智能厨房控制系统（共7篇）
智能厨房控制系统 篇1
摘要：智能化在是当前信息社会发展的最大特点之一, 厨房也不例外。介绍了智能厨房发展过程中出现的新技术、新特点及发展趋势, 详细阐述了智能厨房控制系统的网络架构、系统组成部分及整套设计方案, 最后以一个系统应用实例介绍了系统的工作过程。系统应用结果表明:智能厨房控制系统创造了一个高度智能化、安全性高的厨房环境, 改变了人们的生活方式, 有较好的应用前景。
关键词：智能厨房,安全监控,智能化,控制系统
0前言
随着计算机技术的飞速发展及广泛应用, 在未来的厨房中, 人们可以通过网络把厨房中一切电器与外面的世界相连, 主人可以通过远程操作下达指令, 控制厨房电器的运行。随着人们对居住环境及居住品质要求的提高, 厨房在人们心目中的位置已经越来越重。伴随着高科技不断进入家庭, 厨房也开始进入智能化的过程。未来智能化厨房所涉及的一些技术如光电技术、遥测感应技术、遥控技术、计算机和自动控制技术、红外等已经成熟, 只是尚未全面普及或者整合到日常的厨房产品制造之中。如果这些技术能在厨房设计和生产中得到整合应用, 将给厨卫行业和人们的生活方式带来一场深刻的革命。随着社会的进步和各种高科技技术的广泛应用, “智能厨房”这一名词已不再新鲜, 正在被人们逐渐地接受。厨房的智能化是时代发展的需要, 智能化只是为了使用更加方便简易, 功能更加完善, 因而它最终能迎合人们的消费需求。与传统的生活方式相比较, 厨房的智能化可以为人们带来更为快乐、轻松的生活方式。目前, 智能化的厨房存在以下特点:
(1) 各类厨房电器控制趋向集成化;
(2) 使用环境安全性要求提高;
(3) 提供更多的信息化、娱乐化元素;
(4) 更加注重节能、环保的概念;
(5) 厨房家电控制更加智能化。
1 系统网络架构
随着各种智能技术的发展, 厨用电器会越来越趋向于信息化、集成化。厨用电器厂商通过将功能更加强大的各式各样的嵌入式芯片植入产品来提高家用电器的自动化水平。而且随着嵌入式操作系统的技术发展和应用平台标准化, 信息家电的产品种类会越来越多, 功能会越来越强大, 集成度会越来越高。所以, 综合考虑用户个性化需求和未来智能家居建设的需要, 建立的集成控制系统在集成化、安全性、娱乐化、兼容性方面要做好规划, 需求分析尽量考虑全面。基于上述需求, 智能厨房控制系统项目可细分为以下几项组成部分:各种智能化电器、集成控制平台、安全监控模块、信息服务模块, 如图1所示。
各组成部分不能被单独分割开来, 因为单独工作的电器个体, 只能实现电器本身的控制功能或者单独电器的智能控制功能, 却不能和其他模块协调工作。因此, 需要构建一个控制系统, 把所有电器节点连接在一起, 构成一个整体的控制网络。系统可以建立数据库, 连接互联网, 可以接收远程终端发出的控制指令。智能厨房控制系统的整体网络架构如图2所示。
(1) 基于ARM的嵌入式控制平台
智能厨房控制系统的控制核心, 系统的控制管理软件就是基于这个平台工作的, 系统数据库也是建立在该平台上。ARM嵌入式平台负责协调各模块协调工作, 并且实时监控各类电器的工作状态及厨房环境状态。
(2) 厨房无线网络
厨房电器设备之间连接采用射频无线网络, 避免了繁琐和影响美观的有线连接, 该网络具备专有网络通信协议, 只要兼容协议的厨房电器都可以接入。
(3) 厨房电器系统
电器系统是厨房无线控制网络的主要组成部分, 主要包括厨房里的常用电器, 如:智能灶具、烟机、电饭煲、冰箱、热水器、消毒柜等等。
(4) 厨房环境系统
主要包括响应安全报警的执行机构或部件, 如空调系统、消防系统、燃气主阀、水阀等, 这些部件和安全监控部件构成了整个厨房的安防系统。
(5) 厨房照明系统
厨房照明系统采用节能环保的LED灯, 采用红外监控, 只要检测到人离开一段时间, 照明系统将转换到节能模式。另外, 为了满足人们对厨房氛围的不同要求, 厨房的照明系统通过选择不同的模式营造不一样的厨房氛围。
(6) 厨房安全监控系统
厨房安全监控系统主要由燃气传感器、温度传感器和烟雾 (气) 传感器等组成, 负责厨房环境状况的监控, 并实时向ARM嵌入式平台传送监控数据。
(7) 远程控制
通过安装专用的应用软件, 控制系统可以接收远程控制终端 (手机终端、平板电脑) 的控制指令, 控制终端也可以接收厨房电器、环境状态等数据。
2 系统设计方案
