CN203025592U

CN203025592U - 一种餐厨垃圾处理的控制系统

Info

Publication number: CN203025592U
Application number: CN 201320020664
Authority: CN
Inventors: 张能耀; 罗建利; 王馨; 白雪松
Original assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Changsha Zoomlion Environmental Industry Co Ltd
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2023-01-15

Abstract

本实用新型涉及自动控制技术，尤其涉及一种餐厨垃圾处理的控制系统，以提高餐厨垃圾处理系统的工作效率。一种餐厨垃圾处理的控制系统，包括：多个温度传感器，分别安装对在对餐厨垃圾进行处理的各个蒸煮釜或反应罐上，且每一个蒸煮釜或反应罐上安装至少一个温度传感器；多个分管路蒸汽阀，分别安装在各个蒸煮釜或反应罐的蒸汽进气管路上；分别控制一个分管路蒸汽阀的开度的多个第一比例电磁阀；控制器，分别信号连接每一个温度传感器和第一比例电磁阀，根据各个温度传感器检测到的温度值，分别通过各个第一比例电磁阀调节相应分管路蒸汽阀的开度以将每一个蒸煮釜或反应罐中的温度和目标温度值之间的差值控制在设定差值范围内。

Description

一种餐厨垃圾处理的控制系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术，尤其涉及一种餐厨垃圾处理的控制系统。

背景技术

随着城市餐厨垃圾数量的急剧增大和地沟油、垃圾猪的出现，以及对餐厨垃圾资源化利用和无害化处理高度重视。如何处理并利用好餐厨垃圾成为当代科学研究的重点。由于餐厨垃圾成分复杂，含油、盐、有机物丰富且水分含量较高，易腐蚀产生各种病菌和病原菌，需对其进行有效的处理才能实现其无害化和资源化。

现有餐厨垃圾处理系统如图1所示，餐厨垃圾需要在蒸煮釜或反应罐中进行预热、水解、杀菌、提取油脂和干燥粉化，其中预热过程需要利用蒸汽对蒸煮釜或反应罐进行加热，每一个蒸煮釜或反应罐分别通过蒸汽管道连通锅炉的蒸汽出口，每一条管道上分别有一个分管道阀门进行单独控制，在锅炉的蒸汽出口处设置有一个总阀门进行集中控制，锅炉产生的饱和蒸汽经阀门进入各个蒸煮釜或反应罐，在蒸煮釜或反应罐中对餐厨垃圾预热后，形成的水汽混合物再排出蒸煮釜或反应罐。

由于餐厨垃圾处理系统会包含多个蒸煮釜和反应罐，对餐厨垃圾的处理需要一定的压力和温度，为提高工作效率保证安全，如何对多个蒸煮釜、反应罐的温度以及管道中的蒸汽压力进行有效控制则显得非常重要。

实用新型内容

本实用新型提供一种餐厨垃圾处理的控制系统，以提高餐厨垃圾处理系统的工作效率。

一种餐厨垃圾处理的控制系统，包括：

多个温度传感器，分别安装在对餐厨垃圾进行处理的各个蒸煮釜或反应罐上，且每一个蒸煮釜或反应罐上安装至少一个温度传感器；

多个分管路蒸汽阀，分别安装在各个蒸煮釜或反应罐的蒸汽进气管路上；

分别控制一个分管路蒸汽阀的开度的多个第一比例电磁阀；

控制器，分别信号连接每一个温度传感器和第一比例电磁阀，根据各个温度传感器检测到的温度值，分别通过各个第一比例电磁阀调节相应分管路蒸汽阀的开度并将每一个蒸煮釜或反应罐中的温度和目标温度值之间的差值控制在设定差值范围内。

所述的控制系统，进一步还包括：

多个压力传感器，分别安装在每一个分管路蒸汽阀前端的蒸汽进气管路中；

总管路蒸汽阀，安装在锅炉蒸汽出口的总管路上，所述总管路通过各个分管路蒸汽阀连通每一个蒸煮釜或反应罐的蒸汽进气管路；

控制总管路蒸汽阀开度的第二比例电磁阀；

所述控制器还分别信号连接每一个压力传感器以及第二比例电磁阀，根据各个压力传感器检测到的蒸汽压力值，通过第二比例电磁阀将总管路蒸汽阀调节到相匹配的开度。

一种餐厨垃圾处理的控制系统，包括：多个压力传感器，分别安装在各个蒸煮釜或反应罐的蒸汽进气管路中，且位于每一个分管路蒸汽阀的前端；

控制总管路蒸汽阀开度的第二比例电磁阀；

控制器，分别信号连接每一个压力传感器以及第二比例电磁阀，根据各个压力传感器检测到的蒸汽压力值，通过第二比例电磁阀将总管路蒸汽阀调节到相匹配的开度。

采用上述控制系统，控制器根据设定的目标温度值，基于设定的控制算法控制各个蒸煮釜或反应罐的分管路蒸汽阀，利用分管路蒸汽阀的开度调整进入的蒸汽量，从而达到调节温度的目的，实现温度的伺服控制，从而提高整个餐厨垃圾处理系统的工作效率。

