自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)控制方法及智能控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種針對自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)控制的方法和智能控制器。智能控制器由電源模塊、存儲模塊、接口和集成LCD控制器的ARM處理器組成，數(shù)據(jù)采集部分包括：油品質(zhì)在線檢測單元的檢測數(shù)據(jù)、加熱罐液位數(shù)據(jù)、加熱罐溫度數(shù)據(jù)、真空罐壓力數(shù)據(jù)、真空罐液位數(shù)據(jù)、紅外線開關(guān)狀態(tài)、油水界面儀狀態(tài)、壓力傳感器1、2數(shù)據(jù)等?？刂撇糠职ǎ河推焚|(zhì)在線檢測單元的啟停、進(jìn)油閥、出油閥的開閉、進(jìn)油泵、出油泵的啟停、真空泵的調(diào)節(jié)、報(bào)警器開、閉等。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)的智能運(yùn)行，無人值守、高效節(jié)能，且使得油品從傳統(tǒng)的按期換油轉(zhuǎn)變?yōu)榘促|(zhì)換油成為可能，對降低用油設(shè)備故障延長設(shè)備使用壽命有著積極的意義。
【專利說明】自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)控制方法及智能控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)電一體化領(lǐng)域，尤其指一種自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)控制方法及智能控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]真空凈油機(jī)是機(jī)械設(shè)備潤滑油、液壓油凈化脫水、除雜質(zhì)的一款常用裝置。因?yàn)樵撗b置的啟停要有一定的順序要求，且要根據(jù)實(shí)際凈化情況對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此通常要求專業(yè)人員值守操作。現(xiàn)有一專利號為201110185867.5名稱為“濾油機(jī)控制系統(tǒng)”的發(fā)明專利，公開了一種占用空間小、自動(dòng)化程度高的濾油機(jī)控制系統(tǒng)。包括單片機(jī)、開閉模塊、轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、壓力傳感器和外圍電路；所述的開閉模塊的輸入端口接單片機(jī)的輸出端口 ；所述的溫度傳感器和壓力傳感器經(jīng)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)相連；所述的外圍電路的端口接單片機(jī)的端口。該裝置技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在自動(dòng)模式下濾油機(jī)按順序啟、停和超溫保護(hù)功能，在一定程度上提高了操作效率，但過濾效果還要靠人為檢測，存在著油品未污染而盲目過濾、油品劣化了又未及時(shí)凈化的現(xiàn)象，另外該系統(tǒng)沒有人機(jī)對話功能和數(shù)據(jù)存儲、傳輸功能，即只實(shí)現(xiàn)了按程序自動(dòng)啟停而沒有做到智能運(yùn)行，所以其原理和方法還有待于提高和改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種按油品檢測指標(biāo)情況控制凈油機(jī)的啟、停以及運(yùn)行參數(shù)智能調(diào)節(jié)的自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)的控制方法和智能控制器。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:由智能控制器、加熱罐液位計(jì)、力口熱罐溫度傳感器、油品質(zhì)在線檢測單元、真空罐壓力傳感器、紅外線光電開關(guān)、真空罐液位計(jì)、出油泵壓力傳感器、油水分離罐的油水界面儀、集水罐水位控制器、進(jìn)油泵、出油泵、真空泵、排水泵組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。再由智能控制器與報(bào)警器、油品質(zhì)在線檢測單元、進(jìn)油泵、進(jìn)油閥、真空泵變頻器、加熱器、出油泵、出油閥、油水分離罐排水泵、排水閥、集水罐排水泵、排水閥、進(jìn)氣電磁閥組成執(zhí)行系統(tǒng)。
