偿参数，加热器和搅拌采用固态继电器控制，同时设置蜂鸣器和用于声报警。控制器软件可实现工作模式选择、温度传感器补偿、恒温控制、恒速升温控制、糖化时间的控制以及液晶显示参数和曲线显示。采用微循环温度控制算法和恒速升温比例积分(PID)控制算法，保证糖化温度控制的准确性和精度。

控制部分包括微控制器、电平转换电路、驱动电路以及温度传感器转换电路。

所述的微循环温度控制算法是把控制周期分成若干个小的微周期，通过调节微周期加热时间实现恒温控制。

所述的恒速升温控制算法PID是以单位时间内温升值作为给定以检测相邻2次检测值得差，作为温升的速度值。根据二者差值的变化，采用改进的恒速升温比例积分(PID)控制算法求出相应的控制量，对通过控制固态继电器通断实现水槽的恒速升温。

所述的恒速升温比例积分(PID)控制算法算法是一种改进的PID控制算法，恒速升温控制时，计算控制量只需初始采样值、以及本次和上次的温度采样值。在每个控制周期中，控制器测量水槽温度，计算新的控制量，以此确定本控制周期的加热器加热时间。在每个微周期，控制器根据加热器的加热时间要求，修正加热器的工作状态。

所述的温度传感器把温度转换为电压值。

所述的微循环温度控制算法是把控制周期分成若干个小的微周期，根据偏差的大小，采用不同的控制策略调节加热器在微周期加热状态实现恒温控制。

在总体上，本发明体现如下特点：

特点1：采用了高性能微控制器为核心，实现温度数据采集处理、温度控制、键盘管理、数据显示、报警处理和传感器参数补偿等。

特点2：用彩色液晶模块实现显示温度及其曲线。

特点3：微循环温度控制可使温度控制周期分割为若干个微周期，通过调节微周期的时间实现温度控制。

特点4：采用改进的恒速升温比例积分(PID)控制算法控制水槽恒速升温，通过控制相邻两次温度测量值的增量值的增量不变，实现期望的温升速度。

特点5：采用电阻式按键构成小型键盘，使操作键盘与控制器之间连接简单，按键个数扩充不受控制器硬件的限制。

采用本发明的糖化仪控制器具有如下效果：