[发明专利]一种双螺旋菜籽榨油机榨膛温度模糊PID控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及油料生产领域，尤其涉及一种双螺旋菜籽榨油机榨膛温度模糊PID控制系统及方法。

背景技术

现有的榨油机一般都采用螺旋压榨为主，其主要原理是榨油机内腔安装螺杆，通过电机带动螺杆在榨腔内旋转，油料(如菜籽，花生)在螺旋杆与榨膛的空间内被挤压，使得油料里的油脂被压榨出来，沿着榨腔出油口流走，余下的油渣在螺杆的带动下沿着螺杆末端被送出榨腔。为了更好的达到榨油效果以及出油品质营养，在保证工作效率的前提下，使用冷榨技术能大大提高出油的营养品质。当油料进入榨腔的速度过快时，就会导致榨腔的温度升高，当温度过高时会影响出油品质。传统的榨油机的膛温控制一般是通过调节进料阀们的开度或螺旋进料装置的转速来对膛内进行升降温，目前普遍采用手动控制或者是对检测到的偏差信号采用传统的PID控制或模糊控制。采用手动控制时，会产生较大的误差，且浪费人力；采用单纯的PID控制时，难以适应复杂多变的外部环境，会产生较大波动，采用单纯的模糊控制时，又会因为没有积分环节而产生稳态误差。这些方法都存在一定的不适应性，影响榨油机膛温控制的精度及可行性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中控制误差较大的缺陷，提供一种双螺旋菜籽榨油机榨膛温度模糊PID控制系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种双螺旋菜籽榨油机榨膛温度模糊PID控制系统，包括两台双螺旋菜籽榨油机、温度传感器、模糊PID控制器、微处理器和上位机；两台双螺旋菜籽榨油机的进料口处均设置有螺旋进料装置和螺旋进料装置电磁阀，螺旋进料装置电磁阀上连接有电磁阀驱动电路；温度传感器安装在双螺旋菜籽榨油机的的榨膛内壁上；温度传感器和模糊PID控制器均与微处理器的输入端相连，上位机、模糊PID控制器和电磁阀驱动电路均与微处理器的输出端相连；其中：

温度传感器实时采集双螺旋菜籽榨油机的榨膛内温度，模糊PID控制器通过模糊PID算法对榨膛内温度进行参数调节，并通过微处理器输出控制量，电磁阀驱动电路根据控制量调整螺旋进料装置电磁阀的控制脉冲信号的占空比，实现对进料速度的控制，进而实现对榨膛内温度的控制；上位机实时显示双螺旋菜籽榨油机的工作状态和榨膛内温度。

进一步地，本发明的螺旋进料装置电磁阀为24V常闭型电磁阀，用于对螺旋进料装置转速进行开关控制，通过调节螺旋进料装置电磁阀的PWM占空比来实现对进料速度的控制，进而实现对榨膛内温度的控制。

进一步地，本发明的电磁阀驱动电路包括PMOS管和光耦芯片，光耦芯片用于对螺旋进料装置电磁阀进行电磁隔离。

进一步地，本发明的PMOS管的栅极分为两路，一路通过电阻连接光耦芯片，另一路通过电阻连接PMOS管的源极；PMOS管的漏极通过电容接地；PMOS管的源极分为两路，一路与24V电源相连，另一路与通过两个并联的电容接地；光耦芯片的控制引脚与微处理器相连，电源引脚通过电阻与5V电源相连。

进一步地，本发明的温度传感器为带有A/D转换模块的数字温度传感器。

本发明提供一种双螺旋菜籽榨油机榨膛温度模糊PID控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、通过温度传感器实时获取双螺旋菜籽榨油机的榨膛温度T1，设置榨膛的预设温度T0，并获取系统运行一段时间后根据初始值控制调节后的榨膛温度T3，送入微处理器；

S2、计算温度偏差值e＝T3-T0，温度偏差变化率ec＝de/dt，将计算结果送入模糊PID控制器；

S3、获取模糊PID控制器的原始比例参数K_p0、积分参数K_i0和微分参数K_d0，向模糊PID控制器中输入温度偏差值e和温度偏差变化率ec得到比例参数变化值△K_p、积分参数变化值△K_i和微分参数变化值△K_d，

S4、计算模糊PID控制器整定后的PID参数比例参数K_p＝K_p0+△K_p、积分参数K_i＝K_i0+△K_i和微分参数K_d＝K_d0+△K_d；

S5、将K_p、K_i、K_d作为新的PID参数，计算控制输出y；