[0005]作為改進(jìn)，控制方法為智能控制器按用戶設(shè)定的時(shí)間周期啟動(dòng)，先打開進(jìn)油閥、啟動(dòng)進(jìn)油泵，當(dāng)沒有進(jìn)油泵時(shí)開啟真空泵變頻器啟動(dòng)真空泵，同時(shí)啟動(dòng)油品污染度在線檢測單元，將檢測數(shù)據(jù)與用戶設(shè)定值對比，當(dāng)檢測數(shù)據(jù)超過用戶設(shè)定值則運(yùn)行進(jìn)油泵和真空泵，并根據(jù)油中水分含量通過真空泵變頻器調(diào)整真空度，根據(jù)加熱罐液位計(jì)和加熱罐溫度傳感器溫度值啟停加熱器1、2以保證快速加熱和維持設(shè)定恒溫溫差在2°C以內(nèi)、根據(jù)真空罐液位控制器啟停出油泵、根據(jù)紅外線光電開關(guān)檢測是否有油泡升高而控制進(jìn)氣電磁閥開閉，當(dāng)進(jìn)油壓力傳感器、出油壓力傳感器超出設(shè)定范圍時(shí)啟動(dòng)報(bào)警器，同時(shí)關(guān)閉加熱器、相繼關(guān)閉進(jìn)油泵、出油泵、真空泵和其他設(shè)備。分離罐油水界面儀達(dá)到設(shè)定上限值時(shí)打開排水閥和分離罐排水泵、低于設(shè)定下限值時(shí)關(guān)閉，集水罐水位控制器達(dá)到設(shè)定上限值時(shí)打開排水閥和集水罐排水泵、低于設(shè)定下限值時(shí)關(guān)閉。進(jìn)油泵、出油泵、真空泵運(yùn)行異常時(shí)啟動(dòng)報(bào)警器，并按順序關(guān)閉加熱器、關(guān)閉真空泵、關(guān)閉進(jìn)油泵、關(guān)閉進(jìn)油閥、關(guān)閉排油泵、關(guān)閉其他部件。
[0006]再改進(jìn)，所述智能控制器是采用集成IXD控制器的ARM處理器做為控制器的核心，利用其總線擴(kuò)展器GPIO資源加上隔離、保護(hù)電路做為數(shù)字量的輸入、輸出端口，其集成的SPI接口或IIC接口擴(kuò)展ADC、DAC芯片及保護(hù)電路做為模擬量的輸入、輸出端口及觸摸屏的接口，其集成的USB、UART等端口做為調(diào)試、程序下載接口，其集成的網(wǎng)口控制器、UART控制器、CAN總線控制器加上相應(yīng)的收發(fā)器(RS232、RS485等)及保護(hù)電路做為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信端口，另外，還可以通過總線擴(kuò)展各類型的接口。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場控制、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)傳輸。其軟件技術(shù)方案是:采用Uboot做系統(tǒng)引導(dǎo)，Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核，各種接口驅(qū)動(dòng)程序集成于內(nèi)核，Qt實(shí)現(xiàn)圖形界面管理，Qt跨平臺應(yīng)用開發(fā)平臺Qt Creator (C++)做應(yīng)用開發(fā)。所有輸入接口驅(qū)動(dòng)程序采用中斷方式通知應(yīng)用程序，應(yīng)用程序采用Qt獨(dú)特的信號(SIGNAL)與槽(SLOT)機(jī)制，保證輸入狀態(tài)和內(nèi)部事件的及時(shí)響應(yīng)，提高響應(yīng)速度。
[0007]該智能控制器將傳統(tǒng)控制器、人機(jī)交互模塊、通信模塊集成于一體，除具有以上各模塊的功能外，節(jié)省了通信接口占用，提高了通信效率和實(shí)時(shí)性，降低了軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試的復(fù)雜度，提升了系統(tǒng)的集成度和可靠性。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過開發(fā)基于Arm核心處理器的智能控制器以及科學(xué)合理的控制方案，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)的智能運(yùn)行，無人值守、高效節(jié)能，且使得油品從傳統(tǒng)的按期換油轉(zhuǎn)變?yōu)榘促|(zhì)換油成為可能，對降低用油設(shè)備故障延長設(shè)備使用壽命，以及全行業(yè)的節(jié)能環(huán)保有著重大的意義，亟待推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的智能控制分布圖；
