CN102826263A - 双通道牛肉粒计数控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双通道牛肉粒计数控制系统，包括：用于料盒位置检测的光电传感器，由光纤和光纤放大器组成的两对光纤传感器系统，由高速电磁阀、喷嘴和气管组成的吹粒系统，由调节阀和清洁器组成的清洁系统，由两个余料收集器和一个收料斗组成的收集系统，由异步电机、平皮带和隔离架组成的传送系统，由文本显示器和单片机控制板组成的控制系统以及声光报警器。利用本系统，利用本系统，可以实现调料包内牛肉粒数量的精确控制，从而减少了因多投入牛肉粒造成的物料浪费及少投入牛肉粒招致的投诉，提高了客户满意度。
Description
技术领域
本发明涉及方便面生产技术领域，尤其涉及一种用于方便面调料包生产线的双通道牛肉粒计数控制系统。
背景技术
目前，很多方便面调料包中都包含有牛肉粒这种原料。在调料包的生产过程中，每包内的多种原料都是通过电子振动盘下料到料盒内混料，然后进行小袋的热封。牛肉粒属于调料包中成本比较高的物料，同时单包内牛肉粒的数量也对最后用户食用的口感有很大影响。从控制成本并且不影响用户口感的角度考虑，方便面生产厂家希望能够精确投放牛肉粒的数量，以此来控制产品质量。
为了实现这一目标，目前采用的方式主要有两种：优化电子振动盘速度和称重计量。优化电子振动盘速度，使其尽量保持匀速后，基本可以达到±2粒的准确率，这对于每包只有6粒的调料包品种来说，误差仍然较大。称重计量的方式的确可以达到很高的准确率，但是用于在运动中进行称重的系统单价达到30万元左右，这对于平均拥有上百台调料包封包机的方便面生产厂来说，成本是无法承受的。所以目前的状态是一些厂家只能调快振动盘的速度，以远超产品标准的数量多投放牛肉粒，同时忍受产品成本增加的后果；而另外一些厂家调慢振动盘的速度，保证最多也不会投放超过产品标准的牛肉粒，但因为有部分调料包中牛肉粒会过分的少，所以很容易招来消费者的投诉。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、能够实现调料包生产过程中牛肉粒精确投放的双通道牛肉粒计数控制器。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种双通道牛肉粒计数控制系统，该系统连接牛肉粒振动盘的下料口并向传送带上的料盒输送牛肉粒，该系统包括传送部、传感部、控制部和用于检测所述料盒位置的光电传感器，
所述传送部通过两个通道和一收料斗向所述传送带输送牛肉粒；
所述传感部对每个通道上的牛肉粒数量和大小进行检测；
所述控制部用于设定单包内牛肉粒的数量、根据传感部的信号进行牛肉粒计数并对整个系统的工作状态进行监测、判断；每次计数的开始时间由所述光电传感器的输出信号来控制。
所述传送部包括平皮带、设置在平皮带上的隔离架和为所述平皮带提供运行动力的异步电机，所述隔离架由位于平皮带两侧的两个侧板和架在两侧板中间、略高于所述平皮带的隔离板组成，所述隔离板由两平板制成，所述两平板靠近牛肉粒振动盘一端呈V形连接，其余部分相互平行。
所述传感部包括两个光纤对和各与一光纤对连接的光纤放大器，所述两光纤对分别安装在所述隔离架上、每个所述通道的两侧且其水平高度低于传送带上的牛肉粒，所述光纤放大器将所述光纤对检测的信号传输给所述控制部。
所述控制部包括文本显示器和单片机控制板，所述单片机控制板根据光纤放大器输出的有效信号进行牛肉粒的计数，所述文本显示器用于设定投放到每个料盒内的牛肉粒数量、将这一数量发送给单片机控制板并保存在单片机控制板的非易失性存储器中。
