CN107728659A - 智能放油控制系统及智能放油控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能放油控制系统及智能放油控制方法，属于智能检测与控制技术领域。智能放油控制系统，包括液位检测系统、CPU控制模块和放油控制模块，液位检测系统包括两个或两个以上的液位计，每个液位计分别检测储液箱体内的液满状态。智能放油控制方法包括液位实时监测、液位检测故障自检、放油及液位检测故障告警。本发明的智能放油控制系统和控制方法，通过设置多个液位计分别检测储油箱体的液满状态，不仅大大减小了因液位计损坏导致的废油溢出风险，还为液位检测系统的故障自检提供了可能，能够实现液位检测系统故障的及时上报并进行告警，大大降低了智能放油控制系统维护的人力消耗，降低了设备维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能放油控制系统及智能放油控制方法，属于智能检测与控制技术领域。
背景技术
餐厨油脂是指存在于餐厨垃圾中的可回收的废弃油脂。现有的餐厨废油回收方法是：先对餐厨垃圾进行固液分离，得到餐厨固渣和餐厨废液，然后对餐厨废液进行油水分离得到餐厨废油和餐厨废水，然后对餐厨废油进行回收和再利用。餐厨废油可作为生产生物柴油、肥皂、洗洁精、化妆品等化学产品的原料。合理回收餐厨废油不仅能避免餐厨废油进入下水道造成下水管网堵塞，还能作为下游产品的生产原料，具有极高的经济效益。
申请公布号为CN106673126A的中国发明专利申请，公开了一种智能油水分离机，包括油水分离腔、溢流腔和油箱，油水分离腔的出油口与油箱的进油口连通，油水分离腔的排水口与溢流腔的进水口连通。油水混合液体在油水分离腔内进行油水分离，分离后得到的油脂在油箱内暂存，分离后得到的水层由溢流腔排出油水分离机。油箱内设置有抽油泵、底部液位计、上液位计和加热棒。加热棒使油箱内的餐饮废油保持呈液体的状态。底部液位计和上液位计分别监测并上报油箱内的液位状态。当液位到达上液位计的高度时，启动抽油泵抽油，当液位计到达底部液位计时，关闭抽油泵，停止抽油。上述智能油水分离机实现了放油过程的智能检测与控制，但是由于餐厨废油中含有大量的水分、杂质，具有高盐、高有机物的特点，在使用过程中液位计容易发生损坏或使用故障。当液位计发生损坏或者使用故障时，油箱的液满信号就无法及时上报，会导致油箱内的餐饮油脂溢出油箱，不仅污染设备，增加设备的清洗工作，还容易流入城市下水道管网，堵塞下水道，并且为不法分子提炼地沟油提供了原料，严重威胁人们的饮食健康与安全。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的餐饮废油中液位计容易损坏，导致油箱放油故障的上述不足，提供一种智能放油控制系统，该智能放油控制系统为智能放油控制系统的液位检测故障自检提供了物理部件支撑，配合相应的控制模块，放油控制系统能够进行液位检测故障自检，避免因液位计损坏导致油满溢出的问题。进一步地，提供一种基于上述智能放油控制系统的智能放油控制方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
智能放油控制系统，包括液位检测系统、CPU控制模块和放油控制模块，液位检测系统和放油控制模块分别与CPU控制模块连接并通讯，液位检测系统检测储油箱体内的液位状态并将该液位状态上报给CPU控制模块，CPU控制模块根据该液位状态向放油控制模块发送放油命令，放油控制模块执行该放油命令，所述液位检测系统包括液位检测模块和液位计，液位检测模块和液位计连接并通讯，液位检测模块和CPU控制模块连接并通讯，所述液位计包括两个或两个以上，每个液位计分别检测储油箱体内的液满状态。本发明的智能放油控制系统，通过设置多个相互独立工作的液位计同时检测储油箱体内的液满状态，分别上报液满状态，避免了单个液位计失灵或损坏引起的液位检测故障，进而减小餐厨油脂溢出污染设备并且降低餐饮废油流入下水道的造成下水道堵塞的风险。