本發(fā)明設(shè)計(jì)大豆蛋白擠出機(jī)控制方法，特別是涉及一種高精度、低能耗的大豆蛋白加工溫度控制方法。

背景技術(shù)：

擠出機(jī)是生產(chǎn)大豆組織蛋白的主要機(jī)械設(shè)備,經(jīng)調(diào)濕后的低溫大豆粉進(jìn)人膨化機(jī)加熱、螺旋擠壓、膨化成型,使蛋白分子之間排列整齊有同方向組織結(jié)構(gòu),有與肉類相似的咀嚼感覺(jué)。蛋白成品質(zhì)量好壞,尤其是表面顏色均勻一致;無(wú)硬芯;富有彈性;吸水性好;多孔海綿狀等直接與擠出機(jī)的工藝操作條件有直接關(guān)系。影響擠出機(jī)的操作因素:有螺桿與機(jī)筒間隙;螺桿與機(jī)頭模配合情況;喂料量及均勻度;進(jìn)料水份;膨化溫度;螺桿轉(zhuǎn)速等。這些因素的變化都對(duì)成品質(zhì)量有影響，其中膨化溫度的因素影響較大。

4個(gè)溫區(qū)在1米半長(zhǎng)的螺桿上依次排布，進(jìn)料通過(guò)螺桿的擠壓依次經(jīng)過(guò)4個(gè)溫區(qū)，每個(gè)溫區(qū)具有獨(dú)立的加熱裝置，而工藝對(duì)4個(gè)溫區(qū)的要求各不一樣，4個(gè)溫區(qū)溫度相互影響。常規(guī)的控制方法是忽略四個(gè)溫度、給料速度之間的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)四個(gè)溫區(qū)進(jìn)行單獨(dú)控制。這種控制方法的缺點(diǎn)是溫度調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，溫度偏差大，能耗高，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種高精度、低能耗的大豆蛋白加工溫度控制方法。

一種基于大豆蛋白擠出機(jī)的溫度控制方法，包括以下步驟：自學(xué)習(xí)設(shè)備空載運(yùn)行當(dāng)中四個(gè)溫度加熱區(qū)域之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；自學(xué)習(xí)負(fù)載運(yùn)行當(dāng)中四個(gè)加熱溫區(qū)與給料速度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在設(shè)備預(yù)熱初始階段，根據(jù)預(yù)熱溫度設(shè)定值及四溫度區(qū)域之間的相互關(guān)系計(jì)算出初始加權(quán)值；預(yù)熱結(jié)束后生產(chǎn)階段，根據(jù)供料速度，溫度設(shè)定值及四溫度區(qū)域之間的關(guān)系動(dòng)態(tài)的調(diào)整溫度控制的加權(quán)值。

在其中一例實(shí)施中，所述大豆蛋白擠出溫度控制方法，其特征在于，自學(xué)習(xí)設(shè)備空載運(yùn)行當(dāng)中四個(gè)溫度加熱區(qū)域之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的步驟包括：分別設(shè)定四個(gè)溫區(qū)的溫度值t1、t2、t3、t4，且t1、t2、t3、t4低于10攝氏度，溫度穩(wěn)定后采集四個(gè)溫區(qū)的設(shè)定值及溫度值，對(duì)四個(gè)溫區(qū)的溫度值分別取平均值后存儲(chǔ)；

在所述溫度t1的基礎(chǔ)上依次增加2攝氏度的設(shè)定溫度值至預(yù)熱溫度，并按照上訴步驟依次獲得并記錄每次增加溫度設(shè)定值后四溫區(qū)溫度值；

在其中一例實(shí)施中，大豆蛋白擠出溫度控制方法，其特征在于，自學(xué)習(xí)負(fù)載運(yùn)行當(dāng)中四個(gè)加熱溫區(qū)與給料速度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的步驟包括：設(shè)定四個(gè)溫區(qū)的溫度值tt1、tt2、tt3、tt4，給料頻率f1，f1小于5hz，待溫度和頻率穩(wěn)定后，采集溫度值及給料頻率f1，求平均值后存儲(chǔ)。