优选的是，在所述光纤对附近的隔离架上还安装有清洁器，所述清洁器利用气流对所述两光纤对的头部进行吹拂清洁。
另外，所述的牛肉粒计数控制系统还包括由高速电磁阀、喷嘴和气管组成余料吹除部，当达到单盒牛肉粒数量时，所述单片机控制板驱动所述高速电磁阀打开，使一定压力的空气经气管从所述喷嘴喷出，将多余的牛肉粒吹出平皮带、吹入余料收集器中。
所述异步电机以恒定速度运转，带动所述平皮带以远超过振动盘中牛肉粒落下速度的速度水平运行。
利用本系统，可以实现调料包内牛肉粒数量的精确控制，从而减少了因多投入牛肉粒造成的物料浪费及少投入牛肉粒招致的投诉，提高了客户满意度。
附图说明
图1为本发明计数控制系统的安装位置图；
图2为图1中计数控制系统的放大结构图；
图3为本发明的计数控制系统的组成示意图；
图4为本发明计数控制系统的原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明牛肉粒计数控制系统33安装于链盒式传送带31上，连接振动盘30的下料口。该系统包括：传送部、传感部、控制部和用于检测所述料盒位置的光电传感器。
所述传送部通过两个通道和一收料斗12向所述链盒式传送带输送牛肉粒；所述传感部对每个通道上的牛肉粒数量和大小进行检测；所述控制部用于设定单包内牛肉粒的数量、根据传感部的信号进行牛肉粒计数并对整个系统的工作状态进行监测、判断；每次计数的开始时间由所述光电传感器的输出信号来控制。
所述传送部包括平皮带、设置在平皮带上的隔离架和为所述平皮带提供运行动力的异步电机，所述隔离架由位于平皮带两侧的两个侧板和架在两侧板中间、略高于所述平皮带的隔离板组成，所述隔离板由两平板制成，所述两平板靠近牛肉粒振动盘一端呈V形连接，其余部分相互平行。
所述传感部包括两个光纤对和各与一光纤对连接的光纤放大器，所述两光纤对分别安装在所述隔离架上、每个所述通道的两侧且其水平高度低于传送带上的牛肉粒，所述光纤放大器将所述光纤对检测的信号传输给所述控制部。
所述控制部包括文本显示器和单片机控制板，所述单片机控制板根据光纤放大器输出的有效信号进行牛肉粒的计数，所述文本显示器用于设定投放到每个料盒内的牛肉粒数量、将这一数量发送给单片机控制板并保存在单片机控制板的非易失性存储器中。
下面结合图2和图3对本发明牛肉粒计数控制系统的具体结构进行详细说明。
如图所示，所述计数控制系统33包括：平皮带1、异步电机2、隔离架3、清洁器4、调节阀5、电磁阀6和7、喷嘴8和9、余料收集器10和11、收料斗12、光电传感器13、光纤对14和15、光纤放大器16和17、文本显示器18、单片机控制板19声光报警器20。
所述异步电机2驱动平皮带1转动；隔离架3安装在平皮带1中间区域的上方，隔离架3前端呈尖角形，该尖角形顶点最好位于振动盘30的双通道的中线处，用于将平皮带上的牛肉粒向两侧分开；清洁器4、喷嘴8和9、光纤对14和15分别安装在隔离架3的侧壁上。两个余料收集器10、11分别安装于平皮带1的前端两侧，收料斗12安装于平皮带1的正前方。
所述文本显示器18、声光报警器20、两个光纤放大器16和17、两个电磁阀6和7和光电传感器13都连接到单片机控制板19上。
该系统的工作过程如下：
