一种用于玉米胚芽油制备的控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于玉米胚芽油制备的控制系统，包括数据采集与控制系统、电气控制系统及中央处理器控制系统；所述的数据采集与控制系统包括数据处理模块和数据输出模块，电气控制系统包括电机控制回路、阀门控制回路和变频器回路；中央控制系统包括两个主控器和两台工控机。本发明通过设置冗余的控制系统，实现对整个玉米胚芽油制备的自动控制，可靠性高，控制精确，易于调节，节省人力；同时具有数据远传功能，通过开放的数据接口，生产数据可远传给工厂生产管理系统，整个生产过程可实现无人值守，管控一体化，大大提高了生产效率，降低生产成本，具有很好的经济效益。
【专利说明】一种用于玉米胚芽油制备的控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制系统，具体涉及一种用于玉米胚芽油制备的控制系统。
【背景技术】
[0002]目前国内玉米胚芽油的产量低，且纯度不高，只有少量的精炼玉米胚芽油可用于食用。这主要源于国内玉米胚芽油加工企业缺乏自动控制和在线检测，整个生产过程大部分依靠现场工人的经验来完成，生产效率低下。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明基于可编程控制器原理设计了一种用于玉米胚芽油原料处理、压榨、精制提纯过程的控制系统。
[0004]为解决上述问题，本发明采取的技术方案为:一种用于玉米胚芽油制备的控制系统，包括数据采集与控制系统、电气控制系统及中央处理器控制系统，所述的数据采集与控制系统包括数据处理模块和数据输出模块，数据处理模块的输入端连接有玉米胚芽水分变送器、蒸汽压力变送器、电机电流变送器、蒸汽流量计、料位传感器、位置传感器、温度传感器，其中，玉米胚芽水分变送器用于检测软化锅内玉米胚芽的含水量，蒸汽压力变送器用于测量软化锅入口的蒸汽压力以便保证锅内蒸汽压力的稳定，电机电流变送器用于检测电机电流、控制给料速度进而保证残油量和含水量，蒸汽流量计用于检测车间蒸汽总管的蒸汽流量以便计量车间用气量，料位传感器用于检测料仓内的料位信息以便控制刮板电机的转速，位置传感器用于感知阀门的位置信息，温度传感器用于检测软化锅内玉米胚芽的温度；电气控制系统包括电机控制回路、阀门控制回路和变频器回路，用于实现对电机、阀门以及变频器频率的控制；中央控制系统包括两个主控器和两台工控机，主控器和工控机均冗余配置且冗余主控器通过冗余以太网连接冗余工控机；数据处理模块输出端经数据总线与中央处理器控制系统的主控器连接，主控器输出端连接数据输出模块输入端，数据输出模块输出端连接电气控制系统。
[0005]数据采集与控制系统用于采集玉米胚芽油原料处理、压榨、精制提纯过程中各种参数，将采集到的模拟量信息转换为数字信息输出给中央处理器控制系统，由中央处理器控制系统判断后向电气控制系统发出控制信号，控制加工现场各泵及阀门。中央处理器控制系统还实现数据监视与控制系统的数据显示、历史数据归档、参数输入修改功能。工控机配置有网络接口设备，可通过因特网对数据进行浏览，查看报表数据等。
[0006]进一步，所述的阀门控制回路包括电磁阀回路、电动阀回路和气动调节阀回路，电磁阀回路用于根据锅内玉米胚芽的含水量控制工艺水入口电磁阀的开闭，电动阀回路用于根据毛油池液位信息控制毛油入口电动阀的开闭，气动调节阀回路用于根据锅内温度控制蒸汽入口气动调节阀的开闭。
[0007]进一步，所述的电气控制系统还包括冗余双电源切换回路，用于控制厂用电和不间断电源的切换。任何一路故障时，切换回路自动动作，保证输出电压稳定，给现场各回路提供稳定可靠的电源。
[0008]进一步，所述的数据处理模块输入端还连接有毛油流量计，用于计量初步压榨时所生产的毛油量，指导压榨工段的电机转速。
[0009]进一步，所述的数据处理模块输入端还连接有净油浊度计，用于测量油的浊度，为原料处理工段提供参考。
[0010]进一步，所述的数据处理模块输入端还连接有液位传感器，用于检测毛油池液位信息以便控制电机回路和电动阀回路来控制液位。液位高时，打开毛油池出口的油泵，关闭毛油池入口的电动阀，出油；液位低时，关闭油泵，打开电动阀，进油。
[0011]进一步，所述的数据处理模块输入端还连接有尾轮测速仪，用于通过测量刮板电机速度判断刮板工作状态。尾轮测速仪设置在刮板电机对侧，刮板正常运行时，尾轮测速仪能测到转速信号，若刮板断裂后就失去转速信号，从而判断刮板有故障。
[0012]进一步，所述的工控机设有远程通讯模块，用于将系统数据实时传给远程信息管理系统。