[0010]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的控制原理圖；
[0011]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的控制方案圖；
[0012]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的智能控制器結(jié)構(gòu)原理圖；
[0013]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的智能控制器接線示意圖；
[0014]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的控制器外觀結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖7為本發(fā)明實(shí)施例軟件結(jié)構(gòu)性流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]如圖1、圖2所示，本實(shí)施例是針對自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)實(shí)現(xiàn)智能控制。設(shè)備的組成主要包括:進(jìn)油閥、進(jìn)油泵(當(dāng)用于低粘度油凈化時(shí)不設(shè)進(jìn)油泵，通過真空泵吸油)、進(jìn)油管路上的壓力傳感器1、粗濾器、油品質(zhì)在線檢測單元(主要檢測油中水分和顆粒污染度，但不限于這兩個(gè)參數(shù))、加熱罐(內(nèi)有兩級加熱器1、2和液位計(jì)、溫度傳感器)、油水分離罐(設(shè)有油水界面儀、排水閥I和排水泵I)、真空罐(設(shè)有壓力傳感器3、紅外線光電開關(guān)、進(jìn)氣電磁閥、液位控制器)、冷凝器、集水罐(上有水位控制器、排水閥和排水泵2)、真空泵(由真空變頻器控制)、出油泵、出油管路的壓力傳感器2、精濾器、出油閥組成。
[0018]各部件作為輸入、輸出信號與智能控制器連接組成數(shù)據(jù)采集和控制部分。數(shù)據(jù)采集部分采集的信息包括:油品質(zhì)在線檢測單元的檢測數(shù)據(jù)、加熱罐液位數(shù)據(jù)、加熱罐溫度數(shù)據(jù)、真空罐壓力數(shù)據(jù)、真空罐液位數(shù)據(jù)、紅外線開關(guān)狀態(tài)、油水界面儀狀態(tài)、壓力傳感器1、2數(shù)據(jù)、集水罐液位控制器狀態(tài)、進(jìn)油泵狀態(tài)、真空泵狀態(tài)、出油泵狀態(tài)、排水泵1、2狀態(tài)?？刂撇糠职?油品質(zhì)在線檢測單元的啟停、進(jìn)油閥、出油閥的開閉、進(jìn)油泵、出油泵的啟停、真空泵的調(diào)節(jié)、排水泵1、2的啟停、加熱器1、2的啟停、消泡閥的開閉、報(bào)警器開、閉。
[0019]圖3給出的控制方法為:智能控制器根據(jù)用戶設(shè)定的啟動(dòng)周期(比如8小時(shí))，按、啟動(dòng)自檢程序、自檢異常則報(bào)警，自檢正常時(shí)啟動(dòng)進(jìn)油閥和進(jìn)油泵(沒有進(jìn)油泵時(shí)啟動(dòng)進(jìn)油閥和真空泵)、再啟動(dòng)油品質(zhì)在線檢測單元，將該檢測單元的檢測數(shù)據(jù)與用戶設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值對比(例如油中顆粒污染度和水分是否超標(biāo))，如果不超標(biāo)則停機(jī)，如果超標(biāo)則運(yùn)行整體設(shè)備，根據(jù)真空罐壓力傳感器3數(shù)據(jù)控制真空泵變頻器運(yùn)行使真空度維持在設(shè)定范圍內(nèi)，加熱罐液位達(dá)到一定值且溫度低于設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)加熱器1、2兩組同時(shí)工作，當(dāng)溫度接近設(shè)定溫度(低于設(shè)定溫度2°C)時(shí)維持一組加熱器工作，超過設(shè)定溫度范圍2°C則加熱器停止工作，真空罐液位達(dá)到上限時(shí)，出油泵和出油閥啟動(dòng)，進(jìn)油