智能厨房控制系统采用ARM+Win CE的设计方案, 支持全触摸屏操作, 控制系统和底层的电器、智能监控节点之间通过2.4G无线网络进行通信[1], 节点与系统之间采用统一的无线通信协议, 如图3所示, 虚线框内的各个子模块、厨房电器和集成控制中心之间都是通过无线网络相连, 减少繁琐的厨房内部布线, 系统支持以太网连接, 集成GPRS通讯模块, 可以接收电脑终端或者手持终端的远程控制指令。整个网络架构是一个星形网络, 中心位置是智能厨房的控制中心 (即图中的网络协调器+控制中心) , 负责处理远程控制指令并反馈厨房电器系统状态机环境指标状态。因此, 控制中心是整套厨房智能控制系统的心脏。
此外, 控制系统提供了完整的安全监控方案, 保证厨房环境的高度安全性。下面提供了燃气监控的详细设计说明及流程图, 如图4所示。厨房环境的燃气值超过安全设定值, 控制软件界面弹出报警信息, 并且在软件界面的报警信息栏显示报警信息的内容, 如果选择了远程报警复选框, 系统将向用户的手机终端发送报警信息。
燃气监控可实时监控厨房里燃气浓度。当可燃气体泄漏浓度达到设定浓度值时, 主机发出响亮的连续性的声音报警, 同时自动关闭切断气阀, 控制系统的液晶屏显示“燃气泄漏”等报警信息并且伴随LED灯闪烁。当燃气浓度持续超过预警值时, 控制系统自动通过远程控制模块发送信息到用户手持终端设备。为了增强安全性, 控制系统要求具备定时关闭燃气阀功能:用户在使用时可自行设定每次烹饪活动时间 (系统将默认使用最近一次开阀前设置过的定时值) , 当您使用燃气超过该时间时系统会自动切断燃气总阀, 有效预防部分用户使用燃气时因忘记关火而存在的火灾事故隐患。
控制系统提供完整的信息服务模块, 统一管理各种烹调信息、菜谱信息、系统报警信息等, 允许烹饪爱好者可以自由定制、添加菜谱信息。
3 系统应用
图5为智能厨房控制系统的主界面[2], 左边显示了系统运行设备及其目前的运行状态, 报警设备的名称及报警原因, 右边是控制的厨房电器。最下方显示的是厨房安全状态监控信息, 包括烟感信息、气感信息及环境温度信息, 更加详细的应用信息就需要点击菜单栏选择。用户可以通过该操作界面进行电器的操作、控制模式的设置等。
目前, 系统可纳入集成控制的厨房电器有:冰箱、智能灶具、烟机、电饭煲、消毒柜、洗碗机、热水器、厨房空调系统等。为了使控制系统有更好的兼容性, 首先要求各单独电器的软件控制系统的兼容性好, 也就是各类电器应具有一个通用的软件平台 (支持相同的通讯协议) , 各类电器、监控节点只要上电后, 就能够自动连接到控制系统。
图6是智能厨房控制系统的安全监控界面的一个例子[3], 界面的底部是对厨房烟感、气感、和温度参数的监控, 包括数值和环境状况的颜色示意图, 当检测值超标时, 系统显示黄色图标进入预警状态, 超出预警值后, 报警栏报警, 报警颜色由黄色变为红色。
图7是智能灶具与烟机联动工作的界面[4], 在系统设置好灶具与烟机联动选项后, 只要智能灶具启动正常工作, 烟机立刻响应进入工作状态, 并且可以根据烟感的浓度自动调节烟机的转速, 当灶具关闭后, 烟机自动延时一定时间 (时间可由用户设定) 后自动关闭。
4 小结
智能厨房应该做到各厂家产品互相兼容, 因此有必要建立一套通用的通讯协议, 这样不同厂家生产的厨房电器与控制系统都遵循相同的协议, 实现互通互联。此外用户可以根据自己的喜好选择自己喜欢的产品, 毕竟没有一个厂家生产出来的厨房家电都能让所有消费者都满意。综上所述, 虽然这套系统还有很多有待完善与解决的问题, 但系统已经初步运行起来, 实际的运行结果表明:智能厨房控制系统现实了厨房智能化与人性化的统一, 基于多种安全监控技术的使用实现了厨房高度的安全性与节能化, 系统界面简洁明了, 操作简单方便, 有较好的发展及推广应用前景。
参考文献
[1]David FlowersYifeng Yang.MiWi无线网络协议[Z].Microchip Technology Inc, 2007.
[2]何宗键.Windows CE嵌入式系统[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2010.
[3]周立功.ARM&Windows CE实验与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2011.
[4]魏洪兴, 胡亮, 曲学楼.嵌入式系统设计与实例开发实验教材||[M].北京:清华大学出版社, 2008.