在上述控制系统中，压力传感器安装在各个反应罐、蒸煮釜蒸汽阀的前端，用来测量各个分管道的压力值，控制器通过各个分管道的压力值控制总蒸汽阀门的开度，从而协调控制各个分管道的压力值，使蒸煮釜、反应罐在工作情况下能够快速加热达到预设温度值，进一步提高整个餐厨垃圾处理系统的工作效率。

附图说明

图1为现有餐厨垃圾处理系统结构示意图；

图2为本实用新型提供的第一种餐厨垃圾处理的控制系统结构示意图；

图3为本实用新型提供的第二种餐厨垃圾处理的控制系统结构示意图；

图4为本实用新型中的控制算法示例图。

具体实施方式

为保证餐厨垃圾处理系统的安全，本实用新型提供一种餐厨垃圾处理的控制系统，以自动控制餐厨垃圾处理过程中的温度和蒸汽，在餐厨垃圾处理系统工作时，利用压力传感器实时监测各个分管道上的压力，利用温度传感器实时检测各个蒸煮釜或反应罐的温度，并选择电磁阀控制蒸汽量，从而将蒸煮釜和反应罐中的温度和压力控制在安全范围内。当然，根据需要，也可以仅仅根据温度进行控制，或者仅仅根据蒸汽压力进行控制。

如图2所示，为本实用新型提供的第一种餐厨垃圾处理的控制系统结构示意图，以实现对餐厨垃圾处理的温度控制，该控制系统主要包括：

多个温度传感器11，分别安装在对餐厨垃圾进行处理的各个蒸煮釜或反应罐上，且每一个蒸煮釜或反应罐上安装至少一个温度传感器；

多个分管路蒸汽阀21，分别安装在各个蒸煮釜或反应罐的蒸汽进气管路上；

分别控制一个分管路蒸汽阀的开度的多个第一比例电磁阀22；

控制器31，分别信号连接每一个温度传感器和第一比例电磁阀22，根据各个温度传感器11检测到的温度值，分别通过各个第一比例电磁阀22调节相应分管路蒸汽阀21的开度，以将每一个蒸煮釜或反应罐中的温度和目标温度值之间的差值控制在设定差值范围内。

其中温度传感11可以安装在相应蒸煮釜或反应罐的下部，一般在蒸煮釜或反应罐的锥形部位，并采取侧安装的方式，用来测量蒸煮釜或反应罐的下部温度值。控制器31根据设定的目标温度值，基于设定的控制算法控制各个蒸煮釜或反应罐的分管路蒸汽阀，利用分管路蒸汽阀21的开度调整进入的蒸汽量，从而达到调节温度的目的，实现温度的伺服控制，从而提高整个餐厨垃圾处理系统的工作效率。

如图3所示，在上述控制系统的基础上，本实用新型提供的第二种餐厨垃圾处理的控制系统还可以进一步包括：

多个压力传感器41，分别安装在每一个分管路蒸汽阀前端的蒸汽进气管路中；

总管路蒸汽阀51，安装在锅炉蒸汽出口的总管路上，所述总管路通过各个分管路蒸汽阀连通每一个蒸煮釜或反应罐的蒸汽进气管路；

控制总管路蒸汽阀开度的第二比例电磁阀52；

控制器31还分别信号连接每一个压力传感器41以及第二比例电磁阀52，根据各个压力传感器41检测到的蒸汽压力值，通过第二比例电磁阀52将总管路蒸汽阀调节到相匹配的开度。

仍参见图3所示，为显示检测结果，控制器31还可以连接一个显示器61，显示器61用于显示各个温度传感器11和压力传感器41的检测结果。

为实现一键式启动或关闭控制，还可以设置一个控制按钮71，信号连接所述控制器31，实现对控制器31的开启或关闭控制。

上述控制系统中，压力传感器安装在各个反应罐、蒸煮釜蒸汽阀的前端，用来测量各个分管道的压力值，控制器通过各个分管道的压力值控制总蒸汽阀门的开度，从而协调控制各个分管道的压力值，使蒸煮釜、反应罐在工作情况下能够快速加热达到预设温度值，进一步提高整个餐厨垃圾处理系统的工作效率。

需要说明的是，对于各个蒸汽阀门的开度控制，也可以根据需要独立应用。

基于上述控制系统，为使蒸煮釜或反应罐内的餐厨垃圾能够快速的预热、水解、杀菌并提取尽量多的油脂，在蒸煮釜或反应罐的蒸汽阀门打开的情况下，须提供尽量多的饱和蒸汽，则锅炉蒸汽出口管路上的总蒸汽阀门的开度也须进行相应调整。各蒸煮釜和反应罐的蒸汽阀门若有关闭的情况下，锅炉处的总蒸汽阀为避免管道内压力过大，须相应减小总蒸汽阀的开度；若多个蒸煮釜和反应罐同时工作，为使各个蒸煮釜、反应罐能够迅速达到设定温度值，须相应增大总蒸汽阀门的开度。总蒸汽阀门能够根据各个蒸煮釜、反应罐分阀门打开、关闭的数量多少确定其开度的大小。下面以一个具体的控制流程进行详细说明，本领域技术人员可以根据自己控制需要确定所需的控制算法，并输入控制器执行。

