酱油生产中的远程自动套油系统的制作方法

本实用新型涉及酱油制造技术领域，特别涉及一种酱油生产中的远程自动套油系统。

背景技术：

在酱油生产工艺中，黄豆在发酵时间到后，一般会先从发酵缸抽取第一道酱油(即俗称的“头抽”)，发酵缸中剩下的酱醪中仍有相当一部分的蛋白质、氨基酸态氮以及酱油香气成分，如果弃之不用，不仅会导致酱油生产成本高，并且还容易造成环境污染。因此，在一般酱油生产工艺中，头抽酱油抽取后会在发酵缸中继续加入盐水进行二次发酵抽取二抽，提高原料利用率，这个工序称为套油。在实际生产中，由于存放盐水的存储缸与发酵缸之间的距离较远，并且一个存储缸需要对应为一个或多个酱油发酵缸的套油工序提供盐水。对盐水的添加一般是采用人工检测和人工添加完成，需要人工在套油盐水缸手动进行启停泵，同时记录流量计数据，取差值，再到12m高空手动放入标尺测量盐水缸内的残存盐水量，其效率低下，误差也大，且人工操作有一定危险性，生产成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种酱油生产中的远程自动套油系统，该系统应用后可有效减少人工操作，降低操作危险性，也降低了生产成本，同时还能提高套油精度。

本实用新型的技术方案为：一种酱油生产中的远程自动套油系统，包括发酵缸、盐水缸、盐水泵、第一压力变送器、第二压力变送器和控制箱，发酵缸有一个或多个，每个发酵缸上设有一个第一压力变送器，盐水缸上设有第二压力变送器，各发酵缸的盐水入口和盐水缸的盐水出口分别通过管道与盐水泵连接，各发酵缸的盐水入口处设有气动阀，盐水泵、第一压力变送器、第二压力变送器和气动阀分别与控制箱进行电气连接。该系统中，通过第一压力变送器检测发酵缸中的物料压力，通过第二压力变送器检测盐水缸中的盐水压力，然后由控制箱对各压力信号进行处理分析，确定是否进行套油，并控制气动阀和盐水泵的开启或关闭、以及气动阀的开度等。

所述发酵缸有多个时，各发酵缸并联设置。即：盐水缸可对应配置一个发酵缸，也可对应配置多个发酵缸，为各发酵缸提供套油用的盐水。

作为一种优选方案，所述盐水缸的盐水出口处也设有气动阀。

根据酱油生产工艺的实际需求，在盐水缸的盐水出口处或管道上的其他位置，也可设置气动阀。气动阀使用时，可通过控制箱的输出信号作出相应的开关动作以及调整开度，并向控制箱提供反馈信号。

所述控制箱内包括中央处理器、无线通讯模块、数字量输入输出模块、模拟量输入模块和工业触摸屏，无线通讯模块、数字量输入输出模块、模拟量输入模块、工业触摸屏分别与中央处理器连接；其中，中央处理器、数字量输入输出模块、模拟量输入模块组成控制器，该控制器作为整个套油系统的核心，对盐水泵、气动阀和各压力变送器(包括第一压力变送器和第二压力变送器)进行检测和监控，并通过相关工业协议与无线通讯模块进行数据通信；安装时，控制器及无线通讯模块设于控制箱内，工业触摸屏设于控制箱表面，便于用户操作；

中央处理器对第一压力变送器、第二压力变送器、气动阀和盐水泵进行监测和控制，主要用于处理和分析第一压力变送器、第二压力变送器所发送的压力信号，向气动阀和盐水泵发出处理信号，与无线通讯模块和工业触摸屏进行数据通信；

无线通讯模块主要用于实现中央处理器与远程监控端之间的远程数据通信；

数字量输入输出模块与气动阀连接，主要用于接收和输出气动阀的控制信号；

模拟量输入模块与第一压力变送器、第二压力变送器连接，主要用于接收第一压力变送器和第二压力变送器所采集到的压力信号；

工业触摸屏主要用于用户设定套油量并读取各执行端(包括气动阀、盐水泵等)的启闭信号、检测信号或控制信号。

作为一种优选方案，所述控制箱内还设有热电阻检测模块，热电阻检测模块与中央处理器连接，发酵缸上和盐水缸上分别设有热电阻；热电阻检测模块主要用于接收分别安装在发酵缸和盐水缸上的热电阻所采集到的物料温度和盐水温度，便于用户判断物料温度或盐水温度并作出相应处理，一般情况下，该温度数据对套油的过程不产生影响，主要是防止温度过高或过低而对套油后的酱油品质产生影响。