智能厨房控制系统 篇2
关键词：智能化；厨房家具设计；交互设计
一、引言
民以食为天，厨房是家的重心，特别是在饮食文化与家居生活观念根深蒂固的中国。从新中国成立前简陋且卫生条件极差、油烟弥漫的原始厨房，到20世纪60年代采用砖砌炉灶和煤炉的公共厨房，再到20世纪80年代煤气灶台功能单一的独用厨房，以及21世纪初将储藏用具、洗涤用具、调理用具、进餐用具等厨房用具进行系统搭配，令厨房空间既时尚又实用的整体厨房，再到2015年CES大展上Whirlpool实境展出2020年的科技智能厨房，可以说当今社会是以智能化产品为主要发展趋势的。
二、智能化厨房家具研究现状
厨房的高效利用、有目的地安置各种设备、组织烹饪操作、改善居家环境是现代智能化厨房的主要任务。从总体上看，智能化厨房与传统厨房在实用功能上大致相同，在厨房的操作顺序也几乎相同。①
（一）智能化厨房家具概念
厨房根据其使用性质基本可分为贮存区、准备区和烹饪区等。一个环境适宜的厨房，不仅必须包含以上几个主要工作空间，科学安置各操作空间范围，设计最高效工作路径，是现今厨房家具设计提升功效的出发点。②智能厨房在21世纪初由家具设计领导者德国海蒂斯提倡，并作为一个自创品牌注册，但那时并未确定其准确的概念。从广义上讲，对家具从材料形制、工艺结构上进行设计的重构优化，使其能够代替或部分代替人来完成的某种功能的操作；狭义上讲，智能厨房家具是电子设备与电子控制技术，通过适当的连接方式或功能结构来模拟人的智能生活活动轨迹，从而进行特定的全自动化操作，有机连接其他智能家居设备系统的一种家具产品。
（二）国内外研究现状
西欧发达国家的厨房家具设计寻求现代感，将绿色化、智能化、独立化、功能一体化、外观装饰艺术化等设计观点与设计方式进行融合。③在设计前提符合使用功能的基础上，强调造型美感的现代化和个性化。大多外观形象追求简约、样貌温暖、艺术感染力高等，物联网的引入直接提高了厨房家具的智能化含量。如Innit是硅谷一家致力于“把食品与厨房统一结合”的智能化厨房家具设计公司，Innit通过软件控制中心的管理系统和无线炉台、感应式拉门冰箱、无线控制烤箱等智能设备的联合，达成确实存在的智能烹饪。④现今，伴随我国住宅装饰智能化的发展加快，用户对厨房家具现代化的要求日益增高，不再满足厨房家具单一的实用性，逐渐把造型、色调、风格等具有个性特点的追求，融汇厨房家具甚至整个厨房空间，要求整体厨房装饰风格的和谐一致。⑤
三、智能化厨房家具特点
智能化厨房家具与传统厨房、一体化厨房家具相比，其功能特点突出，如实用性、便利性、可靠性、装饰性等。
（一）实用性
智能化厨房家具的设计核心是以人为本，功能均围绕服务于人而展开，比其他普通家具更加强调功能性、实用性、舒适性等⑥。物联网时代的到来，使得智能化厨房家具能够实现与以往厨房产品达不到的功能需求。例如，智能化厨房中的概念炉灶采用一体化设计，新型可触控面板，人机交互是由触摸或者声音来完成，界面可以显示比如菜谱之类的信息，根据用户所选菜单列出相应菜品及配套菜谱，智能搭配指导每日所需营养，计算菜品卡路里等。并且用户做饭的同时可以兼做其他事情，将人们在厨房的时间和不做饭的时间无缝对接了起来，使两者不再相互冲突。
（二）便利性
智能化厨房家具设计的根本目的是用智能化操作来降低人的活动，减轻有违人体工程学原理的姿态，增加厨房操作的趣味性、便利性，提升厨房操作效率，简化烹饪步骤，以便体验更好的生活。⑦智能橱柜吊柜往往使用智能升降系统，柜体高度能够上下调节，橱柜均设有阻尼系统，用手轻轻触碰便能打开抽屉，关闭或开启时，再大的动作也能实现轻柔无声的效果，减少不必要的噪声污染，操作简洁、便利、轻松、安全。Simplehuman公司推出的一款造型美观的智能垃圾桶，内置了一个传感器，当手伸到附近的区域，垃圾桶盖会自动打开，而不需要踏板或者其他装置。
（三）可靠性
传统厨房家具的应用运转通过一定的电子设备、电子系统等设施，需要电源，会存在一定的安全隐患。而智能化厨房家具在一定程度上解决了漏电、毁机等安全问题，通过电子控制系统，当电压超过电路系统可控范围，系统会自动处理断电或暂停设备工作等功能，家具产品在材料的设计使用上普遍采用了高绝缘、易散热、耐腐蚀等材料，从根源上解决这一问题。一些高端的智能化厨房家具还带有TOUCH指纹识别功能，在家长外出的时候能够保证儿童的安全，避免儿童非正常操作设备所带来的伤害。
（四）装饰性
智能化橱柜家具根据家庭成员文化修养、色彩偏好等结合人体工程学等原理进行设计，既可以合理地根据人们的操作习惯和顺序安排，又能反馈得到操作流程中所形成的姿势及力度，在橱柜设计的尺寸、规格安排等方面最大限度减少人体的体力耗损和肌肉疲劳，即使做菜也优雅。同时与现代智能建筑、智能小区、智能家居等智能系统形成良好的循环呼应，智能控制厨房家具操作。⑧据预测在未来可以达到轻轻一点，就能智能整洁厨房，美化居住环境，提升生活质量，改善居家生活氛围，促进家人互动。
四、智能化厨房家具设计要素
