专利名称：水油定量自动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明的产品名称是水油定量自动控制系统，该系统为水油定量自动控制的一个原创型产品，专门针对食品生产与加工、化工生产等行业的水、油比例搭配控制，属于生产设备类，主要应用于食品生产加工行业，化工生产加工行业，等原料比例搭配环节。
背景技术：
目前，国内食品生产与加工，化工生产等行业进行水、油比例搭配的环节，大多数还是处于人工手动计量进行原材料的输入搭配工作，这种方法不但造成原材料不必要的损耗，而且也不能比较精确的定量水或者油，在一定程度上影响了产品的质量，并且在手动进行水或者油的计量输入时，由于人为的原因可能导致水或者油的撒漏，影响生产环境的卫生清洁，也有可能导致水和油的质量受到外界因素的影响，人为的手动控制设备严重浪费了工厂的劳动资源，这样就会间接的加大产品的生产成本，设备无法精确控制生产出的产品质量，导致产品质量无法保证，严重影响到产品在市场上的销售量，同样也给加工生产企业造成极大的困难，严重影响到企业的效益和发展。随着科技的发展，高精度智能化生产设备逐渐普及，生产型的企业尤其是食品加工企业对高智能化设备的要求也越来越高，然而当今的食品加工设备还处于一种比较落后的状态，大部分还操作需要人为控制，并且精度方面无法达到要求。综上所述，目前食品化工等加工生产行业，针对在生产与加工过程中的计量输送环节，存在设备落后并且需要大量劳动力操作控制、精度方面无法达到理想效果的问题，但在先有生产加工设备中都未能得到有效地解决这一问题。本发明就是在这种环境下，为了更好地解决设备的智能操作控制和设备精度的情况下诞生的。
发明内容
针对上述食品化工生产加工设备，在加工过程中设备的智能操作控制和设备精度等问题，本发明人积累多年从事本领域工作的经验，经过反复研究论证，终得本发明的产生，本发明提供一种水油定量自动控制系统。本发明采用的技术方案是由动力机构从水(油)库取水(油)供给输送计量系统，于输送管道上安装液体计量机构、采温机构来采集数据，在输送管道上安装有截流机构，控制系统收到计量机构、采温机构采集的数据，来控制截留机构以实现定量供给，从而以确保输送水量点到即止。最后在输出管道上安装若干量的分流机构。以便对不同地方定量供水。本发明的目的就是提供一种操作方便，高精确度，重复性好，适用面广的水油定量自动控制系统。本发明是这样实现的，它包括管道、水泵、电磁阀、流量计等，水泵从水库取水供给输送计量系统，水经过输送管道上安装的流量计时，流量计采集数据传输给控制系统，在输送管道上安装有截流机构，控制系统的定量供给是由收到流量计采集的数据后来控制截流机构来完成的，以确保输送水量点到即止。最后在输出管道上安装有若干量的电磁阀分流机构，以便对不同地方定量供水。油泵从油库取油供给输送计量系统，油经过输送管道上安装的流量计、温度传感器时，流量计和温度传感器就会采集到数据然后传输给控制系统，控制系统会根据采集来的数据来完成定量供给，最后在输出管道上安装若干量的电磁阀分流机构。以便对不同地方定量供油。基于输送介质为水，为保证其卫生干净，选用的材质为不锈钢。选用射流式自吸泵，由离心泵和射流泵(或喷射器)组合而成，依靠喷射装置，在喷嘴处造成真空实现抽吸。为避免发生管道堵塞造成对泵体的损坏，在输出管道上安装压力电子保护开关，当压力超过一定值的时候开关自行关闭，切断电机电路，泵体停止工作，从而起到保护泵体的作用。采用多个电磁阀，装于主输出路上，操作人员，可选择对不同的管道输出定量的水，扩大机器的使用性能。为避免室温低时，油在管道内凝固无法正常作业， 于管道及泵体等油经过的区域缠绕发热丝，当温度低于一定值的适合，启动发热系统，对管道等油路进行加热，并在外面裹上一层5MM厚的海绵，以及保温锡纸。可起到对温度的保持功能。