进一步的，本发明的智能放油控制系统，通过设置多个相互独立工作的液位计分别检测储油箱体的液满状态，还在于为液位检测系统的故障自检提供了物理设备支撑：以液位检测模块检测到液满信号的时间为初始时间t0，在t0至t0+T的时间内，若液位检测模块检测到的液满信号个数a小于液位计的个数n，则认定部分液位计出现故障，若液位计出现故障超出一定次数N，则液位检测系统则进行故障上报，其中T为根据实际情况进行设定的自检超实时长。本发明的智能放油控制系统，通过设置多个液位计检测储油箱体的液满状态，不仅大大减小了因液位检测系统故障导致的废液溢出风险，还为液位检测系统的故障自检提供了可能，能够实现液位检测系统故障的及时上报并进行告警，大大降低了智能放油控制系统维护的人力消耗，降低了设备维护成本。
作为本发明的优选方案，所述液位计的个数为两个。两个液位计相比一个液位计能够大大降低液位检测故障，相比于3个或者3个以上液位计，除了能减少液位检测系统的成本外，还能简化液位检测的自检逻辑，液位自检更容易实现，且维护成本低。
作为本发明的优选方案，所述液位计为浮球液位开关。浮球液位开关相比于其他类别的液位计，价格更加低廉且在使用过程中不容易损坏、使用寿命更长。
作为本发明的优选方案，所述液位计为鸭嘴式浮球液位开关。鸭嘴式浮球液位开关相比于其他类别的浮球液位开关浮子与定子的活动连接部位接触面积更小，浮子随液面活动的过程中受到所检测的液体的环境影响更小。如，废液中含有大量的花椒、辣椒等面、皮或颗粒状悬浮，使用常规的浮球液位开关容易出现活动的浮子被花椒、辣椒面被卡主的而影响液位检测的现象，进而导致液位检测故障，而使用鸭嘴式浮球液位开关作为液位计，这种概率就大大减小；更进一步的，当餐厨废液为凝固点较低的动物油脂时，当有部分固态油脂聚集在液位计浮子和定子的连接部位时，由于常规浮球液位开关的浮子与定子的接触面积大，这种故障容易发生且很难消除，而使用鸭嘴式浮球液位开关则能够大大减小这种故障发生的概率，液位检测系统工作更稳定更准确。
作为本发明的优选方案，两个所述液位计安装的竖直高度差小于等于1cm。两个液位计的竖直高度差小于1cm可以减少出现液位故障自检误报或频繁上报的现象发生，如液位刚好到达两个液位计竖直高度之间的位置停止进料，其中一个液位检测到液满信号，另一个液位计一直无法检测到液满信号，液位检测装置发出液位检测故障告警，但是维修液位检测系统是，发现液位计未出现检测故障。优选的，安装时，两个所述液位计位于同一水平高度。
作为本发明的优选方案，智能放油控制系统还包括故障告警系统，故障告警系统与CPU控制模块通讯连接；故障告警模块用于接收并执行CPU控制模块的故障告警命令。连接故障告警系统能够在智能放油系统发生故障时进行自动告警，起到自动提醒的功能。
一种智能放油控制方法，包括以下步骤：
（1）液位实时监测：n个相互独立的液位计分别实时监测储油箱体内的液满状态，n≥2；当检测到有液满信号时，进入步骤（2）；
（2）液位检测故障自检：记检测到液满的时间为初始时间t0，在t0至t0+T的时间内，记检测到的液满信号个数为a；若a=n，则进入步骤（3）；若a＜n，则进入步骤（4）；
（3）启动放油，待放油完成后进入步骤（1）；
（4）启动放油并进行液位检测故障告警，待放油完成且故障消除后，进入步骤（1）。