智能化厨房家具作为一种全方位、一体化、高技术的家具产品，为迎合现代智能化家居系统及用户体验等发展方向，需以一种全新的设计方式来满足各阶层的需求，其与传统厨房家具在造型、功能模块、用户需求、功能表达等方面呈现出一种全新的姿态。
（一）造型设计
智能化厨房家具的造型设计与使用方式是以厨房家具和厨房设计为基础的，而厨房设备的不同也直接决定了厨房家具的功能类别，所以，要将两者进行统一的整合，从而进行系统的规划。智能橱柜家具造型设计大致分为以下三类：1.“L”型厨房家具适用于长方形厨房，优点是这种布置工作三角形合理，作业面大，操作顺畅，操作流程短，空间应用率和工作效率高，是最为常用的式样。⑨缺点是L型橱柜转角处易形成死角，需在转角柜中增设旋转装置，以便存放物品。其开放与闭合的高低组合，能更深层次的表现出厨房家具丰富的层次感。2.“U”型厨房家具具备三个转向、两个转角，空间紧凑经济，能很大限度地缩短工作路径，提高工作效率，减少不同操作之间的干扰，容纳多人同时操作，适用于较大空间的厨房或开放式厨房。缺点与“L”型厨房家具基本相同。3.岛型厨房家具其空间内有一个独立的工作台，可缩短运动线，活跃室内气氛，增加工作面积和贮藏空间，多应用于较宽敞的厨房，在国外家庭中较常见。近年，国内厨房家具行业较多推出岛型厨房家具款式，消费者也比较推崇，这种布置形式适合于一边操作一边与家人朋友聊天的交互体验，而且可以装扮居家环境，扩展住宅空间，统一装饰风格。
（二）模块化设计
模块化设计的目的是转化消费者对智能化家具功能的需求，以此为设计的出发点。不同型号的智能化厨房家具产品可达成的智能功能均不相同，其产品设计也都截然不同，若分析其产品独立智能功能单元，会发现一些重复性功能，如智能橱柜中的柜门阻尼系统，对于减轻家具磨损、减少噪声等方面十分受用，对于此类重复性功能依据需要直接或间接更改设计均可使用达到预期效果，这就形成了家具的功能模块化设计。模块化是把产品的功效扩大化，依照整体设计角度思考，分析单元和整体的组成方式，通过分化与结合的手法，确立模块化体系及其产品应用的一站式流程。模块化是以标准化为基础的升级式研发，满足了不同消费者的需要。在智能化厨房家具设计中可以将功能、性质、系统等类似或相似的组合，进行统一规范化整合，形成产品的统一功效模块，提高产品的拓展性和创新性。参照系统能效设计，将智能化厨房家具看作一个有机单位的系统。根据家具使用功能的归类，把智能化厨房家具分为N个子系统，即把智能化厨房家具分为储藏用具、洗涤用具、调理用具、进餐用具等，方便模块化设计研究。
（三）交互设计
厨房不仅是工作环境空间同时也是生活环境空间，智能化厨房家具突显智能化、高效化、安全化，是消费者与机器设备的交互行为方式，是检验产品设计必不可少地重要一环⑩。为了更好的展示厨房家具的智能化，系统设计需设置自动记忆并储存用户偏好功能，方便用户查找和归纳杂物、维系空间清洁等，以便形成良好的交互方式。同时以厨房空间为媒介，创造和谐健康的家庭氛围，促进家庭成员沟通交流，让用户体验到更加美好的生活氛围是智能化厨房家具交互设计的目的。不同时间，用户对厨房的需求和操作方式也不尽相同，分析其操作流程，整合其操作方式，设计出有利于减少用户劳动量、提升操作效率是智能化厨房家具系统操作分析的关键。如可调节式橱柜门，能够保证柜门的安全开启和关闭，调节状态下能够保持随意角度，避免过多操作对于柜门的磨损，与人机交互行为方式相适宜，符合人体工程学人下蹲角度，省时省力，拓展了厨房空间，美化了厨房操作环境。
五、结语
智能厨房控制系统 篇3
本专卖店产品有创意厨房餐具、创意厨房用品、创意厨房用具、创意厨房电器、创意厨房周边等系列产品。产品款款新颖,而且是实用性强的产品,包罗万象,品种齐全,适合不同的消费群体消费。目前热卖奇品已有1000多种,并且每月都有新品上架。
项目特点
1. 实用性强:产品不单是新奇,有创意,同时实用性强,都是贴近老百姓生活的必备品。
2. 产品全覆盖面广:小厨侍的产品涉及到创意厨房餐具(碗、盘、勺、刀叉、碟、筷子、套装等等),创意厨房用品(调味品 / 罐、油壶、厨房置物架 / 角架等等),创意厨房用具(剥蒜器 / 压蒜器、切菜器、水果切割器、厨房小工具套装等等),创意厨房电器(蒸 / 煮蛋器、电饭煲、电热饭盒葡萄酒机等等),创意厨房周边(智能垃圾桶、洗澡机器等等)从几元钱到几十元、上千元的应有尽有。庞大的产品体系一定能为您招来广泛的客源。
3. 新品更新快:每个月不断的发布新品,让代理商免费享受新的资源,保障公司的产品和代理商手中的产品永远走在市场的最前沿。
市场分析
民以食为天,生活至上,吃饭为大。柴米油盐、锅碗瓢盆的碰撞,那是生活的交响曲。厨房烹饪的不只是美食,而是心情、心意与爱!
有家就有厨房,2014年中国家庭数量为4.3亿户,位居世界之首。有厨房就需要厨房用品,市场有多大,想想就知道!说到厨房,首先想到的是挥汗如雨、烟雾缭绕、锅碗瓢盆,叮叮当当,似乎让人避之不及。这是传统厨房。随着现代人生活品质化的需求飙涨,一场厨房用品的革命一触即发,时尚化、个性化、多元化、智能化、全能化的厨房用品在中国,尚属空白,空白催生商机,何止百亿千亿?!
