一种船舶厨房蒸汽收集处理与控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种船舶厨房蒸汽收集处理与控制系统及其控制方法，所述系统包括收集管路系统、喷淋及板换管路系统、淡水循环管路系统和控制系统。本发明专利技术将蒸饭箱和蒸汽收集以及处理结合起来，有效的提高了蒸饭箱的自动化程度，减少了工作人员的工作量，同时将蒸饭箱产生的废蒸汽冷却回收，相比较传统的自然通风方式节省了大量的淡水资源，避免了船舶高温厨房蒸汽向餐厅的蔓延，提高了就餐的舒适性，杜绝了因水蒸气凝结造成餐厅地板湿滑，从而造成乘员滑到、受伤的现象。在系统中通过PLC使蒸饭箱自动按照设定压力运行，对一些关键部分设置了保护机制，大大提高了系统和工作人员的安全性。

A steam collection and control system and its control method for marine kitchen

【技术实现步骤摘要】
一种船舶厨房蒸汽收集处理与控制系统及其控制方法
本专利技术涉及蒸汽收集处理
，更具体的是涉及一种船舶厨房蒸汽收集处理与控制系统及其控制方法。
技术介绍
在船舶厨房中一般采用蒸饭箱对米饭、包子等面食，以及肉、蛋、鱼、蔬菜等副食进行加工。蒸饭箱工作时在蒸饭箱底部加入一定量的淡水，通过加热设备对淡水进行加热，产生蒸汽后，利用蒸汽含有的热量完成对主食和副食的加工。目前，大部分船舶采用的是传统的自然通风方式排出厨房蒸饭箱工作时因调节蒸饭箱内的工作压力而排放的废蒸汽，这种方式实用性比较强，操作简单。但存在很多问题，第一是效率低下，效果不明显。第二是淡水资源的浪费，这种方式将排放的蒸汽直接排放到空气中，淡水资源得不到回收。第三是产生对船舶餐厅环境的影响，当自然通风不畅时，排出的蒸汽，会造成餐厅的桑拿现象，影响乘员就餐的舒适度。第四易造成安全问题，其一，蒸饭箱上的高压阀如操作不当，易堵塞，造成蒸饭箱内部压力过高，容易产生爆炸；其二，排出的蒸汽凝结在餐厅天花板上，滴在餐厅地板上，造成地板的湿滑，容易造成乘员的滑到，受伤。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对船舶厨房传统的自然通风方式收集处理蒸汽造成的淡水资源浪费，工作效率低，安全性低等问题，提出一种基于PLC的船舶厨房蒸汽收集处理与控制系统，这种系统可以有效的减少淡水资源的浪费，提高蒸饭箱的工作效率，并且能保证系统以及工作人员的安全，提高乘员用餐的舒适性。为达到上述目的，本专利技术实现目的所采取的技术方案是：一种船舶厨房蒸汽收集处理系统，包括收集管路系统、喷淋及板换管路系统、淡水循环管路系统和控制系统。所述收集管路系统包括常开阀、吸气阀、进气阀、第一压力传感器、蒸饭箱、蒸汽收集罩、蒸汽流量计、蒸汽收集总管、第一管路、第二管路和第三管路，所述蒸饭箱为一个或多个，每个所述蒸饭箱内安装有所述第一压力传感器，所述蒸饭箱与所述蒸汽收集总管之间接有所述第一管路和所述第二管路，所述第一管路上装有所述蒸汽收集罩和所述常开阀，所述第二管路上装有所述进气阀，所述蒸汽收集总管上设有所述蒸汽流量计，所述第一管路的入口端还设有所述第三管路，所述第三管路的末端设有所述吸气阀。所述喷淋及板换管路系统包括冷却阀、海水板式换热器、喷淋罐和第二压力传感器，所述喷淋罐包括蒸汽进口a、蒸汽出口b、冷却水进口c、冷却水出口d和补充水出口f，所述喷淋罐内设有所述第二压力传感器，所述海水板式换热器包括海水进口g、海水出口h和冷却水出口k，所述喷淋罐的蒸汽进口a与所述蒸汽收集总管连通，所述喷淋罐的冷却水进口c与所述海水板式换热器的冷却水出口k连通，所述海水板式换热器通过其海水进口g和海水出口h通有用于冷却冷却水的海水，所述海水板式换热器的海水进口g处设有所述冷却阀。