閥和進(jìn)油泵關(guān)閉，真空罐液位達(dá)到下限時(shí)，出油泵和出油閥關(guān)閉、進(jìn)油閥和進(jìn)油泵開啟，當(dāng)油水界面儀液位達(dá)到設(shè)定上限時(shí)排水泵I和排水閥I打開向外排水，當(dāng)油水界面儀液位達(dá)到設(shè)定下限時(shí)排水泵I和排水閥I關(guān)閉，當(dāng)集水罐的水位控制器液位達(dá)到設(shè)定上限時(shí)，排水泵2和排水閥2打開向外排水，當(dāng)水位控制器液位達(dá)到設(shè)定下限時(shí)，排水泵2和排水閥2關(guān)閉，當(dāng)真空罐內(nèi)有氣泡向上涌到設(shè)定位置時(shí)，紅外線光電開關(guān)打開，此時(shí)進(jìn)氣電磁閥將打開放入一部分空氣、使真空罐內(nèi)氣泡破裂、下降到設(shè)定位置紅外線光電開關(guān)關(guān)閉，進(jìn)氣電磁閥關(guān)閉，當(dāng)進(jìn)油泵、出油泵、真空泵、排水泵1、2中的一個(gè)或多個(gè)位置出現(xiàn)運(yùn)行異常以及壓力傳感器1、2的數(shù)據(jù)超過設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警器，同時(shí)按如下順序停機(jī):停加熱器1、2、停真空泵、停進(jìn)油泵、停出油泵、停其他設(shè)備。
[0020]圖4是智能控制器的結(jié)構(gòu)原理圖，智能控制器由電源模塊、存儲模塊、接口和集成IXD控制器的ARM處理器組成，處理器集成有通用輸入端口和通用的輸出端口、SPI控制器、液晶屏控制器、網(wǎng)絡(luò)控制器、串口控制器、USB控制器、CAN總線控制器。電源模塊輸入電壓DC24V，經(jīng)DC / DC模塊輸出各路電壓。ARM處理器通過外部總線與存儲模塊連接，開關(guān)量的輸入通過隔離保護(hù)與通用輸入端口連接，開關(guān)量輸出信號是由通用輸出端口通過隔離保護(hù)向外輸出，模擬量輸入、輸出、觸摸屏輸入通過SPI接口模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換完成，液晶屏控制器與液晶屏連接傳遞顯示信號，網(wǎng)絡(luò)控制器通過隔離保護(hù)實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)通信，串口控制器通過隔離保護(hù)實(shí)現(xiàn)串行接口通信，USB控制器通過隔離保護(hù)實(shí)現(xiàn)USB接口通信，CAN總線控制器通過隔離保護(hù)實(shí)現(xiàn)CAN接口通信。
[0021]圖5為智能控制器各接口接線示意圖，各輸入、輸出及通信線路通過相應(yīng)接口與智能控制器連接。圖6智能控制器外觀結(jié)構(gòu)圖，其外形為扁平長方體結(jié)構(gòu)，矩形正面為觸摸屏和液晶屏，側(cè)向?yàn)檩斎?、輸出端口和通信接口，核心處理器置于該結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
[0022]圖7為智能控制器軟件結(jié)構(gòu)性流程圖，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)首先是上電復(fù)位，接下來引導(dǎo)程序U-boot啟動(dòng)、內(nèi)核啟動(dòng)、加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、啟動(dòng)應(yīng)用程序。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)控制方法，由智能控制器、加熱罐液位計(jì)、加熱罐溫度傳感器、油品質(zhì)在線檢測單元、真空罐壓力傳感器、紅外線光電開關(guān)、真空罐液位計(jì)、出油泵壓力傳感器、油水分離罐的油水界面儀、集水罐水位控制器、進(jìn)油泵、出油泵、真空泵、排水泵組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，再由智能控制器與報(bào)警器、油品質(zhì)在線檢測單元、進(jìn)油泵、進(jìn)油閥、真空泵變頻器、加熱器、出油泵、出油閥、油水分離罐的排水泵1、排水閥1、集水罐的排水泵2、排水閥2、進(jìn)氣電磁閥組成控制部分，其特征在于控制方法為:智能控制器根據(jù)用戶設(shè)定的啟動(dòng)周期，按時(shí)啟動(dòng)自檢程序、自檢異常則啟動(dòng)報(bào)警器，自檢正常時(shí)啟動(dòng