上述智能放油控制方法，步骤（1）中，多个相互独立工作的液位计，分别对储油箱体的液满状态进行检测，只要其中一个液位计检测到液满状态即上报液满状态，解决了在高盐、高水分、高悬浮颗粒的废液中液位计容易损坏，导致液位检测系统故障频发进而无法正常工作的现象发生，避免了因液位计损坏导致的液满检测失灵导致的废液溢流问题，延长了液位检测系统的维护周期。步骤（2）中，在液满状态下，液位检测系统进行液位故障自检，通过比较在超时时间T内的液满信号个数a与实际设计能够检测液满状态的液位计n的关系，确定液位检测系统中的液位计是否损坏，无（即a=n）则进入步骤（3）启动储油箱的放油功能，待放油完成后，进入步骤（1）重新进行储油箱体内的液位实时监测；有（即a＜n）则进入步骤（4）启动储油箱的放油功能并进行故障告警，待放油完成且故障消除后，进入步骤（1）重新进行液位监测，完成整个放油流程和液位检测系统的故障自检过程。本发明的智能放油控制方法，不仅能够减小液位检测故障的发生概率，还能进行液位故障自检，排除液位计损坏导致的液位故障隐患，可适用于易损坏液位计的高盐、高水分、高悬浮颗粒、高复杂环境的等类似废液、废油。
作为本发明的优选方案，在步骤（1）之前，建立并初始化液位检测故障记录次数N，记N=0；在步骤（3）中，修改N=0，待放油完成后进入步骤（1）；在步骤（4）中，修改故障记录次数N=N+1；若N＜Nmax，不进行液位检测故障告警，待放油完成后直接进入步骤（1）；若N≥Nmax，进行液位检测故障告警，记N=0，待放油完成且故障消除后进入步骤（1）。上述智能放油控制方法，通过建立液位检测系统的故障记录次数N，每出现一次液位检测故障（a＜n），记N=N+1；在允许出现检测故障最大次数Nmax范围内，仅进行故障次数记录修改，不进行液位检测故障告警；当检测故障记录次数达到或超过Nmax时，才进行液位检测故障告警，其中Nmax可以根据实际情况进行动态设定，如Nmax=5，Nmax=10等等；并且，在设定的故障记录次数Nmax内，如果重新检测到所有液位计无检测故障，则初始化故障记录次数N，记N=0，N重新计数，中途不进行故障告警。本发明的智能放油控制方法，通过建立故障记录次数N并通过次数N控制检测系统故障告警的间隔时间频率，可以避免因暂时性液位故障引起的液位检测系统自检故障误报或频繁上报的现象发生，进而延长设备维护周期，降低设备维护成本。特别说明，这种液位检测系统在铺设范围广、液位检测故障率高的设备中，优势尤为突出。暂时性液位故障包括且不限于以下现象：（1）液位计暂时性失灵，（2）液位计因废液中的悬浮物遮挡、卡主等无法发送液满信号，但液位降低后，该现象消除，液位计又恢复正常工作状态，（3）因设备安装不平导致液位计在竖直方向上存在较大高度差，液满位置刚好位于液位计之间的高度，进而出现部分液位计液无法检测到液满信号，待重新进液后，该现象消除。
作为本发明的优选方案，在步骤（2）中，T随N的变大而逐渐延长。T随N的增加而逐渐延长，可以避免因T太短而导致液位检测系统故障误报的概率升高或故障频繁上报的现象发生，因T太长而导致液位检测系统出现故障无法上报进而导致废液溢出的现象发生，不仅提高液位检测系统故障自检的准确性、可靠性，还能提高自检效率。优选的，T随N的变化关系为：T=T+NT。
作为本发明的优选方案，n=2，即液位计的个数为2。液位计的个数为2，既能保证液位检测的准确性，还能减少使用的成本，简化控制程序，检测设备的维护成本更低。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明的智能放油控制系统，通过设置多个液位计分别检测储油箱体的液满状态，不仅大大减小了因液位检测系统故障导致的废液溢出风险，还可以为液位检测系统的故障自检提供了可能，能够实现液位检测系统故障的及时上报并进行告警，大大降低了智能放油控制系统维护的人力消耗，降低了设备维护成本。
2、液位计选用鸭嘴式浮球液位开关，相比于其他类型的液位计更不容易损坏，相比于其他类别的浮球液位开关浮子与定子的活动连接部位接触面积更小，浮子随液面活动的过程中受到所检测的液体的环境影响更小。
3、两个液位计的高度差小于1cm可以减少出现液位故障自检误报或频繁上报的现象发生。