所述淡水循环管路系统包括水环真空泵、循环水泵、注水阀、温度传感器、液位传感器和蓄水箱，所述水环真空泵包括补水口m、排水口n、吸气口x和排气口y，所述蓄水箱包括注水口p、进水口q、出水口r、进气口s、排气口t和回水口v，所述水环真空泵的补水口m连通所述喷淋罐的补充水出口f，所述水环真空泵的排水口n连通所述蓄水箱的进水口q，所述水环真空泵的吸气口x连通所述喷淋罐的蒸汽出口b，所述水循环水泵的排气口y连通所述蓄水箱的进气口s，所述循环水泵的进水口连通所述蓄水箱的出水口r，所述循环水泵的出水口连通所述海水板式换热器的冷却水水口c，所述蓄水箱的注水口p设有所述注水阀，所述蓄水箱的回水口v连通所述喷淋罐的冷却水出口d，所述蓄水箱内设有所述温度传感器和所述液位传感器。所述控制系统包括PLC控制器和触摸屏，所述PLC控制器与所述触摸屏通过以太网电缆连接，所述常开阀、所述吸气阀、所述进气阀、所述冷却阀、所述注水阀、所述温度传感器、所述液位传感器、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述蒸汽流量计与所述PLC控制器连接，所述水环真空泵和所述循环水泵通过变频器与总线连接，继而和所述PLC控制器连接。进一步，所述喷淋罐上还设有安全阀。可以避免所述喷淋罐超压，起到保护作用。进一步，所述喷淋罐还包括补充水进口e，所述补充水进口e与所述海水板式换热器的所述冷却水出口k连通。进一步，所述控制系统还包括岸端基站和后端计算机，所述PLC控制器通过船载AIS的船岸通讯与所述岸端基站通讯，所述岸端基站通过陆基网络系统与所述后端计算机通讯。本专利技术还提供上述船舶厨房蒸汽收集处理与控制系统的控制方法，包括延时启动阶段、前段抽气阶段、保压阶段和后端抽气阶段共四个工作阶段。所述延时启动阶段为系统初始化阶段，当所述液位传感器检测到所述蓄水箱的水位达到低水位设定值时，所述PLC控制器控制所述注水阀打开注水，当所述液位传感器检测到所述蓄水箱的水位达到高水位设定值时，所述PLC控制器控制所述注水阀关闭，当所述温度传感器检测到所述蓄水箱的温度达到高温度设定值且所述蓄水箱水位低于高水位设定值时，所述PLC控制器控制所述注水阀打开，当所述温度传感器检测到所述蓄水箱的温度达到低温度设定值时，所述PLC控制器控制所述注水阀关闭；所述前段抽气阶段，此阶段为所述蒸饭箱开始工作阶段，所述蒸饭箱产生大量蒸汽，当所述第一压力传感器检测到所述蒸饭箱内的压力值达到第一压力设定值时，所述PLC控制器控制所述冷却阀打开和所述循环水泵启动，并延时控制所述常开阀打开和所述水环真空泵启动。所述保压阶段，当所述第一压力传感器检测到所述蒸饭箱的压力值达到第二压力设定值时，所述PLC控制器控制所述水环真空泵停止和所述常开阀关闭。所述后端抽气阶段，当所述第一压力传感器检测到所述蒸饭箱内的压力值达到第三压力设定值时，所述PLC控制器控制所述进气阀打开和所述水环真空泵启动，并延时控制所述吸气阀打开，当所述第一压力传感器达到第四压力设定值时，所述PLC控制器控制所述进气阀关闭和所述水环真空泵停止，并延时控制所述循环水泵停止和所述冷却阀关闭。进一步，所述PLC控制器根据所述喷淋罐内的所述第二压力传感器的压力值控制所述水环真空泵的运行功率，所述PLC控制器根据所述蒸汽流量计的流量值控制所述循环水泵的运行功率。进一步，所述前段抽气阶段中的延时控制时间为1分钟；所述所述后端抽气阶段中的延时控制时间为2分钟。进一步，当所述水环真空泵和所述循环水泵过载或所述液位传感器检测所述蓄水箱水位达到低低水位设定值或所述温度传感器检测到所述蓄水箱内的温度达到高高温度设定值时，所述PLC控制器使系统会停止工作并报警。进一步，所述触摸屏上的人机界面包括开机界面、主界面、状态显示界面、调试界面、停止界面、启动界面和故障信息界面。所述开机界面，系统每次启动系统时，进入所述开机界面，所述开机界面显示系统的名称以及相应的提示信息。所述主界面，当开机界面显示结束后，自动进入所述主界面，在所述主界面中，有所述状态显示界面、所述调试界面、所述停止界面、所述启动界面和所述故障信息界面的入口，所述主界面中还显示当前系统的工作的时间以及工作状态。