在f1的基礎(chǔ)上依次增加1hz的給料頻率至最大給料頻率，并按照上述方法依次記錄給料頻率值和溫度值，并存儲(chǔ)；

在其中一例實(shí)施中，所述在設(shè)備預(yù)熱初始階段，根據(jù)預(yù)熱溫度設(shè)定值及四溫度區(qū)域之間的相互關(guān)系計(jì)算出初始加權(quán)值的步驟包括：

從存儲(chǔ)器中提取所采集的溫度設(shè)定值及四溫區(qū)溫度值；

對(duì)每一溫度設(shè)定值和其他四溫區(qū)的關(guān)系進(jìn)行二乘法數(shù)據(jù)擬合；

將擬合后的對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；

根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)施實(shí)時(shí)調(diào)整各溫區(qū)值。

在其中一例實(shí)施中，預(yù)熱結(jié)束后生產(chǎn)階段，根據(jù)給料速度，溫度設(shè)定值及四溫度區(qū)域之間的關(guān)系動(dòng)態(tài)的調(diào)整溫度控制的加權(quán)值的步驟包括：

從存儲(chǔ)器中提取所采集的溫度設(shè)定值及四溫區(qū)溫度值；

對(duì)每給料速度設(shè)定值和其他四溫區(qū)的關(guān)系進(jìn)行二乘法數(shù)據(jù)擬合；

將擬合后的對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；

根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)施實(shí)時(shí)調(diào)整各溫區(qū)值。

在其中一例實(shí)施中，在調(diào)節(jié)溫度的同時(shí)，發(fā)出固態(tài)繼電器損壞的報(bào)警信號(hào)。

在其中一例實(shí)施中，在溫度調(diào)節(jié)過(guò)程中，檢測(cè)溫度值的變化狀態(tài)，若在升溫或降溫過(guò)程中溫度一直沒(méi)有變化，則發(fā)出固態(tài)繼電器損壞的報(bào)警信號(hào)。

上述大豆蛋白擠出溫度控制方法通過(guò)預(yù)先學(xué)習(xí)溫度設(shè)定值與溫度之間的的對(duì)應(yīng)關(guān)系，及溫度與給料速度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來(lái)確定調(diào)節(jié)過(guò)程當(dāng)中的函數(shù)關(guān)系。因此，在空載預(yù)熱階段和給料生產(chǎn)階段，能夠快速、高精度的根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

附圖說(shuō)明

圖1大豆蛋白擠出機(jī)控制系統(tǒng)圖；

圖2預(yù)熱階段溫度調(diào)節(jié)流程圖；

圖3給料生產(chǎn)階段溫度調(diào)節(jié)流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為大豆蛋白擠出機(jī)控制系統(tǒng)圖。

一種大豆蛋白擠出機(jī)控制方法，包括以下步驟：

步驟s110，自學(xué)習(xí)設(shè)備空載運(yùn)行當(dāng)中四個(gè)溫度加熱區(qū)域之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

步驟1，自學(xué)習(xí)設(shè)備空載運(yùn)行當(dāng)中四個(gè)溫度加熱區(qū)域之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的步驟包括：

(1)分別設(shè)定四個(gè)溫區(qū)的溫度值t1、t2、t3、t4，且t1、t2、t3、t4低于10攝氏度，溫度穩(wěn)定后采集四個(gè)溫區(qū)的設(shè)定值及溫度值，對(duì)四個(gè)溫區(qū)的溫度值分別取平均值后存儲(chǔ)；

(2)在所述溫度t1、t2、t3、t4的基礎(chǔ)上依次增加2攝氏度的設(shè)定溫度值至預(yù)熱溫度，并按照上訴步驟依次獲得并記錄每次增加溫度設(shè)定值后四溫區(qū)溫度值；

在系統(tǒng)第一次上電后進(jìn)行空載下溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系的學(xué)習(xí)主要是為了解決設(shè)備在正式生產(chǎn)時(shí)預(yù)熱階段的溫度控制。