4、本发明的智能放油控制方法，通过设置多个液位计分别检测储油箱体的液满状态，不仅能够减小液位检测故障的发生概率，还能进行液位故障自检，排除液位计损坏导致的液位故障隐患，可适用于易损坏液位计的高盐、高水分、高悬浮颗粒、高复杂环境的等类似废液、废油。
5、本发明的智能放油控制方法，通过建立故障记录次数N并通过次数N控制检测系统故障告警的间隔时间频率，可以避免因暂时性液位故障引起的液位检测系统自检故障误报或频繁上报的现象发生，进而延长设备维护周期，降低设备维护成本。
6、本发明的智能放油控制方法， T随N的增加而逐渐延长，液位检测系统故障自检的准确性更高、可靠性更好，且自检效率高。
附图说明：
图1是实施例1的系统安装结构图；
图2为另一种浮球液位开关的结构示意图；
图3为实施例1的系统结构图；
图4为实施例2的方法流程图。
图中标记：
1-储油箱体，2-液位计一，3-液位计二，4-定子，5-浮子，6-浮球液位开关的数据处理中心，7-通讯线，8-抽油泵，9-输油管。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1、图3所示，实施例1的智能放油控制系统，包括：
液位检测系统：包括液位检测模块、液位计一2和液位计二3，液位计一2和液位计二3分别与液位检测模块连接并通讯。液位计一2和液位计二3均为鸭嘴式浮球液位开关，液位计一2和液位计二3均安装于储油箱体1内，且两个液位计的位于同一水平高度。
放油控制模块：放油执行模块与安装于储油箱体1内的抽油泵8的电源开关连接，放油执行模块可以控制抽油泵8的电源开关的开闭。
故障告警系统：包括故障告警模块、显示屏和声光报警装置，显示屏和声光报警装置分别与故障告警模块连接并通讯。声光报警装置可以是具有声光报警功能的蜂鸣器。
CPU控制模块：CPU控制模块分别与液位检测模块、放油控制模块以及故障告警模块连接并通讯。
图1是实施例1的系统安装结构图，图3是实施例1的系统结构图。实施例1的放油控制系统工作流程如下：
液位计一2和液位计二3分别检测储油箱体1内的液满状态，其中任意一个液位计检测到有液满信号时，液满信号自动传送给液位检测模块。液位检测模块接收到该液满信号后，将该液满状态上报给CPU控制模块。同时液位检测模块进行液位检测故障自检：记检测到液满信号时的时间为初试时间t0，在超时时间T内（即t0至t0+T的时间内），两个液位计同时有效，则液位检测正常，若超时时间T内只有一个液位计有效，则判定液位检测故障；或，记录液位失效一次，待下次液满之后重复液位检测上述液位故障检测，连续五次出现仅一个液位有效，则判定液位检测故障。判定液位检测故障后，液位检测模块向 CPU控制模块上报液位检测故障，CPU控制模块向故障告警模块发出液位故障告警命令，显示屏和声光报警装置发出液位故障告警信号。液位检测故障完成后， CPU控制模块根据该液满状态向放油控制模块发送放油命令，放油控制模块执行该放油命令，启动抽油泵8工作进行抽油，通过输油管9将储油箱体1内的油抽出。
图2是本发明提供的另一种浮球液位开关的结构示意图，其中定子4为竖直的长杆，浮子5套接在定子4上，且浮子5能沿定子4上下滑动。浮球液位开关的数据处理中心6位于定子4的上端，浮球液位开关的数据处理中心6能够根据浮子5在定子4上的高度计算储液箱体1内的液位高度。当使用图2所述的浮球液位开关时，定子4竖直的安装于出液箱体内，浮子5浮于液体的上表面，当储液箱体1内的液位发生改变时，浮子5随液位的升高的向上移动。浮球液位开关的数据处理中心6根据浮子5在定子4上的上升距离计算液位的高度，并通过通讯线7将液位的数据传送给液位检测模块。两个如图2所示的浮球液位开关安装于储油箱体1内时，两个浮球液位开关的浮子5浮于液面上，总是位于同一水平高度。两个该浮球液位开关可以替换图1中液位计一2和液位计二3，用于分别监测储油箱体中的液位。
实施例2
实施例2的智能放油控制方法基于实施例1的智能放油控制系统。如图4所示，实施例2的智能放油控制方法包括以下步骤：