机器的主要功能是对水和油的定量计量输送，核心控制为PLC和触摸屏，于触摸屏输入预定定量值，启动机器，截流装置打开由PLC控制泵工作，流量计将采集到得数据传入 PLC, PLC根据数据分析计算出已输送的水量，当达到预定值的时候，电机停止工作，截流装置关闭。PLC内置多种继电器，所以如果在选用的PLCI/0 口够用的情况下，使用者不需要改变PLC任何在硬件上的内部结构，而只需改变编程程序就可以来调节控制系统。人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。选择HMI作为操作操作系统可以使机器的操作系统更加人性化，并且在工作环境恶略的环境也可以正常的使用，增加了机器的操作性能和稳定性能，并且极大的拓宽了机器的应用性能。当电动机断路器自行运作可手动控制(可通过按钮控制或旋钮控制)，连接接接触器时可远程控制；电动机的保护由集成热继-电磁设备的断路器提供；所有带电部件均已防护，无法由前面板直接由手指触摸；具有欠压脱扣模块，使得断路器可以在欠压条件下断开；具有分励脱扣模块，该元件的断开可采用远程控制；开放安装式和封闭式电动机断路器的操控器均可使用3个挂锁锁定在“N/C”位置。紧凑而简洁，TeSys GV2电动机断路器只有45mm宽，并根据控制类型，分断能力，电动机保护元件及配件等不同性能和功能进行分类。电路中需要用到得直流电源的电器总功率P=(各个传感器的功率总和+24V 继电器的功率X个数N+PLC功率)X1.5选用100W的开关电源。漏电断路器的漏电保护部分，由零序电流互感器(感测部分)，运算控制器(控制部分)和电磁脱扣器(动作，执行部分)组成。根据基尔霍夫电流可知，任意一时刻，流入任意一节点的电流恒等于流出此节点的电流，即任一时刻，流入(出)某节点的电流矢量和为零。零序电流互感器，感测一次侧中瞬时电流的矢量和是否为零，当被保护的电路出现绝缘故障时，负载侧有对地泄载电流，即零序电流互感器的矢量和不为零，零序电流互感器二次绕组中便产生互感电压，该信号经过运算控制器运算后，当泄漏电流达到整定动作值时，驱动晶闸管，接通电磁脱扣器电源，电磁脱扣器吸合，使断路器跳闸，从而达到漏电保护器的作用。水油定量自动控制系统解决其零部件参数配置问题所采用的技术方案是输送机构管道的材质采用不锈钢，防止长期使用对管道等机构腐蚀，影响机械寿命以及水质，选用D = 25MM的管道用于水定量输送系统。
以提供提高动力机构的动力性能，选用凌霄的BJZ-100不锈钢射流式自吸泵(BJZ 系列射流式自吸泵，自吸性能高达9米。泵体及泵轴采用SUS304不锈钢，机械式轴封，射流器、导叶采用高强度耐热工程塑料，产品经优化设计，具有轻巧美观、耐腐蚀、不生锈、寿命长、高扬程、深吸程等特点。适用于输送纯净水、清水、海水、弱腐蚀性液体，液体温度 <60°C。符合饮用水卫生标准。)其详细参数为(电源220V，功率0. 75KW，最大扬程 43M，额定扬程25M，最大吸程9M，最大流量4. 3立方/小时，而定流量2. 4立方/小时，口径 25mm)选用不锈钢流量计，防止水对流量机构的腐蚀，选用涡轮式流量计，运用水的动力带动涡轮转动，从而将信号传入PLC中，完成数据采集功能。选用昊仪LWGY型流量计。在计数完成后需要对管道进行截留，以防止水泵停止工作后，由于惯性，对管道继续输出液体，选择不锈钢电磁阀，控制方便，成本较低，而且在市场上也容易找到。采温机构采用，热电偶型温度传感器，(装配简单，更换方便，压簧式感温元件，抗震性能好，测量范围大(-200°C 1300°C，特殊情况下-270°c ^0(rc)，机械强度高，耐压性能好，耐高温可达观00度)型号选择K型。基于油的润滑特性，选择椭圆齿轮流量计(椭圆齿轮流量计的计量室由壳体和一对齿轮转子及上下盖板等组成，它们之间已知体积的空腔作为流量计的计量单元。齿轮转子靠其进出口处的微小压差推动旋转，并不断将进口的液体经空腔计量后送到出口。根据转子的转动次数传递给PLC。