CN103792869A - 自动检测、净化一体净油机控制方法及智能控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对自动检测、净化一体净油机控制的方法和智能控制器。智能控制器由电源模块、存储模块、接口和集成LCD控制器的ARM处理器组成，数据采集部分包括：油品质在线检测单元的检测数据、加热罐液位数据、加热罐温度数据、真空罐压力数据、真空罐液位数据、红外线开关状态、油水界面仪状态、压力传感器1、2数据等。控制部分包括：油品质在线检测单元的启停、进油阀、出油阀的开闭、进油泵、出油泵的启停、真空泵的调节、报警器开、闭等。本发明实现了自动检测、净化一体净油机的智能运行，无人值守、高效节能，且使得油品从传统的按期换油转变为按质换油成为可能，对降低用油设备故障延长设备使用寿命有着积极的意义。

Description

自动检测、净化一体净油机控制方法及智能控制器

技术领域

本发明涉及机电一体化领域，尤其指一种自动检测、净化一体净油机控制方法及智能控制器。

背景技术

真空净油机是机械设备润滑油、液压油净化脱水、除杂质的一款常用装置。因为该装置的启停要有一定的顺序要求，且要根据实际净化情况对运行参数进行调节，因此通常要求专业人员值守操作。现有一专利号为201110185867.5名称为“滤油机控制系统”的发明专利，公开了一种占用空间小、自动化程度高的滤油机控制系统。包括单片机、开闭模块、转换模块、温度传感器、压力传感器和外围电路；所述的开闭模块的输入端口接单片机的输出端口；所述的温度传感器和压力传感器经转换器与单片机相连；所述的外围电路的端口接单片机的端口。该装置技术可以实现在自动模式下滤油机按顺序启、停和超温保护功能，在一定程度上提高了操作效率，但过滤效果还要靠人为检测，存在着油品未污染而盲目过滤、油品劣化了又未及时净化的现象，另外该系统没有人机对话功能和数据存储、传输功能，即只实现了按程序自动启停而没有做到智能运行，所以其原理和方法还有待于提高和改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种按油品检测指标情况控制净油机的启、停以及运行参数智能调节的自动检测、净化一体净油机的控制方法和智能控制器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：由智能控制器、加热罐液位计、加热罐温度传感器、油品质在线检测单元、真空罐压力传感器、红外线光电开关、真空罐液位计、出油泵压力传感器、油水分离罐的油水界面仪、集水罐水位控制器、进油泵、出油泵、真空泵、排水泵组成数据采集系统。再由智能控制器与报警器、油品质在线检测单元、进油泵、进油阀、真空泵变频器、加热器、出油泵、出油阀、油水分离罐排水泵、排水阀、集水罐排水泵、排水阀、进气电磁阀组成执行系统。

作为改进，控制方法为智能控制器按用户设定的时间周期启动，先打开进油阀、启动进油泵，当没有进油泵时开启真空泵变频器启动真空泵，同时启动油品污染度在线检测单元，将检测数据与用户设定值对比，当检测数据超过用户设定值则运行进油泵和真空泵，并根据油中水分含量通过真空泵变频器调整真空度，根据加热罐液位计和加热罐温度传感器温度值启停加热器1、2以保证快速加热和维持设定恒温温差在2℃以内、根据真空罐液位控制器启停出油泵、根据红外线光电开关检测是否有油泡升高而控制进气电磁阀开闭，当进油压力传感器、出油压力传感器超出设定范围时启动报警器，同时关闭加热器、相继关闭进油泵、出油泵、真空泵和其他设备。分离罐油水界面仪达到设定上限值时打开排水阀和分离罐排水泵、低于设定下限值时关闭，集水罐水位控制器达到设定上限值时打开排水阀和集水罐排水泵、低于设定下限值时关闭。进油泵、出油泵、真空泵运行异常时启动报警器，并按顺序关闭加热器、关闭真空泵、关闭进油泵、关闭进油阀、关闭排油泵、关闭其他部件。

再改进，所述智能控制器是采用集成LCD控制器的ARM处理器做为控制器的核心，利用其总线扩展器GPIO资源加上隔离、保护电路做为数字量的输入、输出端口，其集成的SPI接口或IIC接口扩展ADC、DAC芯片及保护电路做为模拟量的输入、输出端口及触摸屏的接口，其集成的USB、UART等端口做为调试、程序下载接口，其集成的网口控制器、UART控制器、CAN总线控制器加上相应的收发器(RS232、RS485等)及保护电路做为实时数据通信端口，另外，还可以通过总线扩展各类型的接口。实现数据采集、现场控制、人机交互、数据传输。其软件技术方案是：采用Uboot做系统引导，Linux操作系统内核，各种接口驱动程序集成于内核，Qt实现图形界面管理，Qt跨平台应用开发平台Qt Creator(C++)做应用开发。所有输入接口驱动程序采用中断方式通知应用程序，应用程序采用Qt独特的信号(SIGNAL)与槽(SLOT)机制，保证输入状态和内部事件的及时响应，提高响应速度。