所述启动界面，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶厨房蒸汽收集处理系统，其特征在于：包括收集管路系统、喷淋及板换管路系统、淡水循环管路系统和控制系统；其中，/n所述收集管路系统包括常开阀(1)、吸气阀(2)、进气阀(3)、第一压力传感器(10)、蒸饭箱(16)、蒸汽收集罩(18)、蒸汽流量计(19)、蒸汽收集总管(22)、第一管路、第二管路和第三管路，所述蒸饭箱(16)为一个或多个，每个所述蒸饭箱(16)内安装有所述第一压力传感器(10)，所述蒸饭箱(16)与所述蒸汽收集总管(22)之间连通有所述第一管路和所述第二管路，所述第一管路上装有所述蒸汽收集罩(18)和所述常开阀(1)，所述第二管路上装有所述进气阀(3)，所述蒸汽收集总管(22)上设有所述蒸汽流量计(19)，所述第一管路的入口端还设有所述第三管路，所述第三管路的末端设有所述吸气阀(2)；/n所述喷淋及板换管路系统包括冷却阀(6)、海水板式换热器(13)、喷淋罐(15)和第二压力传感器(17)，所述喷淋罐(15)包括蒸汽进口a、蒸汽出口b、冷却水进口c、冷却水出口d和补充水出口f，所述喷淋罐(15)内设有所述第二压力传感器(17)，所述海水板式换热器(13)包括海水进口g、海水出口h和冷却水出口k，所述喷淋罐(15)的蒸汽进口a与所述蒸汽收集总管(22)连通,所述喷淋罐(15)的冷却水进口c与所述海水板式换热器(13)的冷却水出口k连通，所述海水板式换热器(13)通过其海水进口g和海水出口h通有用于冷却冷却水的海水，所述海水板式换热器(13)的海水进口g处设有所述冷却阀(6)；/n所述淡水循环管路系统包括水环真空泵(4)、循环水泵(5)、注水阀(7)、温度传感器(8)、液位传感器(9)和蓄水箱(14)，所述水环真空泵(4)包括补水口m、排水口n、吸气口x和排气口y，所述蓄水箱(14)包括注水口p、进水口q、出水口r、进气口s、排气口t和回水口v，所述水环真空泵(4)的补水口m连通所述喷淋罐(15)的补充水出口f，所述水环真空泵(4)的排水口n连通所述蓄水箱(14)的进水口q，所述水环真空泵(4)的吸气口x连通所述喷淋罐(15)的蒸汽出口b，所述水循环水泵(5)的排气口y连通所述蓄水箱(14)的进气口s，所述循环水泵(5)的进水口连通所述蓄水箱(14)的出水口r，所述循环水泵(5)的出水口连通所述海水板式换热器(13)的冷却水水口c，所述蓄水箱(14)的注水口p设有所述注水阀(7)，所述蓄水箱(14)的回水口v连通所述喷淋罐(15)的冷却水出口d，所述蓄水箱(14)内设有所述温度传感器(8)和所述液位传感器(9)；/n所述控制系统包括PLC控制器(11)和触摸屏(12)，所述PLC控制器(11)与所述触摸屏(12)通过以太网电缆连接，所述常开阀(1)、所述吸气阀(2)、所述进气阀(3)、所述冷却阀(6)、所述注水阀(7)、所述温度传感器(8)、所述液位传感器(9)、所述第一压力传感器(10)、所述第二压力传感器(17)和所述蒸汽流量计(19)与所述PLC控制器(11)连接，所述水环真空泵(4)和所述循环水泵(5)通过变频器(20)与总线连接，继而和所述PLC控制器(11)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种船舶厨房蒸汽收集处理系统，其特征在于：包括收集管路系统、喷淋及板换管路系统、淡水循环管路系统和控制系统；其中，
所述收集管路系统包括常开阀(1)、吸气阀(2)、进气阀(3)、第一压力传感器(10)、蒸饭箱(16)、蒸汽收集罩(18)、蒸汽流量计(19)、蒸汽收集总管(22)、第一管路、第二管路和第三管路，所述蒸饭箱(16)为一个或多个，每个所述蒸饭箱(16)内安装有所述第一压力传感器(10)，所述蒸饭箱(16)与所述蒸汽收集总管(22)之间连通有所述第一管路和所述第二管路，所述第一管路上装有所述蒸汽收集罩(18)和所述常开阀(1)，所述第二管路上装有所述进气阀(3)，所述蒸汽收集总管(22)上设有所述蒸汽流量计(19)，所述第一管路的入口端还设有所述第三管路，所述第三管路的末端设有所述吸气阀(2)；