适用于润滑油.植物油.柴油.石油.渣油.煤油.机油.汽油.重油.燃料油.导热油.原油.轻油.绝缘油液压油.等多种油产品)。为避免室温低时，油在管道内凝固无法正常作业，于管道及泵体等油经过的区域缠绕发热丝，当温度低于一定值的适合，启动发热系统，对管道等油路进行加热，并在外面裹上一层5MM厚的海绵，以及保温锡纸。可起到对温度的保持功能。电控系统的设计核心选用的是PLC，PLC具有传统继电器和逻辑模块没有的特点， 用于工业控制上相对于单片机具有以下优势第一、它可靠性高，抗干扰能力强。根据调查到目前为止没有任何一种工业控制设备可达到PLC的可靠性。控制系统在使用是发生故障绝大多数是有PLC的开关，传感器，执行器件引起的，而不是PLC本身。若是PLC，多数是使用，设计不当引起的。诱发电子设备故障的原因大概有如几种，对于外部而言就是包括电磁干扰，辐射干扰，由I/O线电源线等引入的干扰，环境以及温度等外部因数造成的影响，震动和冲击引起的器件损坏等等。对于外部而言包括元器件的老化、失效，存储器信息的丢失、出错、程序的错误、运行进入死循环等等。面对这样的故障，许多厂家的PLC在硬件，软件两方面采取了相应的解决方法，使稳定性在工业上得到很大的提高，而且迅速地普及。PLC里面硬件的制作相当稳定。选用的都是优质的元器件，设计合理的系统结构，实施加固使其易于抗冲击，印制板的设计加工和焊接工艺严格规范。所有的I/O 口电路一律采用光电器件进行隔离，使内外无电气贿赂的联接，这样就可以抗电干扰了。所以工业上是想比较稳定的。PLC内部结构具有滤波屏蔽和增强电源的适应性。更适应目前工业上对控制系统的需求。在软件上PLC设置了掉电保护，自检功能，而且编程语言也相当的具有逻辑性。
第二、程序的可变性、柔软性。PLC内置多种继电器，所以如果在选用的PLCI/0 口够用的情况下，使用者不需要改变PLC任何在硬件上的内部结构，而只需改变编程程序就可以来调节控制系统。这样就代替了传统继电器控制模块在控制上所无法比拟的优点。第三、编程软件简单、使用方便。PLC采用与继电器控制逻辑图非常接近的梯形图进行编程，这种编程方法具备传统控制线路的易懂容易编写。所以选用PLC作为整个控制系统的控制核心。PLC的品牌选用欧姆龙，欧姆龙PLC具有以下优点应用灵活，安装简便，可靠性高， 抗电磁干扰性能好，环境适应性强，成熟的工控网路体系，通信便捷，易于远程实时监控等等。而且价格也相对比较便宜。所以很适合用于工业控制上。型号上选择OMRON CP1L-40DT。人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。选择HMI作为操作操作系统可以使机器的操作系统更加人性化，并且在工作环境恶略的环境也可以正常的使用，增加了机器的操作性能和稳定性能，并且极大的拓宽了机器的应用性能。可选择威伦MTI6050I，西门子的S700等多种触摸进行操作系统的设计。继电器的选择380V交流电机继电器水泵电机功率750W+额定电压380V =工作电流1. 98A选用Telemecanique LC1-D07M7C 1. 6-2. 5A油泵电机功率550W+额定电压380V =工作电流1. 45A选用Telemecanique LC1-D06M7C 1-1. 6A24V直流继电器选用OMRON水泵电机功率750W+额定电压380V =工作电流1. 98A选用Telemecanique GV2ME07C/1. 6-2. 5A油泵电机功率550W+额定电压380V =工作电流1. 47A选用Telemecanique GV2ME07C/1-1. 6A开关电源是一种电压转换电路，主要的工作内容是升压和降压，广泛应用于现代电子产品。因为开关三极管总是工作在“开”和“关”的状态，所以叫开关电源。开关电源实质就是一个震荡电路，这种转换电能的方式，不仅应用在电源电路，在其它的电路应用也很普遍，如液晶显示器的背光电路、日光灯等。