具體的，初始設(shè)定值為t1、t2、t3、t4，待加熱溫度穩(wěn)定后設(shè)置為t1+2、t2+2、t3+2、t4+2，記錄調(diào)節(jié)過(guò)程當(dāng)中的溫度變化值，每2秒采集依次溫度，待溫度穩(wěn)定在t1+2、t2+2、t3+2、t4+2后，將溫度設(shè)定值提高到t1+2+2、t2+2+2、t3+2+2、t4+2+2，記錄溫度變化過(guò)程當(dāng)中的實(shí)時(shí)值，待溫度穩(wěn)定后繼而再將溫度值提高2，如此重復(fù)。

步驟2,預(yù)熱階段溫度調(diào)節(jié)，如圖2所示，其具體實(shí)施包含如下步驟：

（1）設(shè)定預(yù)熱溫度值t1、t2、t3、t4；

（2）采集實(shí)時(shí)溫度設(shè)定值并與設(shè)定值作比較，判斷實(shí)時(shí)溫度值是否等于溫度設(shè)定值

（3）如果不等于，根據(jù)預(yù)先學(xué)習(xí)的溫度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)整

（4）如果等于，則重復(fù)步驟（2）

具體的，設(shè)定溫度預(yù)熱值t1、t2、t3、t4，采集實(shí)時(shí)溫度值tt1、tt2、tt3、tt4，對(duì)比溫度設(shè)定值和實(shí)時(shí)值，如果溫度值不相等則根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)入調(diào)節(jié)階段，假如對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系為f(t1，t2，t3，t4)=f(tt1，tt2，tt3，tt4)，則根據(jù)此對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行預(yù)熱溫度的調(diào)節(jié)。

步驟3,生產(chǎn)階段溫度調(diào)節(jié)，如圖3所示，其具體實(shí)施包含如下步驟：

（1）設(shè)定生產(chǎn)溫度值t1、t2、t3、t4；

（2）采集實(shí)時(shí)溫度設(shè)定值并與生產(chǎn)設(shè)定值作比較，判斷實(shí)時(shí)溫度值是否等于溫度設(shè)定值

（3）如果不等于，根據(jù)預(yù)先學(xué)習(xí)的溫度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)整

（4）如果等于，則重復(fù)步驟（2）

具體的，設(shè)定生產(chǎn)溫度值t1、t2、t3、t4，采集實(shí)時(shí)溫度值tt1、tt2、tt3、tt4，對(duì)比溫度設(shè)定值和實(shí)時(shí)值，如果溫度值不相等則根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)入調(diào)節(jié)階段，假如對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系為f(t1，t2，t3，t4)=f(tt1，tt2，tt3，tt4)，則根據(jù)此對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行生產(chǎn)溫度的調(diào)節(jié)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種基于大豆蛋白擠出機(jī)的溫度控制方法，包括以下步驟：自學(xué)習(xí)設(shè)備空載運(yùn)行當(dāng)中四個(gè)溫度加熱區(qū)域之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；自學(xué)習(xí)負(fù)載運(yùn)行當(dāng)中四個(gè)加熱溫區(qū)與給料速度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在設(shè)備預(yù)熱初始階段，根據(jù)預(yù)熱溫度設(shè)定值及四溫度區(qū)域之間的相互關(guān)系計(jì)算出初始加權(quán)值；預(yù)熱結(jié)束后生產(chǎn)階段，根據(jù)供料速度，溫度設(shè)定值及四溫度區(qū)域之間的關(guān)系動(dòng)態(tài)的調(diào)整溫度控制的加權(quán)值。上述方法能夠通過(guò)自學(xué)習(xí)的方法實(shí)現(xiàn)四溫區(qū)溫度的精準(zhǔn)控制，避免預(yù)熱控制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，生產(chǎn)中溫度控制偏差大的問(wèn)題，因而能夠克服因溫度控制偏差大而影響產(chǎn)品品質(zhì)及節(jié)省溫度調(diào)節(jié)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

技術(shù)研發(fā)人員：杜厚朋;張忠華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：棗莊弘毅自動(dòng)化信息技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.09
技術(shù)公布日：2017.09.19