如图4所示，一种控制算法的具体实现流程如下：

1.从上位机写入客户需求的目标温度值T₀至控制器；

2.在应用项目中，为了实现可靠的温度检测及控制，系统安装了温度传感器，控制器实时读取温度传感器的温度值T，并通过温度显示仪显示实时温度以便操作人员了解实时情况；

3.计算实际温度值与设定温度值的差值E=T₀-T，并将其作为PID算法的输入变量；

4.在按下按钮运行系统加热控制时，控制器内PID(比例-积分-微分控制)闭环控制算法以温度差值E为输入条件，经传统PID运算后得到输出控制电流(I_P)，打开电动执行器的开度根据实时温度自适应调节（控制器读取温度传感器的实时温度值T,并计算E。当T小于目标温度值T₀且差值E较大时，快速调节PID值使蒸汽阀门开度较大，从而快速加热；当差值E变小时（即实时温度达到设定温度±5°时），电动执行器慢慢的缩小开度，并保持一定的开度一段时间；当实时温度T大于100°时，关闭阀门，停止加热）。需要注意的是，PID控制算法的比例(P)、积分(I)及微分(D)参数需要在标准负载条件下，经过调试确定。

5.通过PLC的I/O口输出电流I_P，控制电动执行器的开度，电动球阀的开度与控制电流之间呈线性比例关系，其关系系数一般为恒定值或在调试时确定，从而控制蒸汽阀的开度，实现温度的自动控制。

就打开相应电动执行器控制对应蒸汽阀门，对蒸煮釜或反应罐进行加热，打开蒸汽阀门的开度能根据实时温度自适应的进行调节（当温度较低时，为快速达到设定温度值，系统自动将蒸汽阀门全部打开；当温度达到设定温度±5°时，蒸汽阀门慢慢的缩小开度，并保持一定的开度一段时间使餐厨垃圾能够充分的预热、水解、杀菌并提取油脂；当温度达到100°时，系统自动关闭相应电磁阀蒸汽阀门，停止对其加热）。从而达到对蒸煮釜、反应罐的温度进行自动调节。

以上实现了蒸煮釜和反应罐的温度自动控制。

蒸汽协调控制算法如下：

1.设定压力大小—电流输出曲线，并将这一影响考虑到整个餐厨垃圾处理系统中去。

在只考虑单个蒸煮釜或反应罐的情况下，其输出量可用一个线性关系描述：Y₂=kV，这里k为线性系数，V为蒸煮釜、反应罐的分蒸汽阀门的压力值，Y₂为电流输出量。

考虑多个蒸煮釜、反应罐同时工作的情况下：

Y₂=(n₀/n)Y+k₁(V’-V1)+k₁(V’-V2)+……+k_n(V’-Vn)

这里，Y为总蒸汽阀门全部打开时的电流值，n为反应罐、蒸煮釜的总个数，n₀为工作的蒸煮釜、反应罐个数，k₁，k₂,……,k_n为各反应罐、蒸煮釜蒸汽阀线性系数，V’为单个反应罐、蒸煮釜以最快速度加热到设定温度的最佳压力值，V1，V2…Vn为多个蒸煮釜、反应罐的实际压力值。

2.通过PLC的I/O口输出电流Y₂，通过比例电磁阀控制总管路蒸汽阀的开度，使其和各个分管路蒸汽阀的开度相匹配，最终实现蒸汽的协调控制。

以上的温度控制及蒸汽的协调控制，既能很好的快速加热到设定温度值，也能够合理分配多个管道内的蒸汽流量，从而保证整个餐厨垃圾处理系统的安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种餐厨垃圾处理的控制系统，其特征在于，包括：

分别控制一个分管路蒸汽阀的开度的多个第一比例电磁阀；

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：

控制总管路蒸汽阀开度的第二比例电磁阀；

3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，还包括：

显示器，连接所述控制器，显示各个温度传感器和压力传感器的检测结果。

4.如权利要求1、2或3所述的控制系统，其特征在于，还包括：控制按钮，信号连接所述控制器，开启或关闭所述控制器。

5.一种餐厨垃圾处理的控制系统，其特征在于，包括：多个压力传感器，分别安装在各个蒸煮釜或反应罐的蒸汽进气管路中，且位于每一个分管路蒸汽阀的前端；

控制总管路蒸汽阀开度的第二比例电磁阀；

6.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，还包括：显示器，连接所述控制器，显示各个温度传感器和压力传感器的检测结果。

7.如权利要求5或6所述的控制系统，其特征在于，还包括：控制按钮，信号连接所述控制器，开启或关闭所述控制器。