开关电源与变压器相比具有效率高、稳性好、 体积小等优点，缺点是功率相对较小，而且会对电路产生高频干扰，电路复杂不易维修等。电路中需要用到得直流电源的电器总功率P =(各个传感器的功率总和+24V继电器的功率χ个数N+PLC功率)X1.5选用100W的开关电源。漏电断路器的漏电保护部分，由零序电流互感器(感测部分)，运算控制器(控制部分)和电磁脱扣器(动作，执行部分)组成。根据基尔霍夫电流可知，任意一时刻，流入任意一节点的电流恒等于流出此节点的电流，即任一时刻，流入(出)某节点的电流矢量和为零。
零序电流互感器的工作原理是感测一次侧中瞬时电流的矢量和是否为零，当被保护的电路出现绝缘故障时，负载侧有对地泄载电流，即零序电流互感器的矢量和不为零， 零序电流互感器二次绕组中便产生互感电压，该信号经过运算控制器运算后，当泄漏电流达到整定动作值时，驱动晶闸管，接通电磁脱扣器电源，电磁脱扣器吸合，使断路器跳闸，从而达到漏电保护器的作用。为了缓解上述存在的问题，本发明水油定量自动控制系统的主要优点是1.高精确度，一般可达士 R、士0. 5% R，高精度型可达士0. 2% R。2.重复性好，短期重复性可达0.05% 0.2%，正是由于具有良好的重复性，如经常校准或在线校准可得到极高的精确度，在贸易结算中是优先选用的流量计。3.输出脉冲频率信号，适于总量计量及与计算机连接，无零点漂移，抗干扰能力强。4.可获得很高的频率信号(3_4kHz)，信号分辨力强.5.范围度宽，中大口径可达1 20，小口径为1 10。6.结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大。7.适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表。8.专用型传感器类型多，可根据用户特殊需要设计为各类专用型传感器，例如低温型、双向型、井下型、混砂专用型等。9.可制成插入型，适用于大口径测量，压力损失小，价格低，可不断流取出，安装维护方便。下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
下图1为水油定量自动控制系统水计量输送原理图。下图2为水油定量自动控制系统油计量输送原理图。下图3为水油定量自动控制系统控制流程图。下图4为水油定量自动控制系统电路图。下图5为水油定量自动控制系统动力系统电路图。
具体实施例方式如图1所示，水油定量自动控制系统其特征在于，主要包括水用管道1、水泵2、水用电子压力阀3、水用电磁阀4、水用流量计等5，水泵2从水库取水，水通过水用管道1流经水用电磁压力阀3，水用电磁压力阀3能感应到水压，当压力超过一定值的时候电源开关自行关闭，使水泵2停止工作，从而起到保护水泵2的作用。水用管道1中的水经过水用流量计5的时候，水用流量计5能检测到水量并把数据传输给控制系统，使控制系统能精确的控制水用电磁阀4，来完成截流和确保送水量点到即止。在最后的输出管道上安装有若干量的电磁阀分流机构，以便对不同地方定量供水如图2所示，水油定量自动控制系统油计量输送原理图中主要包括保温系统6、油用管道7、油泵8、油用电磁压力阀9、温度传感器10、油用流量计11和油用电磁阀12，油泵 8从油库取油，油通过油用管道7流经油用电磁压力阀9，油用电磁压力阀9能感应到油压，当压力超过一定值的时候电源开关自行关闭，使8油泵停止工作，从而起到保护油泵8的作用。油用管道7中的油经过温度传感器10和油用流量计11的时候，油用流量计11和温度传感器10把采集到的数据传输给控制系统，使控制系统能完成定量供给。在最后的输出管道上安装有若干量的电磁阀分流机构，以便对不同地方定量供油，保温系统6覆盖在油用管道7和油泵8的外部，为避免室温低时，油在油用管道7内凝固无法正常作业。