投资条件
目前项目方有两种合作方式:特约经销商,独家代理。
特约经销商:首次合作一次性交纳首批货款38800元,(货品自由选择)即可成为特约经销商,没有加盟费,后期进货量不限,根据市场需求以销定购,后续销售享受公司返利,每累计进货达1万返现金1000元,如通过开店经营的话:装修费用公司还有一个统一补贴:5000元,年终享受全年销售额3%的年终奖。
县级(区)独家代理:首次合作一次性交纳首批货款56800元(货品自由选择)即可成为我公司县(区)级独家代理商,没有加盟费,后期进货量不限,根据市场需求以销定购,后续销售享受公司返利,每累计进货达1万返现金1000元,如通过开店经营的话:装修费用公司统一补贴:6000元,年终享受全年销售额的4%的年终奖。
地级市独家代理:首次合作一次性交纳首批货款88800元(货品自由选择)即可成为我公司地级市独家代理商,没有加盟费,后期进货量不限,根据市场需求以销定购,后续销售享受公司返利,每累计进货达1万返现金1000元,如通过开店经营的话:装修费用公司统一补贴:7000元,年终享受全年销售额的5%的年终奖。
效益估算
产品出厂价从几元、几十元、上百元的都有,适合大众消费,销售毛利润率100%以上。
投资提示
第一、无店经营:合作商可以在代理区域任意发展下级分销商,把产品批发给当地的饰品店,礼品店、电子产品专柜、家电产品专柜、生活用品小超市等从中赚取差价。
厨房供电系统设计原则 篇4
厨房决策人员应尽早将厨房设备布局及比较尽的技术要求提出来，例如，设备的位置、额定功率、电压、运行特点等，使设计部门有依据地一步设计到位，尽量减少重复设计与施工。技术衔接对于工程设计极为重要，是提高设计施工工作效率的关键环节。厨房设备布局设计与配套系统方案确定之后，是厨房供电设施最佳设计切入时机。
2、专业设计原则
厨房用电设备种类很多，而且用电量比较大，要熟悉所选用的用电设备的有关技术参数和工作特点。厨房设计和电力系统都要由专业人员设计，奠定良好的基础，有利于一次设计到位、施工到位，不遗留后患。
3、细化设计原则
厨房供电系统设计，既要遵照有关规范，又考虑到厨师操作的实际需要、与设备的接续配合、与其他系统管线的空间关系，进行化设计，要尽量提高细化精度，设计到每一个点位。例如，插座、开关盒位置要避开容易溅水的位置，远离热源，躲开设备结构，确保安全和操作维修方便。
4、安全可靠性原则
厨房供电系统配电线路直接与终端设备对接，电气设备直接与人接触，供电的可靠性一方面是使用的可靠性，另一方面是确保人身安全的可靠性。供电的可靠性是由供电电源、供电方式和供电线路共同决定的。厨房环境潮湿，有许多380V用电设备，为了确保配套设施的可靠性，在设计时，在确保严格按照有关规范设计的前提下，还要考虑到具体应用点位的特殊性适当地提高设计标准。由于厨房用水的设备很多，地面、墙壁清扫大多用水冲刷，为防止水流入、溅入电路引起短路，要考虑电源插座密闭防潮、提高安装高度、与溅水设备有一定的距离。
5、预留设计原则
厨房配电线路应当力求接线简单，具有一定的灵活性，并要留有用电负荷增大的余量，配电箱留有一定数量的备用回路，以备设备增加与变动。
6、便于检修原则
由于厨房设备较多，摆设紧凑，空间狭小，厨房供电设施的设计应方便定期检查维修，尽量降低检修的难度。总配电箱及分配电箱尽量不要设计在厨房工作间内，且不要远离负荷中心便于操作检修。
7、人性化设计原则
在就餐高峰时，后厨人员工作高度紧张，设备用的频率非常高，设计人员必须深入了解厨房运作、操作特点，实施人性化设计，使设备开关、维修的具体操作动作简单合理。
8、节能降耗的原则 厨房电耗非常大，因此节能降耗是主要设计原则之一。厨房用电设备比较多，一方面从设计角度降低能耗，另一方面选用节能设备，应用节能技术。设计策划时多动脑，就能大大降低运营成本。
住宅厨房集中排风系统测试分析 篇5
随着生活水平的提高, 室内环境成了人们普遍关注的问题。而厨房是室内污染物的最主要发源地, 其炊事过程产生的污染物对人体健康不利已成为众所周知的事实。城市住宅厨房排油烟, 经历了最初的通过门窗开启的无组织排气到现代建筑设计上普遍采用的集中排气方式的演变。集中排气方式分为自然通风方式和机械通风方式。在自然通风方式中, 热压是迫使油烟通过风道排出的唯一动力。但是由于其作用压头不稳定, 有时很难排出油烟, 油烟反灌到厨房是经常发生的事情, 因此该方式基本上已被淘汰。机械排气是由抽油烟机把油烟通过管道排至室外。相形之下, 机械排气方式就成了用户们的首选。但是采用机械集中排气管道系统时, 特别是对于现在众多的高层建筑, 若某一用户抽油烟机不开启时, 油烟很可能会从主风道进入该用户厨房, 造成各户之间的交叉污染。而使用止逆阀能较好地解决这一问题——当用户不使用抽油烟机时, 止逆阀处于关闭状态, 阻止主风道的油烟反灌。
安装止逆阀后整个排气系统的排气量能否达到用户要求以及防止油烟倒灌的效果如何, 是本文主要在实验的基础上加以探讨的, 以期为有效解决高层住宅厨房的烟气污染控制提供有实用价值的参考数据。
