專利名稱：在自動/半自動烹調設備中進行的烹調加熱控制方法
技術領域：
本發明涉及一種烹調技術領域，更具體地講，本發明涉及一種在自動/半自動烹調設備上實現的對烹調加熱強度和加熱過程進行自動控制的加熱控制方法。
背景技術：
自動/半自動烹調設備在實現中式烹調工藝時，如何控制好加熱功率和加熱過程非常重要，因為中式烹調極為講究火候，火候控制的好壞決定了出品菜肴的質量甚至成敗。 現有的自動/半自動烹調設備對烹調火候的控制方法還比較簡單，通常就是設置幾檔火力，在烹調過程中的某些時候在這幾檔火力中間做出一兩次變換。堪稱精妙的中式烹調火候控制遠非如此簡單。現有自動/半自動烹調設備的火候控制方法已不能滿足中式烹調對更復雜多變、更精確、更多級甚至無級調節，尤其是需要在短時間內進行多級和連續調節火候控制的需求。如何使自動/半自動烹調設備滿足中式烹調工藝復雜多變的火候控制需求，是急需解決的問題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種加熱控制方法，該加熱控制方法應用在自動/半自動烹調設備上，可以按照預先制定的加熱控制曲線控制烹調的加熱強度和過程。為了實現上述的發明目的，本發明提供了一種在自動/半自動烹調設備中進行的加熱控制方法，該烹調設備包括烹調鍋具、帶有存儲裝置的控制系統和帶有功率調節/控制裝置的加熱系統，該方法為根據物料、菜肴和烹調工藝的加熱需要制定針對該物料、菜肴或烹調工藝烹調加熱全過程或其中一段的功率控制參數變化曲線，并存入所述控制系統的存儲裝置內；啟動所述烹調設備的加熱系統；所述烹調設備的控制系統運行所烹調菜肴的烹調程序；根據所述烹調程序，向所述烹調設備的烹調鍋具內投放烹調物料；所述烹調設備的控制系統從存儲裝置中讀取所烹調物料、菜肴或所進行之烹調工藝的功率控制參數變化曲線；所述烹調設備的控制系統根據功率控制參數變化曲線，通過所述加熱系統的功率調節/控制裝置對加熱過程中的加熱功率變化實施控制。本烹調加熱控制方法可以在整個烹調過程中應用，即所述的功率控制參數變化曲線是一條全過程曲線，從加熱開始到加熱結束。本方法也可以用于烹調加熱過程中的一段， 即所述的功率控制參數變化曲線不是全過程曲線，而是只涉及完整烹調加熱過程中某一段的控制曲線，這一段烹調加熱過程的之前和之后還可以有其它烹調操作，例如投放物料、加熱、調整加熱方法和功率等。對于完整烹調加熱過程的其它段，可以有涉及該段的其它功率控制參數變化曲線被運用。上述的烹調加熱控制方法中的一些步驟不一定按照順序實施，本方法的有些步驟還可以進行不止一次。上述的烹調加熱控制方法，所述的烹調物料可以是烹調傳熱介質例如油/水/湯等，也可以是其它烹調物料，如動物性、植物性原料，以及調味料、醬料等。所述的烹調設備中還包括測量被加熱物相關參數的傳感器，該傳感器測量被加熱物相關參數并將測量所得的參數反饋給所述的控制系統。所述的被加熱物主要是指烹調物料和/或鍋具，所述的被加熱物相關參數是指能夠表征被加熱物在烹調過程中的狀態、狀態變化以及烹調物料成熟度等的參數，最常用的是烹調物料和/或鍋具的溫度，或者溫度變化參數，如溫升速率等。本烹調加熱控制方法中，優選地，所測量的鍋具溫度是鍋具內壁的溫度。上述的烹調加熱控制方法，所述的烹調設備中還包括測量加熱功率相關參數的傳感器，該傳感器測量所述加熱系統的加熱功率相關參數并反饋給所述的控制系統。所述的加熱功率相關參數是能夠表征或推算出加熱功率或加熱強度的物理參數，例如在燃氣熱值已知且穩定情況下，測量燃氣流量和/或壓力，以及對于以電為能源的烹調器具，通過測量電路中的電壓、電流值達到測量加熱功率的目的。