[0013]本发明通过设置冗余的控制系统，实现对整个玉米胚芽油制备的自动控制，可靠性高，控制精确，易于调节，节省人力；同时具有数据远传功能，通过开放的数据接口，生产数据可远传给工厂生产管理系统，整个生产过程可实现无人值守，管控一体化，大大提高了生产效率，降低生产成本，具有很好的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的系统框图；
图2是本发明的双电源切换回路图；
图中，1、中央处理器控制系统，11、主控器，12、工控机，13、远程通讯模块，2、数据采集与控制系统，21、数据处理模块，22、数据输出模块，23、玉米胚芽水分变送器，24、蒸汽压力变送器，25、电机电流变送器，26、蒸汽流量计，27、料位传感器，28、位置传感器，29、温度传感器，30、液位传感器，31、尾轮测速仪，32、毛油流量计，33、净油浊度计，4、电气控制系统，41、电机控制回路，42、阀门控制回路，43、变频器回路，44、冗余双电源切换回路，411、电磁阀回路，412、电动阀回路，413、气动调节阀回路。
【具体实施方式】
[0015]一种用于玉米胚芽油制备的控制系统，如图1所示，包括数据采集与控制系统2、电气控制系统4及中央处理器控制系统1，所述的数据采集与控制系统2包括数据处理模块21和数据输出模块22 ；电气控制系统4包括电机控制回路41、阀门控制回路42和变频器回路44，用于实现对电机、阀门以及变频器频率的控制。所述的阀门控制回路42包括电磁阀回路411、电动阀回路412和气动调节阀回路413，电磁阀回路411用于根据锅内玉米胚芽的含水量控制工艺水入口电磁阀的开闭，电动阀回路412用于根据毛油池液位信息控制毛油入口电动阀的开闭，气动调节阀回路413用于根据锅内温度控制蒸汽入口气动调节阀的开闭。此外，电气控制系统4还包括冗余双电源切换回路44，用于控制厂用电和不间断电源的切换。中央处理器控制系统I包括两个主控器11和两台工控机12，主控器11和工控机12均冗余配置且冗余主控器11通过冗余以太网连接冗余工控机12，另一个主控器11连接另一台工控机12，所述的工控机12设有远程通讯模块13，用于将系统数据实时传给远程信息管理系统。所述的数据处理模块21输出端经数据总线与中央处理器控制系统I的主控器11连接，主控器输出端连接数据输出模块22输入端，数据输出模块22输出端连接电气控制系统4。
[0016]数据处理模块21的输入端连接有玉米胚芽水分变送器23、蒸汽压力变送器24、电机电流变送器25、蒸汽流量计26、料位传感器27、位置传感器28、温度传感器29、液位传感器30、尾轮测速仪31、毛油流量计32和净油浊度计33。其中，玉米胚芽水分变送器23用于检测玉米胚芽的含水量；蒸汽压力变送器24设置在软化锅入口，用于测量软化锅入口的蒸汽压力以便保证锅内蒸汽压力的稳定；电机电流变送器26设在电机控制回路上，用于检测压榨主电机电流、控制给料速度进而保证残油量和含水量；蒸汽流量计26安装在车间蒸汽总管，用于检测车间蒸汽总管的蒸汽流量以便计量车间用气量；料位传感器27设置在料仓内，用于检测料仓内的料位信息以便控制刮板电机的转速；位置传感器28用于感知阀门的位置信息，为阀门控制回路提供信号，温度传感器29设置在软化锅内，用于检测软化锅内玉米胚芽的温度；液位传感器30，用于检测毛油池液位信息以便控制电机回路来控制液位；尾轮测速仪31设置在刮板电机对侧，用于通过测量电机速度判断刮板工作状态；毛油流量计32用于计量初步压榨时所生产的毛油量，指导压榨工段的电机转速；净油浊度计33用于测量油的浊度，为原料处理工段提供参考。
[0017]如图2所示，冗余双电源切换回路，包括一双路电源切换器，分别连接厂用电和UPS电源，用于控制厂用电和不间断电源的切换。任何一路故障时，双路电源切换器自动动作，将负载连至另一路电源，保证输出电压稳定，给现场各回路提供稳定可靠的电源。
[0018]切换回路的工作过程如下:正常情况下K1、K2均闭合，此时1、2接通，3、4接通，R1、R2断开R3、R4断开，由UPS电源对外供电；iUPS电源发生故障时，1、2断开，3、4断开，Rl、R2接通，R3、R4接通，由厂用电源对外供电。
[0019]下面对各个控制过程进行具体描述:
入口蒸汽压力及软化锅温度控制过程:温度传感器29设置在软化锅内，用于测量玉米胚芽温度，蒸汽压力变送器24设置在软化锅入口，用于测量入口蒸汽压力；将测量物理量转换为电信号，将电信号传输给数据处理模块21，经其转换为数字信号后经数据总线传输给主控器11，主控器11将其传送到工控机12进行显示。同时，主控器11根据压力信号设定值和温度信号设定值与输入的信号进行对比、运算后向数据输出模块22发出控制指令。当锅内温度高于设定值时，调节软化锅入口蒸汽输入管路的气动调节阀，减少蒸汽输入量，低于设定值时，增加蒸汽输入量。当锅内压力高于设定值时，调节软化锅入口蒸汽输入管路的气动调节阀，减少蒸汽输入量，低于设定值时，增加蒸汽输入量，从而实现蒸汽压力及锅内温度的稳定。