所述喷淋及板换管路系统包括冷却阀(6)、海水板式换热器(13)、喷淋罐(15)和第二压力传感器(17)，所述喷淋罐(15)包括蒸汽进口a、蒸汽出口b、冷却水进口c、冷却水出口d和补充水出口f，所述喷淋罐(15)内设有所述第二压力传感器(17)，所述海水板式换热器(13)包括海水进口g、海水出口h和冷却水出口k，所述喷淋罐(15)的蒸汽进口a与所述蒸汽收集总管(22)连通,所述喷淋罐(15)的冷却水进口c与所述海水板式换热器(13)的冷却水出口k连通，所述海水板式换热器(13)通过其海水进口g和海水出口h通有用于冷却冷却水的海水，所述海水板式换热器(13)的海水进口g处设有所述冷却阀(6)；
所述淡水循环管路系统包括水环真空泵(4)、循环水泵(5)、注水阀(7)、温度传感器(8)、液位传感器(9)和蓄水箱(14)，所述水环真空泵(4)包括补水口m、排水口n、吸气口x和排气口y，所述蓄水箱(14)包括注水口p、进水口q、出水口r、进气口s、排气口t和回水口v，所述水环真空泵(4)的补水口m连通所述喷淋罐(15)的补充水出口f，所述水环真空泵(4)的排水口n连通所述蓄水箱(14)的进水口q，所述水环真空泵(4)的吸气口x连通所述喷淋罐(15)的蒸汽出口b，所述水循环水泵(5)的排气口y连通所述蓄水箱(14)的进气口s，所述循环水泵(5)的进水口连通所述蓄水箱(14)的出水口r，所述循环水泵(5)的出水口连通所述海水板式换热器(13)的冷却水水口c，所述蓄水箱(14)的注水口p设有所述注水阀(7)，所述蓄水箱(14)的回水口v连通所述喷淋罐(15)的冷却水出口d，所述蓄水箱(14)内设有所述温度传感器(8)和所述液位传感器(9)；
所述控制系统包括PLC控制器(11)和触摸屏(12)，所述PLC控制器(11)与所述触摸屏(12)通过以太网电缆连接，所述常开阀(1)、所述吸气阀(2)、所述进气阀(3)、所述冷却阀(6)、所述注水阀(7)、所述温度传感器(8)、所述液位传感器(9)、所述第一压力传感器(10)、所述第二压力传感器(17)和所述蒸汽流量计(19)与所述PLC控制器(11)连接，所述水环真空泵(4)和所述循环水泵(5)通过变频器(20)与总线连接，继而和所述PLC控制器(11)连接。


2.如权利要求1所述的一种船舶厨房蒸汽收集处理系统，其特征在于：所述喷淋罐(15)上还设有安全阀(21)。


3.如权利要求1所述的一种船舶厨房蒸汽收集处理系统，其特征在于：所述喷淋罐(15)还包括补充水进口e，所述补充水进口e与所述海水板式换热器(13)的所述冷却水出口k连通。


4.如权利要求1所述的一种船舶厨房蒸汽收集处理系统，其特征在于：所述控制系统还包括岸端基站和后端计算机，所述PLC控制器(11)通过船载AIS的船岸通讯与所述岸端基站通讯，所述岸端基站通过陆基网络系统与所述后端计算机通讯。


5.如权利要求1至4任意一项所述的一种船舶厨房蒸汽收集处理系统的控制方法，其特征在于：包括延时启动阶段、前段抽气阶段、保压阶段和后端抽气阶段共四个工作阶段；
所述延时启动阶段为系统初始化阶段，当所述液位传感器(9)检测到所述蓄水箱(14)的水位达到低水位设定值时，所述PLC控制器(11)控制所述注水阀(7)打开注水，当所述液位传感器(9)检测到所述蓄水箱(14)的水位达到高水位设定值时，所述PLC控制器(11)控制所述注水阀(7)关闭，当所述温度传感器(8)检测到所述蓄水箱(14)的温度达到高温度设定值且所述蓄水箱(14)水位低于所述高水位设定值时，所述PLC控制器(11)控制所述注水阀(7)打开，当所述温度传感器(8)检测到所述蓄水箱(14)的温度达到低温度设定值时，所述PLC控制器(11)控制所述注水阀(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宁，杨鹏，笪睿，包国治，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32