所述的功率控制參數變化曲線根據物料、菜肴和烹調工藝的加熱需要制定，通常根據實驗結果確定，該曲線可以是功率曲線、功率相關參數曲線、或者是被加熱物相關參數曲線等。所述的功率控制參數變化曲線可以是上述曲線中的一種，也可以包含兩種曲線或兩種以上。上述的控制系統還包括控制信號發生電路，該電路根據上述加熱系統的功率調節 /控制裝置的不同而產生所需的不同類型控制信號，當所述功率控制參數變化曲線中的控制參數類型與所述加熱系統的功率調節/控制裝置所需的控制信號類型不同時，根據前者產生與后者相同的類型的控制信號。本烹調加熱控制方法中，上述的控制系統還包括閉環控制電路，該閉環控制電路根據所述的功率控制參數變化曲線和所測量的被加熱物/加熱功率相關參數對所述加熱功率進行閉環控制。所述的閉環控制電路將傳感器測量并反饋的被加熱物相關參數值和/或加熱功率相關參數值與所述功率控制參數變化曲線中設定的參數目標值進行比對，根據比對結果產生對所述加熱系統的功率調節/控制裝置的控制信號，對所述加熱功率進行閉環控制。所述的控制系統還包括測量信號轉換電路，當通過測量得到的參數與所述功率控制參數變化曲線中的參數不是同一種物理量時，該信號轉換電路將該兩種參數轉換為同樣的物理量，以利于比對。所述的功率控制參數變化曲線可以獨立地存儲在存儲裝置中，也可以作為所述的烹調程序的一部分，與烹調程序一起存儲在存儲裝置中。控制系統讀取功率控制參數變化曲線的操作可以是獨立的操作，也可以是所述烹調程序運行操作的一部分。所述的功率控制參數變化曲線可以是直線，也可以是規則或不規則的、連續或不連續的曲線或折線。優選地，該曲線是直線或者包括有直線，對于不同的菜肴、物料或烹調需要，該直線可以具有不同的斜率。所述功率控制參數變化曲線的一種特例是包括有垂直線，即所述的功率變化過程中包括由一種功率直接調整到另一功率的過程。所述功率控制參數變化曲線的一種特例是包括有水平線，即所述的功率變化過程中包括穩定地以某一種功率加熱一段時間的過程。
本烹調加熱控制方法的一種實施特例所述的功率變化過程中包括將加熱功率降到零，即停止對烹調物料加熱的過程。本烹調加熱控制方法實施的一種例子是交替降低功率和提升功率。本發明中，烹調物料的投入根據控制系統在運行所述烹調程序過程中發出的指令，在適當的時機進行。這種投料通常為自動或半自動的投料，但也可以是根據控制系統發出的指令所進行的手動投料。優選地，烹調設備中的烹調物料投放裝置在控制系統的控制下以自動的方式進行投料。所述的烹調設備的控制系統和加熱系統的功率調節/控制裝置可以是分立而互有連接的，也可以是互相整合的。本發明的烹調加熱控制方法，改變了現有自動/半自動烹調設備以幾個簡單和零散的數據控制烹調火候的方法，獨辟蹊徑，將根據物料、菜肴和烹調工藝的加熱需要而進行的反復烹調實驗中得出的精確和系統的加熱數據編制成功率控制參數變化曲線，并預存于控制系統中，使得控制系統可以使用功率控制參數變化曲線而不是幾個零散數據對烹調加熱功率和過程進行閉環控制，不僅使得之前烹調實驗總結出的功率控制過程得以在自動/ 半自動烹調設備上準確自動復現，而且使得中式烹調所要求的更復雜多變、更精確、更多級甚至無級調節，尤其是需要在短時間內進行多級和連續調節火候的烹調火候控制需求成為可能。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步的說明，但這里需要指出的是， 以下的具體實施方式
并非對本發明的限制，凡是包含了本發明烹調加熱控制方法主要步驟的其它烹調加熱控制方法，也在本發明的保護范圍之內。