所述中央处理器设有rs-485通讯接口，工业触摸屏和无线通讯模块分别与rs-485通讯接口连接。

作为一种优选方案，所述中央处理器采用型号为西门子s7-226cn的cpu；

无线通讯模块为rs-485无线通讯模块，采用巨控电子grm-232c模块；

数字量输入输出模块为中央处理器自带的i/o端口；

模拟量输入模块采用与中央处理器配套的em231模块；

热电阻检测模块采用与中央处理器配套的em231rtd模块；

工业触摸屏采用型号为西门子smart700ie的电子触摸屏。

所述远程监控端为手机终端或pc端。使用时，中央处理器通过无线通讯模块将各数据输送至云端，用户可通过手机app或pc端的web浏览器读取相关数据。

所述控制箱还设有报警灯，报警灯通过继电器与数字量输入输出模块连接。

所述第一压力变送器安装于发酵缸底部，用于检测发酵缸内的物料压力；

第二压力变送器安装于盐水缸底部，用于检测盐水缸内的盐水压力。

通过上述系统实现的酱油生产中的远程自动套油方法，当需要进行套油时，包括以下步骤：

(1)初始化系统后，用户在控制箱中设定套油量(即套油时需要加入盐水的额定量)；

(2)第一压力变送器检测发酵缸中的物料压力并将物料压力信号发送至控制箱，第二压力变送器检测盐水缸中的盐水压力并将盐水压力信号发送至控制箱；

(3)控制箱内，先将物料压力信号计算转换成发酵缸内的物料存量，再利用物料存量计算发酵缸的剩余容量；同时，将盐水压力信号计算转换成盐水缸内的盐水存量；

(4)将发酵缸的剩余容量与设定的套油量进行比较分析，同时将盐水缸的盐水存量与设定的套油量进行比较分析；

(5)当分析结果为剩余容量大于或等于套油量且盐水存量大于或等于套油量，则开启对应的盐水泵和气动阀，将盐水缸内的盐水泵送至发酵缸中，直至达到套油量为止；否则，不能启动对应的盐水泵和气动阀，提醒用户进行人工处理(作为一种优选方案，该过程可通过开启报警灯提醒用户进行人工处理)。

上述过程中，对于物料压力信号和盐水压力信号的计算和分析，均通过中央处理器进行处理完成，其具体计算和分析过程由中央处理器内部自带的程序完成即可。步骤(5)中，当分析结果为剩余容量小于套油量(即发酵缸内的物料压力过大，说明发酵缸内液位过高)时，证明发酵缸中的剩余容量不足以实现套油，此时应当禁止盐水缸向发酵缸中泵送盐水；当分析结果为盐水存量小于套油量(即盐水缸内的盐水压力过小，说明盐水缸内液位过低)时，证明盐水缸中剩余的盐水不足以实现套油，此时也应当禁止盐水缸向发酵缸中泵送盐水。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本酱油生产中的远程自动套油系统及方法通过检测发酵缸中的物料压力和盐水缸中的盐水压力，对各压力信号进行转换后与设定的套油量进行对比分析，然后自动控制盐水泵和气动阀的启闭，以达到自动套油的目的，可有效减少人工操作，降低人工操作的危险性，大幅度降低人工成本，同时提高套油的精确度。

本酱油生产中的远程自动套油系统及方法使用时，还可以利用无线通讯模式(如gprs等)实现远程监控和浏览，提高套油控制的灵活性。

本酱油生产中的远程自动套油系统中，利用中央处理器对发酵缸中的物料压力和盐水缸中的盐水压力进行分析，可有效提高套油的精确度，同时避免人工因远距离无法同时观测到液位高低而导致的物料溢出或电机空转的情况发生，提高酱油生产的安全性。

将本远程自动套油系统应用于酱油生产工艺中，可有效提高酱渣中的蛋白质、氨基酸态氮和酱油香气成分等成分的回收利用率，减少能源损耗，降低酱油生产成本。

附图说明

图1为本酱油生产中的远程自动套油系统的结构示意图。

图2为本酱油生产中的远程自动套油系统的原理示意图。

图3为本酱油生产中的远程自动套油方法的流程图。

上述各图中，各附图标记所表示的部件如下：1为发酵缸，2为盐水缸，3为盐水泵，4为第一压力变送器，5为第二压力变送器，6为控制箱，7为气动阀，p为压力变送器(即第一压力变送器或第二压力变送器)，t为热电阻。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种酱油生产中的远程自动套油系统，如图1所示，包括发酵缸1、盐水缸2、盐水泵3、第一压力变送器4、第二压力变送器5和控制箱6，第一压力变送器设于发酵缸上，第二压力变送器设于盐水缸上，发酵缸的盐水入口和盐水缸的盐水出口分别通过管道与盐水泵连接，发酵缸的盐水入口处和盐水缸的盐水出口处分别设有气动阀7，盐水泵、第一压力变送器、第二压力变送器和气动阀分别与控制箱进行电气连接。该系统中，通过第一压力变送器检测发酵缸中的物料压力，通过第二压力变送器检测盐水缸中的盐水压力，然后由控制箱对各压力信号进行处理分析，确定是否进行套油，并控制气动阀和盐水泵的开启或关闭、以及气动阀的开度等。气动阀使用时，可通过控制箱的输出信号作出相应的开关动作以及调整开度，并向控制箱提供反馈信号。