该智能控制器将传统控制器、人机交互模块、通信模块集成于一体，除具有以上各模块的功能外，节省了通信接口占用，提高了通信效率和实时性，降低了软件设计和调试的复杂度，提升了系统的集成度和可靠性。

与现有技术相比，本发明通过开发基于Arm核心处理器的智能控制器以及科学合理的控制方案，实现了自动检测、净化一体净油机的智能运行，无人值守、高效节能，且使得油品从传统的按期换油转变为按质换油成为可能，对降低用油设备故障延长设备使用寿命，以及全行业的节能环保有着重大的意义，亟待推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例的智能控制分布图；

图2为本发明实施例的控制原理图；

图3为本发明实施例的控制方案图；

图4为本发明实施例的智能控制器结构原理图；

图5为本发明实施例的智能控制器接线示意图；

图6为本发明实施例的控制器外观结构图；

图7为本发明实施例软件结构性流程图

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1、图2所示，本实施例是针对自动检测、净化一体净油机实现智能控制。设备的组成主要包括：进油阀、进油泵(当用于低粘度油净化时不设进油泵，通过真空泵吸油)、进油管路上的压力传感器1、粗滤器、油品质在线检测单元(主要检测油中水分和颗粒污染度，但不限于这两个参数)、加热罐(内有两级加热器1、2和液位计、温度传感器)、油水分离罐(设有油水界面仪、排水阀1和排水泵1)、真空罐(设有压力传感器3、红外线光电开关、进气电磁阀、液位控制器)、冷凝器、集水罐(上有水位控制器、排水阀和排水泵2)、真空泵(由真空变频器控制)、出油泵、出油管路的压力传感器2、精滤器、出油阀组成。

各部件作为输入、输出信号与智能控制器连接组成数据采集和控制部分。数据采集部分采集的信息包括：油品质在线检测单元的检测数据、加热罐液位数据、加热罐温度数据、真空罐压力数据、真空罐液位数据、红外线开关状态、油水界面仪状态、压力传感器1、2数据、集水罐液位控制器状态、进油泵状态、真空泵状态、出油泵状态、排水泵1、2状态。控制部分包括：油品质在线检测单元的启停、进油阀、出油阀的开闭、进油泵、出油泵的启停、真空泵的调节、排水泵1、2的启停、加热器1、2的启停、消泡阀的开闭、报警器开、闭。

图3给出的控制方法为：智能控制器根据用户设定的启动周期(比如8小时)，按

启动自检程序、自检异常则报警，自检正常时启动进油阀和进油泵(没有进油泵时启动进油阀和真空泵)、再启动油品质在线检测单元，将该检测单元的检测数据与用户设定的标准值对比(例如油中颗粒污染度和水分是否超标)，如果不超标则停机，如果超标则运行整体设备，根据真空罐压力传感器3数据控制真空泵变频器运行使真空度维持在设定范围内，加热罐液位达到一定值且温度低于设定值时启动加热器1、2两组同时工作，当温度接近设定温度(低于设定温度2℃)时维持一组加热器工作，超过设定温度范围2℃则加热器停止工作，真空罐液位达到上限时，出油泵和出油阀启动，进油阀和进油泵关闭，真空罐液位达到下限时，出油泵和出油阀关闭、进油阀和进油泵开启，当油水界面仪液位达到设定上限时排水泵1和排水阀1打开向外排水，当油水界面仪液位达到设定下限时排水泵1和排水阀1关闭，当集水罐的水位控制器液位达到设定上限时，排水泵2和排水阀2打开向外排水，当水位控制器液位达到设定下限时，排水泵2和排水阀2关闭，当真空罐内有气泡向上涌到设定位置时，红外线光电开关打开，此时进气电磁阀将打开放入一部分空气、使真空罐内气泡破裂、下降到设定位置红外线光电开关关闭，进气电磁阀关闭，当进油泵、出油泵、真空泵、排水泵1、2中的一个或多个位置出现运行异常以及压力传感器1、2的数据超过设定值时，启动报警器，同时按如下顺序停机：停加热器1、2、停真空泵、停进油泵、停出油泵、停其他设备。