（1）液位检测模块中，建立并初始化液位检测故障记录次数N，记N=0；
（2）液位检测系统进行液位实时监测：液位计一2和液位计二3分别实时监测储油箱体1内的液满状态；当液位计一2或液位计二3检测到有液满信号时进入步骤（3）；
（3）液位检测系统进行液位检测故障自检：记检测到液满的时间为初始时间t0，在t0至t0+T的时间内，记检测到的液满信号个数为a；若a=2，液位检测模块判定检测系统无故障，然后进入步骤（4）；若a＜2，则进入步骤（5）；
（4）CPU控制模块向放油执行模块发送放油指令，放油执行模块闭合抽油泵电源开关启动放油；待放油完成后，进入步骤（1）；
（5）CPU控制模块向放油执行模块发送放油指令，放油执行模块闭合抽油泵电源开关启动放油；放油完成后，液位检测模块修改故障记录次数N=N+1；若N＜5，则记T=T+NT，然后进入步骤（2）；若N≥5，则液位检测模块判定液位检测故障并向CPU控制模块发出液位检测故障信号；然后CPU控制模块向故障告警模块发出液位检测故障告警命令，故障告警模块启动声光报警装置并在显示屏进行故障告警显示，待故障消除后，进入步骤（1）。
Claims (10)
1.智能放油控制系统，包括液位检测系统、CPU控制模块和放油控制模块，液位检测系统和放油控制模块分别与CPU控制模块连接并通讯，液位检测系统检测储油箱体内的液位状态并将该液位状态上报给CPU控制模块，CPU控制模块根据该液位状态向放油控制模块发送放油命令，放油控制模块执行该放油命令，其特征在于：所述液位检测系统包括液位检测模块和液位计，液位检测模块和液位计连接并通讯，液位检测模块和CPU控制模块连接并通讯，所述液位计包括两个或两个以上，每个液位计分别检测储油箱体内的液满状态。
2.根据权利要求1所述的智能放油控制系统，其特征在于：所述液位计的个数为两个。
3.根据权利要求2所述的智能放油控制系统，其特征在于：所述液位计为浮球液位开关。
4.根据权利要求3所述的智能放油控制系统，其特征在于：所述液位计为鸭嘴式浮球液位开关。
5.根据权利要求4所述的智能放油控制系统，其特征在于：两个所述液位计安装的竖直高度差小于等于1cm。
6.根据权利要求5所述的智能放油控制系统，其特征在于：安装时，两个所述液位计位于同一水平高度。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的智能放油控制系统，其特征在于：智能放油控制系统还包括故障告警系统，故障告警系统与CPU控制模块通讯连接；故障告警模块用于接收并执行CPU控制模块的故障告警命令。
8.一种智能放油控制方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）液位实时监测：n个相互独立的液位计分别实时监测储油箱体内的液满状态，n≥2；当检测到有液满信号时，进入步骤（2）；
（2）液位检测故障自检：记检测到液满的时间为初始时间t0，在t0至t0+T的时间内，记检测到的液满信号个数为a；若a=n，则进入步骤（3）；若a＜n，则进入步骤（4）；
（3）启动放油，待放油完成后进入步骤（1）；
（4）启动放油并进行液位检测故障告警，待放油完成且故障消除后，进入步骤（1）。
9.根据权利要求8所述的智能放油控制方法，其特征在于：
在步骤（1）之前，建立并初始化液位检测故障记录次数N，记N=0；
在步骤（3）中，修改N=0，待放油完成后进入步骤（1）；
在步骤（4）中，修改故障记录次数N=N+1；若N＜Nmax，不进行液位检测故障告警，待放油完成后直接进入步骤（1）；若N≥Nmax，进行液位检测故障告警，记N=0，待放油完成且故障消除后进入步骤（1）。
10.根据权利要求9所述的废液液位检测方法，其特征在于：在步骤（2）中，T随N的变大而逐渐延长。
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