)進(jìn)油閥和進(jìn)油泵、再啟動(dòng)油品質(zhì)在線檢測單元，將該檢測單元的檢測數(shù)據(jù)與用戶設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值對比，如果不超標(biāo)則停機(jī)，如果超標(biāo)則運(yùn)行整體設(shè)備，根據(jù)真空罐壓力傳感器3數(shù)據(jù)控制真空泵變頻器運(yùn)行、使真空度維持在設(shè)定范圍內(nèi)，加熱罐液位達(dá)到一定值且溫度低于設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)加熱器1、2兩組同時(shí)工作，當(dāng)溫度接近設(shè)定溫度時(shí)維持一組加熱器工作，超過設(shè)定溫度范圍2°C則加熱器停止工作，真空罐液位達(dá)到上限時(shí)，出油泵和出油閥打開，進(jìn)油閥和進(jìn)油泵關(guān)閉，真空罐液位達(dá)到下限時(shí)，出油泵和出油閥關(guān)閉、進(jìn)油閥和進(jìn)油泵開啟，當(dāng)油水界面儀液位達(dá)到設(shè)定上限時(shí)排水泵I和排水閥I打開向外排水，當(dāng)油水界面儀液位達(dá)到設(shè)定下限時(shí)排水泵I和排水閥I關(guān)閉，當(dāng)集水罐的水位控制器液位達(dá)到設(shè)定上限時(shí)，排水泵2和排水閥2打開向外排水，當(dāng)集水罐的水位控制器液位達(dá)到設(shè)定下限時(shí)，排水泵2和排水閥2關(guān)閉，當(dāng)真空罐內(nèi)有氣泡向上涌到設(shè)定位置時(shí)，紅外線光電開關(guān)打開，進(jìn)氣電磁閥打開，進(jìn)入的空氣使真空罐內(nèi)氣泡破裂、下降到設(shè)定位置時(shí)紅外線光電開關(guān)關(guān)閉，進(jìn)氣電磁閥關(guān)閉，當(dāng)進(jìn)油泵、出油泵、真空泵、排水泵1、2中的一個(gè)或多個(gè)位置出現(xiàn)運(yùn)行異常以及壓力傳感器1、2的數(shù)據(jù)超過設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警器，同時(shí)按如下順序停機(jī):停加熱器1、2、停真空泵、停進(jìn)油泵、停出油泵、停其他設(shè)備。
2.一種自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)智能控制器，由電源模塊、存儲模塊、接口和集成IXD控制器的ARM處理器組成，其特征在于:處理器集成有通用輸入端口和通用輸出端口、SPI控制器、液晶屏控制器、網(wǎng)絡(luò)控制器、串口控制器、USB控制器、CAN總線控制器，電源模塊輸入電壓DC24V，經(jīng)DC / DC模塊輸出各路電壓，ARM處理器通過外部總線與存儲模塊連接，開關(guān)量的輸入通過隔離保護(hù)與通用輸入端口連接，開關(guān)量輸出信號是由通用輸出端口通過隔離保護(hù)向外輸出，模擬量輸入、輸出、觸摸屏輸入通過SPI接口模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換完成，液晶屏控制器與液晶屏連接傳遞顯示信號，網(wǎng)絡(luò)控制器通過隔離保護(hù)與外部網(wǎng)絡(luò)連接通信，串口控制器通過隔離保護(hù)與串行接口連接通信，USB控制器通過隔離保護(hù)與USB接口連接通信，CAN總線控制器通過隔離保護(hù)與CAN接口連接通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)智能控制器，其特征在于:其外形為扁平長方體結(jié)構(gòu)，矩形正面為觸摸屏和液晶屏，側(cè)向?yàn)檩斎?、輸出端口和通信接口，核心處理器置于該結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)檢測、凈化一體凈油機(jī)智能控制器，其特征在于:其軟件系統(tǒng)啟動(dòng)流程為:首先是上電復(fù)位，接下來引導(dǎo)程序U-boot啟動(dòng)、內(nèi)核啟動(dòng)、加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、啟動(dòng)應(yīng)用程序。
【文檔編號】G05B19/042GK103792869SQ201310742974
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】楊繼新, 李繼雙 申請人:楊繼新