如图2所示，控制箱内包括中央处理器、无线通讯模块、数字量输入输出模块、模拟量输入模块、热电阻检测模块和工业触摸屏，无线通讯模块、数字量输入输出模块、模拟量输入模块、热电阻检测模块、工业触摸屏分别与中央处理器连接；其中，中央处理器、数字量输入输出模块、模拟量输入模块和热电阻检测模块组成控制器，该控制器作为整个套油系统的核心，对盐水泵、气动阀和各压力变送器(包括第一压力变送器和第二压力变送器)进行检测和监控，并通过相关工业协议与无线通讯模块进行数据通信；安装时，控制器及无线通讯模块设于控制箱内，工业触摸屏设于控制箱表面，便于用户操作；

控制箱内，中央处理器对第一压力变送器、第二压力变送器、气动阀和盐水泵进行监测和控制，主要用于处理和分析第一压力变送器、第二压力变送器所发送的压力信号，向气动阀和盐水泵发出处理信号，与无线通讯模块和工业触摸屏进行数据通信。无线通讯模块主要用于实现中央处理器与远程监控端之间的远程数据通信。数字量输入输出模块与气动阀连接，主要用于接收和输出气动阀的控制信号。模拟量输入模块与第一压力变送器、第二压力变送器连接，主要用于接收第一压力变送器和第二压力变送器所采集到的压力信号。热电阻检测模块主要用于接收分别安装在发酵缸和盐水缸上的热电阻所采集到的物料温度和盐水温度，便于用户判断物料温度或盐水温度并作出相应处理，一般情况下，该温度数据对套油的过程不产生影响，主要是防止温度过高或过低而对套油后的酱油品质产生影响。工业触摸屏主要用于用户设定套油量并读取各执行端(包括气动阀、盐水泵等)的启闭信号、检测信号或控制信号。中央处理器设有rs-485通讯接口，工业触摸屏和无线通讯模块分别与rs-485通讯接口连接。

本实施例中，盐水缸为700t盐水缸，即其容量为700吨；发酵缸为60t发酵缸，即其容量为60吨。盐水缸对应配置一个发酵缸，为其提供套油所需的盐水。

中央处理器采用型号为西门子s7-226cn的cpu。

无线通讯模块为rs-485无线通讯模块，采用巨控电子grm-232c模块。

数字量输入输出模块为中央处理器自带的i/o端口。

模拟量输入模块采用与中央处理器配套的em231模块。

热电阻检测模块采用与中央处理器配套的em231rtd模块。

工业触摸屏采用型号为西门子smart700ie的电子触摸屏。

远程监控端可为手机终端或pc端。使用时，中央处理器通过无线通讯模块将各数据输送至云端，用户可通过手机app或pc端的web浏览器读取相关数据。

控制箱还设有报警灯，报警灯通过继电器与数字量输入输出模块连接。

第一压力变送器安装于发酵缸底部，用于检测发酵缸内的物料压力。

第二压力变送器安装于盐水缸底部，用于检测盐水缸内的盐水压力。

通过上述系统可实现一种酱油生产中的远程自动套油方法，当需要进行套油时，如图3所示，具体包括以下步骤：

(1)初始化系统后，用户在控制箱中设定套油量(即套油时需要加入盐水的额定量)；

(2)第一压力变送器检测发酵缸中的物料压力并将物料压力信号发送至控制箱，第二压力变送器检测盐水缸中的盐水压力并将盐水压力信号发送至控制箱；

(3)控制箱内，先将物料压力信号计算转换成发酵缸内的物料存量，再利用物料存量计算发酵缸的剩余容量；同时，将盐水压力信号计算转换成盐水缸内的盐水存量；

(4)将发酵缸的剩余容量与设定的套油量进行比较分析，同时将盐水缸的盐水存量与设定的套油量进行比较分析；

(5)当分析结果为剩余容量大于或等于套油量且盐水存量大于或等于套油量，则开启对应的盐水泵和气动阀，将盐水缸内的盐水泵送至发酵缸中，直至达到套油量为止；否则，不能启动对应的盐水泵和气动阀，并开启报警灯提醒用户进行人工处理。

上述过程中，对于物料压力信号和盐水压力信号的计算和分析，均通过中央处理器进行处理完成，其具体计算和分析过程由中央处理器内部自带的程序完成即可。步骤(5)中，当分析结果为剩余容量小于套油量(即发酵缸内的物料压力过大，说明发酵缸内液位过高)时，证明发酵缸中的剩余容量不足以实现套油，此时应当禁止盐水缸向发酵缸中泵送盐水；当分析结果为盐水存量小于套油量(即盐水缸内的盐水压力过小，说明盐水缸内液位过低)时，证明盐水缸中剩余的盐水不足以实现套油，此时也应当禁止盐水缸向发酵缸中泵送盐水。

实施例2

本实施例一种酱油生产中的远程自动套油系统，与实施例1相比较，其不同之处在于：如图2所示，该套油系统中，一个盐水缸对应配置有多个发酵缸，且各发酵缸的盐水入口处分别设有气动阀，每个发酵缸对应设有至少一个第一压力变送器。各气动阀可通过控制箱的输出信号作出相应的开关动作以及调整开度，并向控制箱提供反馈信号。当某一个发酵缸需要进行套油时，针对该发酵缸的套油方法与实施例1相同。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

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