半干面缓苏环境智能调控系统设计与实现

引言：半干面在生产过程中，缓苏环节对产品品质影响显著。适宜的缓苏环境能改善面条组织结构，提升口感。传统调控方式难以精确控制环境参数，导致产品质量不稳定。因此，设计一套智能调控系统，实现缓苏环境参数的精准、稳定控制，对提高半干面生产质量和效率意义重大。

1 系统总体架构设计

1.1 架构组成

半干面缓苏环境智能调控系统主要由数据采集层、传输层、控制层和执行层构成。数据采集层负责收集缓苏环境中的温度、湿度、风速等参数，借助各类传感器实现数据实时获取。传输层将采集的数据传输至控制层，可采用有线或无线传输方式，确保数据准确、高效传输。控制层是系统核心，接收传输层数据，依据预设算法进行分析处理，生成调控指令。执行层根据控制层指令，控制加热、制冷、加湿、除湿等设备，调节缓苏环境参数[1]。

1.2 设计思路

系统设计遵循可靠性、实用性和可扩展性原则。选用质量可靠、精度高的传感器和执行器，确保数据采集和控制的准确性。采用模块化设计，便于系统维护和功能扩展。同时，考虑系统的易用性，设计友好的人机交互界面，方便操作人员进行参数设置和监控。

2 传感器与执行器选型

2.1 传感器选型

半干面缓苏环境需精准监测关键参数，温度传感器选用高精度铂电阻类型，其依托铂金属电阻随温度变化的特性实现测量，采用特殊工艺处理的防护结构，配合四线测量法减少误差，在宽温区保持稳定响应，适配高湿环境长期运行需求。湿度传感器采用电容式类型，利用电容值随湿度变化的原理工作，具备良好线性输出特性，抗粉尘和结露干扰能力突出，可稳定捕捉环境湿度细微变化。风速传感器选用热式类型，能敏锐感知缓苏室内气流速度差异，为通风系统精准调控提供可靠数据支撑，保障环境参数均匀性。

2.2 执行器选型

执行器需高效响应环境调控需求，加热设备选用电加热管，通过电能直接转化为热能实现升温，结构简单且控制便捷，可灵活适配不同加热需求。制冷设备采用压缩机制冷机组，依托压缩机循环制冷原理快速降低环境温度，能及时应对温度超标问题。加湿设备选用超声波加湿器，利用压电陶瓷高频振荡产生水雾，实现均匀加湿且效率稳定。除湿设备采用转轮除湿机，通过吸附材料持续吸附空气中水分，除湿能力稳定持久，有效维持缓苏环境湿度平衡。

3 智能调控算法构建与系统实现

3.1 智能调控算法构建

采用模糊控制算法对缓苏环境参数进行调控，该算法的核心优势在于不依赖精确数学模型，能结合操作人员的实际经验与现场工况开展模糊推理和决策。具体实施中，首先针对温度、湿度、风速这三大关键参数，明确各自的模糊子集与隶属函数，将传感器采集到的精确数据转换为可用于推理的模糊量，为后续决策奠定基础；然后结合不同环境状态（如参数偏高、偏低或适宜）与预设目标参数，制定对应的模糊控制规则，确定具体控制策略；最后通过模糊推理运算对模糊量进行处理，再经解模糊化步骤，将模糊控制输出转化为执行器可识别的精确控制信号，驱动设备完成参数调节，确保调控贴合实际需求。

3.2 系统软件设计

系统软件采用分层架构设计，通过模块化划分实现各功能独立运行且协同联动，有效保障整体稳定性 [2]。其中，数据采集层作为信息获取入口，负责与各类传感器建立稳定通信，按预设频率实时采集缓苏环境中的温度、湿度、风速等原始参数，确保数据获取的及时性；数据处理层针对采集到的原始数据，开展滤波去干扰、校准修偏差等处理，最大程度提升数据准确性，为后续决策提供可靠依据；控制决策层加载预设的智能调控算法，对预处理后的有效数据进行分析，并结合目标参数生成精准控制指令；人机交互层则提供友好的操作界面，支持操作人员完成参数设置、实时数据查看及历史记录回溯，实现对系统的全程管控 [3]。

3.3 系统硬件集成

硬件集成以传感器、执行器、控制器为核心，按兼容性与可靠性原则搭建完整系统。传感器需根据缓苏环境的监测需求，安装在能全面捕捉参数的关键位置，避免因安装不当导致数据偏差，确保准确采集温度、湿度、风速等信息；执行器通过适配的连接方式与控制器对接，确保能快速接收控制指令，并精准执行加热、制冷、加湿、除湿等动作；控制器选用高性能单片机或工控机，其具备的强大数据处理能力与实时控制能力，可满足多参数并行处理需求；同时配备可靠的电源供应系统，通过稳压设计避免电压波动对设备造成影响，从硬件层面保障整个系统稳定运行。

3.4 系统测试与优化

在系统整体搭建完成后，需开展全面实际测试。测试过程中，会覆盖正常生产、外界环境波动等不同工况，持续采集各环境参数数据，通过分析数据评估系统的调控响应速度与控制精度，判断调控效果是否达标。根据测试结果，重点对智能调控算法进行针对性优化，调整相关控制参数，解决调控中可能出现的偏差问题，进一步提高系统的调控精度与运行稳定性；同时，还需检查系统的可靠性与安全性，通过模拟长期连续运行场景，验证硬件设备兼容性、耐久性及安全保护功能，确保系统在长期使用过程中无故障发生，满足生产需求。

3.5 实际应用效果

经过实际应用验证，该智能调控系统能有效改善半干面缓苏环境，其中温度控制精度可达 ±0.5^∘C ，湿度控制精度可达 ± 3%RH，风速控制精度可达±0.1m/s ，成功解决传统人工调控方式下参数波动大的问题。在系统稳定调控下，半干面的缓苏过程更充分，面条内部水分分布更均匀，组织结构得到优化，口感更加劲道，产品质量得到有效保障；同时，系统实现自动化运行，大幅减少人工干预频次，降低了人为操作误差，不仅提升了生产效率，还因设备运行更精准，减少了不必要的能源消耗，间接降低了单位产品的生产成本。

结束语

半干面缓苏环境智能调控系统的设计与实现，为半干面生产提供了一种有效的环境调控解决方案。通过合理的系统架构设计、传感器与执行器选型、智能调控算法构建以及系统的软硬件集成和优化，该系统能精准、稳定地调控缓苏环境参数，提高半干面的产品质量和生产效率。在实际应用中，系统表现出良好的性能和可靠性。未来，可进一步研究和改进智能调控算法，结合大数据和人工智能技术，实现系统的智能化升级，为半干面生产行业的发展提供更有力的技术支持。

参考文献：

[1] 陈 良 兴 . 智 能 化 技 术 在 石 油 库 中 的 应 用 [J]. 石 油 库 与 加 油站 ,2019,28(02):29-31+6.

[2] 许伟靖 , 胡禾永 , 王迪 . 电气控制系统在造纸机分部传动中的应用研究 [J]. 造纸装备及材料 ,2024,53(02):15-17.

[3] 韩利新 . 智能优化技术在计算机控制系统中的应用 [J]. 集成电路应用 ,2023,40(09):262-263.

姓名 : 李玉申 , 身份证号：13050319680810093X, 出生年月：1968 年 8 月, 性别 : 男 , 民族 : 汉 , 籍贯 : 正定县 , 学历 : 本科 , 职称 :（现目前的职称）中级工程师, 研究方向: 机电