图4是智能控制器的结构原理图，智能控制器由电源模块、存储模块、接口和集成LCD控制器的ARM处理器组成，处理器集成有通用输入端口和通用的输出端口、SPI控制器、液晶屏控制器、网络控制器、串口控制器、USB控制器、CAN总线控制器。电源模块输入电压DC24V，经DC／DC模块输出各路电压。ARM处理器通过外部总线与存储模块连接，开关量的输入通过隔离保护与通用输入端口连接，开关量输出信号是由通用输出端口通过隔离保护向外输出，模拟量输入、输出、触摸屏输入通过SPI接口模数、数模转换器转换完成，液晶屏控制器与液晶屏连接传递显示信号，网络控制器通过隔离保护实现外部网络通信，串口控制器通过隔离保护实现串行接口通信，USB控制器通过隔离保护实现USB接口通信，CAN总线控制器通过隔离保护实现CAN接口通信。

图5为智能控制器各接口接线示意图，各输入、输出及通信线路通过相应接口与智能控制器连接。图6智能控制器外观结构图，其外形为扁平长方体结构，矩形正面为触摸屏和液晶屏，侧向为输入、输出端口和通信接口，核心处理器置于该结构内部。

图7为智能控制器软件结构性流程图，系统启动时首先是上电复位，接下来引导程序U-boot启动、内核启动、加载设备驱动程序、启动应用程序。

Claims (4)

1.一种自动检测、净化一体净油机控制方法，由智能控制器、加热罐液位计、加热罐温度传感器、油品质在线检测单元、真空罐压力传感器、红外线光电开关、真空罐液位计、出油泵压力传感器、油水分离罐的油水界面仪、集水罐水位控制器、进油泵、出油泵、真空泵、排水泵组成数据采集系统，再由智能控制器与报警器、油品质在线检测单元、进油泵、进油阀、真空泵变频器、加热器、出油泵、出油阀、油水分离罐的排水泵1、排水阀1、集水罐的排水泵2、排水阀2、进气电磁阀组成控制部分，其特征在于控制方法为：智能控制器根据用户设定的启动周期，按时启动自检程序、自检异常则启动报警器，自检正常时启动进油阀和进油泵、再启动油品质在线检测单元，将该检测单元的检测数据与用户设定的标准值对比，如果不超标则停机，如果超标则运行整体设备，根据真空罐压力传感器3数据控制真空泵变频器运行、使真空度维持在设定范围内，加热罐液位达到一定值且温度低于设定值时启动加热器1、2两组同时工作，当温度接近设定温度时维持一组加热器工作，超过设定温度范围2℃则加热器停止工作，真空罐液位达到上限时，出油泵和出油阀打开，进油阀和进油泵关闭，真空罐液位达到下限时，出油泵和出油阀关闭、进油阀和进油泵开启，当油水界面仪液位达到设定上限时排水泵1和排水阀1打开向外排水，当油水界面仪液位达到设定下限时排水泵1和排水阀1关闭，当集水罐的水位控制器液位达到设定上限时，排水泵2和排水阀2打开向外排水，当集水罐的水位控制器液位达到设定下限时，排水泵2和排水阀2关闭，当真空罐内有气泡向上涌到设定位置时，红外线光电开关打开，进气电磁阀打开，进入的空气使真空罐内气泡破裂、下降到设定位置时红外线光电开关关闭，进气电磁阀关闭，当进油泵、出油泵、真空泵、排水泵1、2中的一个或多个位置出现运行异常以及压力传感器1、2的数据超过设定值时，启动报警器，同时按如下顺序停机：停加热器1、2、停真空泵、停进油泵、停出油泵、停其他设备。

2.一种自动检测、净化一体净油机智能控制器，由电源模块、存储模块、接口和集成LCD控制器的ARM处理器组成，其特征在于：处理器集成有通用输入端口和通用输出端口、SPI控制器、液晶屏控制器、网络控制器、串口控制器、USB控制器、CAN总线控制器，电源模块输入电压DC24V，经DC／DC模块输出各路电压，ARM处理器通过外部总线与存储模块连接，开关量的输入通过隔离保护与通用输入端口连接，开关量输出信号是由通用输出端口通过隔离保护向外输出，模拟量输入、输出、触摸屏输入通过SPI接口模数、数模转换器转换完成，液晶屏控制器与液晶屏连接传递显示信号，网络控制器通过隔离保护与外部网络连接通信，串口控制器通过隔离保护与串行接口连接通信，USB控制器通过隔离保护与USB接口连接通信，CAN总线控制器通过隔离保护与CAN接口连接通信。

3.根据权利要求2所述的自动检测、净化一体净油机智能控制器，其特征在于：其外形为扁平长方体结构，矩形正面为触摸屏和液晶屏，侧向为输入、输出端口和通信接口，核心处理器置于该结构内部。

4.根据权利要求2所述的自动检测、净化一体净油机智能控制器，其特征在于：其软件系统启动流程为：首先是上电复位，接下来引导程序U-boot启动、内核启动、加载设备驱动程序、启动应用程序。

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