圖1是本烹調加熱控制方法實施例的一種閉環控制示意圖。圖2所示為應用本烹調加熱控制方法的一種電磁加熱控制電路的示意圖。圖3所示是本烹調加熱控制方法的一種實施方式的功率控制參數變化曲線示意圖。圖4是本烹調加熱控制方法的另一種實施方式的功率控制參數變化曲線示意圖。圖5所示為本烹調加熱控制方法用于滑油烹調工藝的功率控制參數變化曲線示意圖。圖6為采用本烹調加熱控制方法烹制淮揚名菜“銀芽雞絲”的功率控制參數變化曲線示意圖。
具體實施例方式圖1是本烹調加熱控制方法實施例的一種閉環控制示意圖。自動/半自動烹調設備的控制系統從存儲裝置中讀取功率控制參數變化曲線，所述的功率控制參數是功率、與功率相關的參數、或者被加熱物相關參數，這些參數可以是頻率、電流、電壓、PWM、溫度或其它物理量，這些物理量在轉換電路中轉換成易于進行比對的物理量-電壓并輸入到所述控制系統的閉環控制電路中。所述自動/半自動烹調設備的傳感器對加熱系統的功率相關參數和/或被加熱物的相關參數進行測量，測量參數也可以是頻率、電流、電壓、PWM、溫度或其它物理量，這些物理量也在轉換電路中轉換成易于進行比對的物理量-電壓并輸入到所述控制系統的閉環控制電路中。所述的閉環控制電路運行閉環控制算法，對上述已轉換成電壓的功率控制參數和測量參數進行閉環控制。閉環控制常采用PID控制、模糊控制、神經網絡等方法，當然也可以采用其它方法。所述的閉環控制算法，主要過程是設定被控參數目標值，然后根據被控目標的被控參數的當前值反饋與被控參數目標值的比較結果，產生相應的控制調節信號，通過控制調節信號將被控目標的被控參數向被控參數目標值靠近。在本例中，被控參數目標值即功率控制參數變化曲線中的參數值，其經過信號轉換電路轉換后得到被控參數目標電壓信號值。上述由傳感器測量并反饋的信號即所述的被控參數的當前值。所測量的參數因加熱系統不同而不同，例如對于電磁加熱系統，該測量參數是電磁線圈中的電流信號，對于燃氣加熱系統，該測量參數是燃氣流量調節閥門驅動電路中的電流信號，而對于電熱絲加熱系統， 該測量參數是電加熱驅動電路中的電壓信號。這些測量參數各自都可以表征其加熱系統的當前輸出熱功率。所測量的參數也可以是物料/鍋具溫度等表征被加熱物狀態的物理量。 將所測量并反饋的信號經信號轉換電路轉換后得到的電壓信號輸入值與所述被控參數目標電壓信號值進行比較，則可得出需要的電壓控制調節信號。該電壓控制調節信號在控制信號轉換電路中轉換為與加熱系統驅動信號相同的頻率、電壓或電流信號等，對加熱系統的加熱功率進行控制。圖2所示為應用本烹調加熱控制方法的一種電磁加熱系統控制電路的示意圖。該電磁加熱系統控制電路包括加熱功率相關參數采集電路、信號調理電路、控制信號發生電路及線圈驅動電路，所述加熱功率相關參數采集電路通過信號調理電路與控制信號發生電路連接，所述控制信號發生電路與所述線圈驅動電路連接。所述控制信號發生電路含有存儲裝置或與存儲裝置相連，所述的存儲裝置中存儲有所述烹調程序和所述的功率控制參數變化曲線。所述控制信號發生電路從存儲裝置中讀取烹調程序和功率控制參數變化曲線，并運行烹調程序。加熱功率相關參數采集電路采集所述電磁加熱系統加熱線圈中的電流信號，在信號調理電路中轉換成電壓信號并經放大濾波后向所述控制信號發生電路輸出，所述控制信號發生電路包括依次連接的閉環控制電路和頻率轉換電路，所述閉環控制電路運行閉環控制算法，對所讀取的功率控制參數變化曲線中的參數和所述信號調理電路輸入的調理后信號進行閉環處理，產生控制調節信號并輸出到所述頻率轉換電路，所述頻率轉換電路對輸入的控制調節信號進行轉換，產生電磁線圈諧振頻率控制調節信號向所述線圈驅動電路輸出，所述線圈驅動電路根據所述電磁線圈諧振頻率控制調節信號控制所述電磁加熱線圈的加熱功率。