如图3所示，水油定量自动控制系统油计量输送原理图中主要包括PLC13、触摸屏 14等，整套设备的控制核心为PLC13，操作系统采用触摸屏14操作。操作人员从触摸屏14 上输入需要输出的重量，并且设置该重量需要输出的次数和分流至第几号电磁阀的号数。 启动工作系统，电磁阀打开，允许管道输出水，水(油)泵进行取水(油)，流量计、温度计工作，进行数据采集并反馈至PLC13中，PLC13进行数据处理，并且将数据结果传送至触摸屏 14中显示给用户，当水(油)计量达到触摸屏14上操作人员设计的重量值的时候，PLC13 控制水(油)泵停止工作，电磁阀关闭，进行截流工作。并且在触摸屏14上通知操作人员完成一个计量周期。综上所述，是发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作出的改变，所产生的功能作用未能超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.水油定量自动控制系统，其主要特征为主要包括水用管道(1)、水泵O)、水用电子压力阀(3)、水用电磁阀G)、水用流量计等(5)，水泵( 从水库取水，水通过水用管道(1) 流经水用电磁压力阀(3)，水用电磁压力阀(3)能感应到水压，当压力超过一定值的时候电源开关自行关闭，使水泵(2)停止工作，从而起到保护水泵O)的作用。
2.如权力要求要求1所述的水油定量自动控制系统，其主要特征为水泵(2)进行取水，经过水用管道(1)，流经水用流量计( 的时候，水用流量计( 进行水量计量并把数据传输给控制系统，使控制系统能精确的控制水用电磁阀(4)和水泵(2)的工作，来完成截流和确保送水量点到即止。
3.如权力要求要求1所述的水油定量自动控制系统，其主要特征为在最后的输出管道上安装有若干量的电磁阀分流机构，以便对不同地方定量供水。
4.如权力要求要求1所述的水油定量自动控制系统，其主要特征为保温系统(6)、油用管道(7)、油泵(8)、油用电磁压力阀(9)、温度传感器(10)、油用流量计(11)和油用电磁阀(12)，油泵(8)从油库取油，油通过油用管道(7)流经油用电磁压力阀(9)，油用电磁压力阀(9)能感应到油压，当压力超过一定值的时候电源开关自行关闭，使(8)油泵停止工作，从而起到保护油泵(8)的作用。
5.如权力要求要求1所述的水油定量自动控制系统，其主要特征为油泵(8)取油，通过油用管道(7)，流经温度传感器(10)和油用流量计(11)的时候，油用流量计(11)进行计量工作和温度传感器(10)进行采温工作并把采集到的数据传输给控制系统，使控制系统控制油泵(8)完成定量供给。
6.如权力要求要求1所述的水油定量自动控制系统，其主要特征为在最后的输出管道上安装有若干量的电磁阀分流机构，以便对不同地方定量供油。
7.如权力要求要求1所述的水油定量自动控制系统，其主要特征为保温系统(6)覆盖在油用管道(7)和油泵(8)的外部，为避免室温低时，油在油用管道(7)内凝固无法正常作业。
8.如权力要求要求1所述的水油定量自动控制系统，其主要特征为整套设备的控制核心为PLC(13)，操作系统采用触摸屏(14)操作。
全文摘要
本发明属于一种水油定量自动控制系统，主要包括管道、水泵、电磁阀、流量计等，水泵从水库取水供给输送计量系统，水经过输送管道上安装的流量计时，流量计采集数据传输给控制系统，在输送管道上安装有截流机构，控制系统的定量供给是由收到流量计采集的数据后来控制截流机构来完成的，以确保输送水量点到即止。最后在输出管道上安装有若干量的电磁阀分流机构，以便对不同地方定量供水。
文档编号G05D11/13GK102354230SQ20111020238
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月11日 优先权日2011年7月11日
发明者蔡锡涛 申请人:蔡锡涛