1. 实验装置及其过程
1.1 实验装置
如图1所示为实装置示意图, 由镀锌钢板做成的可变截面矩形管道系统1, 并设有多档排油烟机2, 止逆阀3, 塑料圆管4, 侧面静压测试孔5, 流速及压力测孔6和微压传感器7等组成。
其中1为用来模拟主风道的矩形管道, 长90m。为得到不同楼层数它可以组合变换其长度, 如组合成30层, 25层, 20层等楼层的长度;还可以通过改变横截面得到不同的管道截面如400×750mm, 400×600mm, 400×500mm, 400×400mm等尺寸的横截面;同时为使其更接近实际主风道阻力系数内表面刷一层纤维素来增加排风管道内部的粗糙度。2为有两个风量档位的排油烟机。3为止逆阀其阻力系数为2.69, 开启压力为19.8Pa, 运行时完全打开 (达到最大的开度20°) 阻力为7.94Pa。此止逆阀的数据也符合住宅厨房使用止逆阀的实际参数。4为直径为150mm的塑料圆管, 上开一测孔用来测量支管内压力, 风量及风速。5为静压测孔对应测点, 用来测量主风道内的大致压力分布。7为用来测量管道内静压的微压变送器, 其测量到的静压由数据采集仪接收, 进行A/D转换, 经计算机采集汇总。
1.2 实验过程
按照高层住宅排风道设置情况, 以其实际使用状况和条件, 水平设置放置29层的高层住宅排风道实际系统, 在每层对应的厨房排风道上安装相同的吸油烟机。在各层风道接口处与风道内设置检测点, 设定吸油烟机在各种开机率条件下的工况, 模拟排风道的各种使用状态, 检测排风道中及吸油烟机与排风道接口处在各种工况下空气的流速、静压等物理参数, 以期确定该排风道对高层住宅实际使用要求的排风能力和效果。
支管内压力、进口风速和风量是由支管上小孔6测得。5处的微压测孔通过胶管连接微压传感器与数据采集仪连接, 把数据采集仪一段时间获得的压力数据取平均。
本测试是按1∶1的实型尺寸加工, 主管道为可变截面的集中排气系统。该系统中主管道的一侧为可移动面, 这样可以任意改变排气道截面积。由于实验条件所限, 系统水平放置, 用水平风管模拟竖向高层集中排风道。
在组成集中排气系统的多台吸油烟机同时开机率工况的确定时, 是根据我国住宅居住调查, 高层住宅楼内同一排风道系统的吸油烟机同时开机率一般在30%~60%之间, 多数情况为20%~55%的开机率。考虑到排风道工作的可能极端情况和集中使用情况, 我们也对抽油烟机的开机率100%的工况做了测试。
2. 实验数据及其分析
实验针对多种不同截面积和在不同开机率30%、50%、60%、70%、80%、100%情况下进行了测试。测试结果因篇幅所限不一一列举, 部分测试数据如表1:
(1) 29层, 400×600截面带止逆阀集中排气系统, 在100%开机率条件下, 各层排风量如图2所示, 最低风量为264.1m3/h, 最高风量出现在最后一层为348m3/h。
可见各层排风量都基本满足现行规定的250m3/h的要求。
(2) 流量曲线并未呈现理论上的由底层到顶层逐渐增大的一致性, 而是呈现由低到高再到低的分布, 由此说明上层用户的抽油烟机在排出该用户的油烟的同时, 也对比之下层用户的油烟有引流作用。但是, 前述的“高”流量楼层之间相互比较却呈现了理论上的流量逐渐增大的一致性, “低”流量楼层之间相互比较也呈现了相同现象。
(3) 如图3为进风口压力和主风道压力差与各层风量比较图, 图4为图3的局部放大图, 可以清楚的看到压差与流量变化曲线基本上处于一致的状态, 也就是说呈现由低到高在由高到低的现象。
(4) 图5为29层, 400×600截面带止逆阀集中排气系统, 在50%开机率条件下, 各层风量。可看出该条件下排烟道系统的排烟能力较为显著, 排风量都在300m3/h以上。
3. 结语
(1) 住宅厨房集中排气系统在本实验条件下, 400×600截面带止逆阀集中排气系统在100%开机条件各楼层排风量和排风风压较为稳定, 风量保持在264~348m3/h之间, 符合住宅排气使用要求;当达到50%开机率条件时, 排风量都在300m3/h以上。
(2) 住宅厨房集中排气系统中各层分支加入止逆阀会增加排气系统的阻力, 在相同排气效果下, 需要加大排油烟机压头。但是, 与增大排风道面积来达到相同效果相比较而言还是更易于被建筑设计者接受。
(3) 本实验数据未有高层住宅热压因素的影响作用。在实际使用中除夏季使用空调供冷的住宅, 全年绝大多数时间会因为热压的作用而更加有利于排气。
参考文献
[1]胡建军, 王汉青.厨房排风系统现状分析.制冷空调.2005.No.6:53-56.
[2]谭小军, 靳瑞冬.GBF烟道系统在高层住宅厨房中的应用.暖通空调.2006.No.4:103-105.
[3]张靖岩.高层建筑竖井内烟气流动特征及控制研究:[博士学位论文].中国科学技术大学.2006.
[4]辛月琪, 徐文华.厨房集中排管道用止逆阀性能的实验研究.建筑热能通风空调.2005.No.1:79～83.