圖3是本烹調加熱控制方法的一種實施方式的功率控制參數變化曲線示意圖。本圖例是按照每秒一個控制點畫出的功率曲線和物料溫度曲線。實用中通常選取功率曲線作為功率控制參數變化曲線，有時也可以使用物料溫度曲線作為功率控制參數變化曲線。本實施例所采用的加熱系統是電磁加熱系統。為了減少烹調時間，烹調油先在另一個加熱容器中預熱到65°C后投放到烹調鍋具內，加熱系統以該電磁加熱系統的初始功率2kw開始對烹調油加熱，接著控制系統根據圖示的功率曲線控制加熱功率以連續的方式提升功率，4秒鐘后加熱功率從2kw提升至 4. Ikw,然后以4. Ikw繼續對油加熱5秒后將加熱功率降低至2. 9kw,以2. 9kw加熱4秒后烹調油的溫度達到150°C，控制系統根據烹調程序發出投放物料指令，并按照功率曲線將加熱功率提升到4. 9kw對物料加熱。本實施例以及后述的一些實施例所示的是整個烹調過程中的一段，在該段之后還有一系列其它烹調操作，在后續的烹調操作中也可能會用到本烹調加熱控制方法。本實施例及后述實施例中的整條曲線可以看作是一條功率控制參數變化曲線，也可以看作是由幾條功率控制參數變化曲線組成的控制曲線。圖4是本烹調加熱控制方法的另一種實施方式的功率控制參數變化曲線示意圖。投放烹調物料之后，所述的控制系統控制加熱系統以第一功率對物料加熱，圖示功率控制參數變化曲線對該烹調物料加熱的程序時間目標值為70秒，加熱時間到達70秒時，所述的控制系統控制所述加熱系統的功率調節/控制裝置將加熱功率降低至第二功率，該第二功率值為零，即關火或停止加熱狀態。保持關火狀態10秒后，控制系統按照圖中所示的功率控制參數變化曲線，以交替提升功率和降低功率的方式控制所述加熱系統，用 50秒的時間將加熱功率從零功率提升至第三功率。圖5是本烹調加熱控制方法用于滑油烹調工藝的功率控制參數變化曲線示意圖。首先投放烹調油，所述的控制系統控制加熱系統以連續提升的方式將加熱功率從第一功率提升至第二功率對烹調油加熱，對油的加熱時間到達所述烹調程序中對烹調油加熱的程序時間目標值15秒時，投放主料并在油鍋中滑散。繼續加熱5秒后，所述的控制系統開始按照功率控制參數變化曲線(圖示階梯線部分)以分步的方式將加熱功率降低，6秒鐘后，加熱功率降低至第三功率，控制系統隨即開始按照功率控制參數變化曲線(圖示向上的弧線部分)提升功率，同時發出將主料出鍋的指令，烹調設備的出鍋裝置將主料出鍋、 浙油。經過程序時間4秒鐘后，加熱功率到達第四功率，控制系統發出將主料回鍋的指令， 烹調設備的回鍋裝置將主料回鍋，繼續后續烹調操作。圖6為采用本烹調加熱控制方法烹制淮揚名菜“銀芽雞絲”的功率控制參數變化曲線示意圖。本實施例的加熱系統是大功率電磁加熱系統。所述的控制系統控制電磁加熱系統以初始功率2kw對烹調油加熱，并按照功率控制參數變化曲線(圖示第一條斜線)在8秒鐘內將加熱功率提升至4. 9kw。以4. 9kw的功率繼續對烹調油加熱的時間達到所述烹調程序中程序時間的目標值7秒時，控制系統按照功率控制參數變化曲線(圖示第一條垂直線)瞬間將加熱功率降低至2. 9kw。以2. 9kw繼續加熱3秒，控制系統發出投料指令，向鍋中投入烹調主料雞絲并在油鍋中滑散，同時按照圖示第二條斜線將加熱功率提升到4. 9kw。劃散主料8秒后控制系統再次將功率瞬間降低到2. 9kw，主料繼續在油中劃散2秒鐘。然后控制系統發出主料出鍋的指令，將主料出鍋浙油，并開始按照圖示第三條斜線提升加熱功率至4. lkw。