[0020]压榨主电机电流控制过程:电机电流变送器25设在电机控制回路上，用于检测压榨主电机的电流，电流信号经处理后传给主控器11，主控器11根据电流设定值(根据含水量和残油量与电流对应值的经验设定)与输入信号进行对比、运算后向数据输出模块22发出控制指令，高于设定值时，输出低频率，减慢给料速度，低于设定值时，输出高频率，加快给料速度，通过这个控制电机电流保持在电流设定值附近，从而使残油含水量及含油量达到工艺要求。[0021]刮板电机运行控制过程:料位传感器27设置在料仓内，用于检测料位信息，经处理后发送给主控器11，主控器11根据料位设定值与输入信号进行对比、运算后向数据输出模块22发出控制指令，数据输出模块22传输给电气控制系统4的变频器回路43，控制刮板电机的转速，高于设定值时，输出高频率，加快电机转速，低于设定值时，输出低频率，减慢电机转速，实现料位恒定。
[0022]毛油池液位控制过程:液位传感器30用于检测毛油池内液位信息，经处理后传输给主控器11，主控器11根据液位设定值与输入信号进行对比、运算后向数据输出模块22发出控制指令，液位高时，打开毛油池出口的油泵，关闭毛油池入口的电动阀，出油；液位低时，关闭油泵，打开电动阀，进油。
【权利要求】
1.一种用于玉米胚芽油制备的控制系统，包括数据采集与控制系统、电气控制系统及中央处理器控制系统，其特征在于:所述的数据采集与控制系统包括数据处理模块和数据输出模块，数据处理模块的输入端连接有玉米胚芽水分变送器、蒸汽压力变送器、电机电流变送器、蒸汽流量计、料位传感器、位置传感器、温度传感器，其中，玉米胚芽水分变送器用于检测锅内玉米胚芽的含水量，蒸汽压力变送器用于测量软化锅入口的蒸汽压力以便保证锅内蒸汽压力的稳定，电机电流变送器用于检测电机电流、控制给料速度进而保证残油量和含水量，蒸汽流量计用于检测车间蒸汽总管的蒸汽流量以便计量车间用气量，料位传感器用于检测料仓内的料位信息以便控制刮板电机的转速，位置传感器用于感知阀门的位置信息，温度传感器用于检测软化锅内玉米胚芽的温度；电气控制系统包括电机控制回路、阀门控制回路和变频器回路，用于实现对电机、阀门以及变频器频率的控制；中央控制系统包括两个主控器和两台工控机，主控器和工控机均冗余配置且冗余主控器通过冗余以太网连接冗余工控机；数据处理模块输出端经数据总线与中央处理器控制系统的主控器连接，主控器输出端连接数据输出模块输入端，数据输出模块输出端连接电气控制系统。
2.根据权利要求1所述的用于玉米胚芽油制备的控制系统，其特征在于:所述的阀门控制回路包括电磁阀回路、电动阀回路和气动调节阀回路，电磁阀回路用于根据锅内玉米胚芽的含水量控制工艺水入口电磁阀的开闭，电动阀回路用于根据毛油池液位信息控制毛油入口电动阀的开闭，气动调节阀回路用于根据锅内温度控制蒸汽入口气动调节阀的开闭。
3.根据权利要求1或2所述的用于玉米胚芽油制备的控制系统，其特征在于:所述的电气控制系统还包括冗余双电源切换回路，用于控制厂用电和不间断电源的切换。
4.根据权利要求3所述的用于玉米胚芽油制备的控制系统，其特征在于:所述的数据处理模块输入端还连接有毛油流量计，用于计量初步压榨时所生产的毛油量，指导压榨工段的电机转速。
5.根据权利要求3所述的用于玉米胚芽油制备的控制系统，其特征在于:所述的数据处理模块输入端还连接有净油浊度计，用于测量油的浊度，为原料处理工段提供参考。
6.根据权利要求3所述的用于玉米胚芽油制备的控制系统，其特征在于:所述的数据处理模块输入端还连接有液位传感器，用于检测毛油池液位信息以便控制电机回路和电动阀回路来控制液位。
7.根据权利要求3所述的用于玉米胚芽油制备的控制系统，其特征在于:所述的数据处理模块输入端还连接有尾轮测速仪，用于通过测量刮板电机速度判断刮板工作状态。
8.根据权利要求4到7任一项所述的用于玉米胚芽油制备的控制系统，其特征在于:所述的工控机设有远程通讯模块，用于将系统数据实时传给远程信息管理系统。
【文档编号】G05B19/418GK103809569SQ201410068240
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】杨宝兴, 张丰, 董洪奎, 赵宏军, 张磊, 于少文 申请人:济南和利时自动化工程有限公司