智能厨房控制系统 篇6
1 系统介绍
1.1 系统工艺流程
香料厨房系统负责制丝车间所有香糖料的自动配比调制、存储以及现场定比跟踪加料。其工艺过程为:大部分原料自动计量后按设定配比送入调制罐进行调制, 调制好后的成品料液被送入贮存罐;系统跟踪现场各加香加料点的要料信号, 由贮存罐定量输送成品料液到各个加香加料点设置的现场料液罐, 由现场料液罐定比跟踪施加料液到要料点的加料设备。其工作过程具体如下:1) 备料:系统自动检测原料罐储料的情况, 依据检测结果, 自动补充不足的原料;2) 配制:配料过程中, 现场操作人员输入配制重量和配方牌号, 系统根据配方中各种原料的配比参数, 自动按比例顺序加入调制罐调制。3) 出料:中控室设定出料量, 操作员设置允许出料, 自动输出定量的料液, 完成向各加料点定比跟踪加料。
1.2 系统的主要功能
为保证制丝车间生产的烟丝品质, 香料厨房系统应具备原料液自动配比、溶剂自动定量加入、自动控制料液温度、自动吹洗清扫管路、工作报表随时打印、出现故障及时报警、自动采集打料搅拌开始结束时间等功能以及设备运行状态、温度、液位、流量阀的状态跟踪显示功能。
2 香料厨房控制系统硬件设计
2.1 总体设计
香料厨房控制系统由温度传感器、液位传感器、电机启动器、电动阀、阀岛、管理计算机等元器件组成。综合考虑香料厨房系统的工艺流程以及系统功能实现的可能性、可扩展性、可维护性以及系统所需元器件的性价比等因素, 确定香料厨房控制系统基于PR O FIB U S现场总线, 用SIEM EN S的S7-300系列PLC实现现场控制, 使用SIEM EN S的W in C C组态软件实现集中监控, 组成分布式监控网络, 进行分层控制。控制系统总体设计框图如下图1。
2.2 主要硬件选型
1) 可编程序控制器PLC的选择。
香料厨房主站PLC采用西门子公司的S7-300, 内置2M R A M卡和PR O FIB U S D P接口, 可以直接挂接在PR O FIB U S现场总线上。
2) 现场总线为PR O FIB U S-D P。
3) 现场分布式I/O选用德国B EC KH O FF公司带C PU功能的B C 3100系列产品;电机启动器选用德国B EC KH O FF公司的KL8001系列产品。
4) 上位监控计算机采用德国B EC KH O FF公司平板工控机;监控系统组态软件为德国SIEM EN S公司W in C C 6.0+SP2;PLC编程软件为STEP 7V 5.3。
3 香料厨房控制系统软件设计
3.1 Win CC监控软件设计
香料厨房系统监控软件采用西门子视窗控制中心W IN C C开发, W IN C C是一个集成的人机界面软件系统, 它具有用户友好、组态灵活方便、通信协议开放等优点。使用它开发香料厨房系统的监控画面、生产流程画面、报警画面、用户登录界面、生成实时调节曲线和历史曲线、显示历史报警信息等功能, 从而控制作为下位机的西门子S7-300系列PLC, 实现现场控制。
在香料厨房控制系统中监控软件主要完成操作、监视和管理功能。上位监控机通过工业以太网与香料厨房主控柜里的S7-300 PLC通讯, 直接控制工艺设备的启停, 采集香料厨房的现场数据信息, 分发调度指令、控制指令到现场, 并通过监控画面显示香料厨房的生产情况。采集的数据存入数据库, 用来生成历史趋势图和报表。
监控计算机还可通过局域网与其上位机通信, 接受上位机派发的生产任务, 结合生产任务单和现场调制罐容量等信息, 自动生成料液生产计划。
3.2 下位机软件设计
对S7-300系列可编程序控制器的编程采用SIM A TIC M A N G ER STEP7集成开发环境实现, STEP7是运行在W IN D O W S操作系统平台下的编程开发环境。
通过STEP7编程软件, 使用梯形图和语句表等形式进行编程, 编译好的程序可下载到可编程序控制器PLC中运行, 也可在线监控程序运行状态, 完成程序调试。
结合香料厨房工艺流程和结构化程序设计的思想, 确定香料厨房控制系统S7-300程序总体结构框架如图2所示。
4 结论
卷烟厂糖、香料厨房系统简介 篇7
卷烟厂糖、香料厨房系统由机械设备、控制系统和管理系统三大部分组成, 其功能是在确保实现糖料、香料调制、储存和输送的基本功能基础上, 对生产中的各类数据进行统计和分析的数据管理, 并通过Ethernet完成系统与制丝线工业以太网的挂接, 实现系统与其他站的PLC和上位机系统的数据和信息通讯。
二、保证系统精度和质量的方法
(1) 采用悬浮式静态称重方式检测罐内料液重量。糖、香料厨房内所有工艺罐 (纯净水和热水罐除外) 都装有称重传感器, 用于检测罐内料液的重量, 为减少计量误差, 称重传感器尽量靠筒身底部安装, 与其他重量检测方式相比, 具有精度高、“零漂”小、稳定性好 (受温度的影响小) 、标定方便 (无需专用仪表) 等优点。重量信号的采集和处理选用具有ProfibusD p接口的重量仪表, 传感器的“零点校准”、“量程校准”等功能可通过程序执行, 在监控机上进行操作。为保证所有称重传感器的精度, 我公司和传感器供应商经过多次探讨, 联合开发设计了一套合理的安装方式, 确保悬浮式静态称重系统计量准确、稳定可靠。
(2) 料液配制时, 各原料由高精度电子秤 (具有Profibus-Dp接口) 人工计量。操作员根据控制系统提示, 按顺序进行称量, 每完成一次, 在监控画面上按键进行确认, 这样人工称量的每一个值都被计入监控计算机数据库, 形成原料耗用报表, 作为数据统计和管理, 并且当称量值与提示值不相符时, 控制系统给出报警信息, 可有效防止操作工的误操作。
(3) 在系统管路设计上应遵循“无死区”原则, 对管路管径、长度、走向进行优化设计, 使共用管道部分最短, 并设计自动吹扫清洗系统, 使计量后的料液尽可能多的流入所要输送的罐内, 确保罐底无剩料和管道内无余料, 以提高料液配制精度。