電磁加熱系統以4. Ikw繼續加熱， 經主料回鍋-翻炒、投放輔料-翻炒、投放調料-翻炒和勾芡等一系列工序后，完成烹調，將成品菜肴出鍋。以上內容是結合具體的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種在自動/半自動烹調設備中進行的加熱控制方法，該烹調設備包括烹調鍋具、 帶有存儲裝置的控制系統和帶有功率調節/控制裝置的加熱系統，其特征在于所述的控制系統的存儲裝置內存儲有加熱曲線，所述的加熱曲線是功率控制參數變化曲線，所述的加熱曲線是根據物料、菜肴和烹調工藝的加熱需要，針對該物料、菜肴或烹調工藝烹調加熱全過程或其中一段的功率制定；啟動所述加熱系統；所述控制系統運行所烹調菜肴的烹調程序；根據所述烹調程序，向所述烹調鍋具內投放烹調物料；所述控制系統從所述的存儲裝置中讀取所烹調物料、菜肴或所進行之烹調工藝的加熱曲線；所述控制系統根據功率控制參數變化曲線，通過所述加熱系統的功率調節/控制裝置對加熱過程中的加熱功率變化實施控制。
2.如權利要求1所述的加熱控制方法，其特征在于所述的烹調設備中還包括有傳感器，所述的傳感器測量被加熱物相關參數并將測量所得的參數反饋給所述的控制系統。
3.如權利要求2所述的加熱控制方法，其特征在于所述的傳感器測量的參數是物料溫度和/或鍋具溫度、或所述溫度的變化參數。
4.如權利要求3所述的加熱控制方法，其特征在于所述的鍋具溫度是鍋具內壁的溫度。
5.如權利要求1所述的加熱控制方法，其特征在于所述的功率控制參數變化曲線是功率變化曲線、與功率相關的參數變化曲線、或者是被加熱物相關參數變化曲線。
6.如權利要求1所述的加熱控制方法，其特征在于所述的烹調設備中還包括測量加熱功率相關參數的傳感器，該傳感器測量所述加熱系統的加熱功率相關參數并將測量所得參數反饋給所述的控制系統。
7.如權利要求1、2或6所述的加熱控制方法，其特征在于所述的控制系統還包括閉環控制電路，該閉環控制電路根據所述的功率控制參數變化曲線和所測量的被加熱物/加熱功率相關參數對所述加熱功率變化進行閉環控制。
8.如權利要求7所述的加熱控制方法，其特征在于所述的閉環控制電路將傳感器測量并反饋的被加熱物相關參數值或加熱功率相關參數值與所述功率控制參數變化曲線中設定的參數目標值進行比對，根據比對結果產生對所述加熱系統的功率調節/控制裝置的控制信號，對所述加熱功率進行閉環控制。
9.如權利要求1所述的加熱控制方法，其特征在于所述的功率控制參數變化曲線是直線或包含有直線。
10.如權利要求9所述的加熱控制方法，其特征在于對于不同的物料、菜肴或烹調工藝，所述的直線有不同的斜率。
全文摘要
本發明公開了一種在自動/半自動烹調設備中進行的加熱控制方法，該烹調設備包括烹調鍋具、帶有存儲裝置的控制系統和帶有功率調節/控制裝置的加熱系統，存儲裝置內存儲有加熱曲線，啟動加熱系統；控制系統運行烹調程序；根據烹調程序，向烹調鍋具內投放烹調物料；控制系統從存儲裝置中讀取與菜肴對應的加熱曲線；控制系統根據加熱曲線，通過加熱系統的功率調節/控制裝置對加熱過程中的加熱功率變化實施控制。采用本發明方法，可以使烹調設備按照預先制定的加熱控制曲線控制烹調的加熱強度和過程，使中式烹調所要求的更復雜多變、更精確、更多級甚至無級調節，尤其是需要在短時間內進行多級和連續調節火候的烹調火候控制需求成為可能。
文檔編號A47J36/24GK102370104SQ20101025137
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月10日 優先權日2010年8月10日
發明者劉信羽 申請人:深圳市愛可機器人技術有限公司