(4) 具有加热保温功能的罐都装有冷凝水自动排空装置 (设置破真空阀) , 以减少由于冷凝水在罐夹层内排放不完全对称重精度的影响。
(5) 罐与管道之间采用“软连接”方式, 软管采用食品级硅胶管, 确保悬浮式静态称重系统的准确无误。
(6) 糖、香料调制时, 采用变频调速机械搅拌器, 搅拌速度可根据工艺要求自动调节, 并采用正、反双向搅拌, 确保罐内溶液不会按一个方向运行形成旋涡, 能够加速原料的充分溶解和均匀混合, 提高料液配制质量, 减少料液沉淀。
(7) 现场加香、加料计量选用单直管质量流量计检测, 其计量不受介质密度、温度的影响, 并具有Profibus-Dp接口, 标称精度达到0.2%。
三、系统的自动化
操作员只需对上级生产计划部门或车间中控下达本班生产任务指令进行输入和确认, 控制系统自动运行, 整个生产过程的料液调制、加热、保温、搅拌混合、出料、清洗及余料回收等工艺过程, 都将在控制系统控制下自动完成。
料液配制前, 系统能够将生产任务 (从M E S或制丝中控接收的当班各个施加点的牌号和产量) , 根据事先录入的配方表, 自动分解成所需配制料液的种类和重量, 并且根据当前储存罐中成品糖香料的储备情况提出所缺的成品料液, 通过检索配方表, 将这些需配制的成品料液进一步分解, 提供所需原料的名称和重量, 提醒操作人员进行原料准备。
料液配制时, 操作人员选定需配制料液的名称和重量, 系统按事先录入的配方表在触摸屏上按序提醒操作人员需称量料液的名称和重量, 原料经人工称量后, 按“确认”键, 通过气泵将原料抽吸至调制罐进行成品的配制, 所有称量值都将记录至数据库, 形成原料耗用报表。
成品糖香料向现场发送时, 系统能够根据现场的生产牌号、要料信号, 自动进行“牌号比对” (生产牌号和储存罐料液必须相同, 才可出料) , 并自动选择相应出料储存罐 (同牌号罐遵循“先进先出”) 向现场各生产点发送料液, 生产完毕后, 自动回收管路余料。
四、系统的数据和信息管理
糖香料厨房系统通过以太网与全厂信息管理系统相连, 构成一个有机整体, 既可以接收生产管理部门下达的生产任务, 又可以将糖香料厨房的各类数据进行实时采集, 然后通过自身数据管理系统的统计分析, 对这些信息进行归类、整理, 最后将相关数据和信息上报给上级管理部门, 以实现生产管理、工艺管理、设备管理、质量管理的目的, 为企业及时了解生产过程、制定战略决策提供重要依据。
五、系统的信号连锁和信息交换
采用网络和硬件相结合的方式, 进行信号连锁和信息交换, 对于重要的启/停信号两种方式都具备, 对于数据和相关信息由于硬件连锁难以进行, 则采用网络的形式, 为保证数据和信息的准确, 通过特定的程序对网路进行监控。
六、系统的操作和监控界面
在系统人机界面设计方面, 遵循“人性化”原则, 并参照Windows操作系统的风格, 充分利用监控软件本身的特点和计算机图形技术, 开发一套功能强大、操作方便、性能可靠的人机界面系统, 通过人机界面可全面监视、操作和控制整个系统。
七、保证系统安全性和可靠性的方
法
(1) 设备所用的执行器件和控制器件均选用经过多次实践证明可靠性好、运行稳定的品牌器件。
(2) 系统的设计、制造及安装过程将严格按照国家有关规定进行。酒精存放间按防爆区设计。系统中具有压力的管路 (如蒸汽、压缩空气管路) 均安装压力检测传感器, 通过控制系统对压力自动检测, 使其超压自动报警, 同时在这些管路上安装安全阀, 超压时能自动卸压;系统中的所有罐体都具有液位检测和超高位报警功能, 具有加热和保温的罐体还具备温度超标报警功能;电机具有过载报警信号, 控制软件根据这些信号构成一个完整的安全连锁和质量连锁控制系统, 保证生产过程的安全可靠, 减小因设备故障造成的物料损失。
(3) 系统中关键位置的阀门都装有位置检测开关, 这些到位信号参与程序控制, 在检测到任何一个阀门出现异常状态时, 与之相关的动作都停止, 并且自动生成报警提示, 确保料液在罐和管道内不发生“料-料”“料-水”相混的质量事故。另外, 使用最新开发的软件程序, 在控制程序中通过对罐内料液重量的实时采集和处理, 用来判断罐体或与之相连的管道是否存在泄漏, 若出现泄漏时立即进行报警提示。这样既可以通过硬件对系统故障进行检测, 也可通过编程软件对其加以判断, 双重保险, 确保系统运行可靠。
(4) 糖香料配方是各厂的重要保密内容。因此, 控制系统设计时采取严格保密措施, 只有取得允许权限的人才能操作相应数据, 保证系统数据的保密和安全。
(5) 设计牌号自跟踪和牌号比对功能。在配制料液时, 系统将配料时所选牌号自动赋予相应调制罐, 然后根据该调制罐中料液的流向, 牌号自动被赋予相应的成品料贮存罐和现场罐, 无需人工录入, 杜绝由于人为因素错标牌号的质量事故。在料液发送时, 将出料罐的牌号和要料牌号经控制系统自动比对, 做到牌号不同不允许选择, 确保牌号准确无误。同牌号的料液发送遵循“先进先出”的原则, 先配制的料液允许首先发送。
(6) 对能引起冲突的操作, 监控系统的操作画面做到绝对“互锁”, 确保每个工艺过程操作“零风险”。
(7) 为便于生产过程的追溯, 糖香料厨房内所有的操作都形成相关记录备查, 所有器件的动作也形成相关记录备查。
(8) 在现场施加装置的料液引射汽 (气) 路上均设置压力检测传感器, 用于料液雾化故障报警, 确保糖、香料在喷射过程中不出现滴料现象。
(9) 在现场香料施加装置的喷嘴处单独设置软管吹扫阀, 在加香结束时, 对软管自动吹扫, 以防止软管滴料出现黄斑烟。
摘要：本文对卷烟厂糖、香料厨房系统进行了简单介绍, 从实际出发, 提出了保证系统精度、质量、自动化、网络化、安全性及可靠性的一些方法。