异步电机2以恒定速度运转，带动平皮带1以远超过振动盘中牛肉粒落下速度的速度水平运行，这样就可以使平皮带1上的牛肉粒之间有充分的空间间隔，便于光纤对14和15检测。安装在平皮带1中间区域上方的隔离架3前部的尖角部位对振动盘上落下的牛肉粒有一个缓冲和排列作用，并且经过它的导引，牛肉粒分别送入隔离架两侧的两个送料通道。光纤对14和15分别安装在隔离架3的侧壁上，因为牛肉粒标准厚度约4.5毫米(外形为长方体：12mm*12mm*4.5mm)，所以光纤中心安装在距离平皮带3毫米高的位置处，这样无牛肉粒经过光纤对14和15时，收发的光路是通的，光纤放大器16和17输出的是无效信号；在有牛肉粒经过时，收发的光路被截止，光纤放大器16和17就输出有效信号给单片机控制板19，单片机控制板19据此进行牛肉粒的计数。每次计数的开始时间由光电传感器13的输出信号来控制。当链盒式传送带31上有一个料盒位于收料斗12下方时，此信号出现一个从无效到有效的跃迁，单片机控制板19据此来开始新的一盒料的计数，将原来的计数清零。每盒内需要投放的牛肉粒数量可以由操作者在文本显示器18上进行设定，文本显示器18会发送给单片机控制板19这个数据，并保存在单片机控制板19上的非易失性存储器中。
在本次计数已经达到指定的单盒牛肉粒数量时，如果再有牛肉粒经过光纤对14及/或光纤对15，就需要启用喷嘴吹料过程：根据牛肉粒头尾经过光纤对14及/或15的时间以及平皮带的运行速度计算出此粒牛肉粒处于喷嘴有效工作区的时间范围，在这个时间范围内，单片机控制板19驱动电磁阀6及/或电磁阀7打开，用一定压力的空气将此粒牛肉粒吹出平皮带1、进入余料收集器10和/或11。当余料收集器中的余料达到一定数量后，由操作工重新倒回振动盘。如果本次计数未达到指定的单盒牛肉粒数量，则相应的喷嘴不动作，牛肉粒直接落入收料斗12下的料盒内。
如果两个通道长时间没有牛肉粒经过，则单片机控制板19会驱动声光报警器20鸣叫并闪烁，提示操作工振动盘内已无牛肉粒；如果两个通道中只有一个通道长时间没有牛肉粒经过，单片机控制板19也会驱动声光报警器20鸣叫并闪烁，提示操作工可能在平皮带1上发生了堵料现象。根据光电传感器13检测出的料盒的更换速度以及本系统中已有的每盒内需要投放的牛肉粒数量的设定值，单片机控制板19能够计算出需要的震动盘落料的速度，并使用一个模拟量输出接口去调节震动盘控制器的线控端的电压，进而调整振动盘的落料速度，使其既可以保证单盒的数量，又不必有过多的粒数被吹到余料收集器中。
另外，由于牛肉粒的主要成分是面粉和牛肉碎末，颗粒本身又比较干燥，所以在平皮带上会有比较多的粉尘，尤其是在吹料的过程中，会有粉尘扑向喷嘴对侧的光纤传感器，所以除了在光纤对的安装孔位上采取了保护措施外，还在光纤对附近的隔离架3上安装了一个清洁器4，通过调节阀5调节出一定压力的气流，由清洁器4对4个光纤的出头进行持续的吹拂清洁，从而保证光纤不被粉尘污染。由此实现了自动化的精准的牛肉粒投放过程。
参见图4的工作原理图，本发明在采用了上述方案后，由异步电机、平皮带和隔离架组成的传送系统可以将双通道振动盘振动出的牛肉粒向收料斗方向传送；用于料盒位置检测的光电传感器可以检测到料盒的位置；由光纤和光纤放大器组成的2对光纤传感器系统可以检测到牛肉粒的数量和大小；由高速电磁阀、喷嘴和气管组成的吹粒系统可以将多余的牛肉粒吹到2个余料收集器，而数量标准之内的牛肉粒则落入收料斗；由调节阀和清洁器组成的清洁系统负责保证两对光纤传感器不被粉尘污染；由文本显示器和单片机控制板组成的控制系统可以设定单包内牛肉粒的数量，根据光纤传感器的信号进行牛肉粒计数，判断是正常料粒还是多余料粒，同时对整个系统的工作状态进行监测判断。如果平皮带上的牛肉粒输送量和系统需求量差异较大，就通过模拟量输出接口调整振动盘的工作速度，如果发生堵料或振动盘长时间无料，就驱动声光报警器进行告警。
Claims (8)
1.一种双通道牛肉粒计数控制系统，该系统连接牛肉粒振动盘的下料口并向传送带上的料盒输送牛肉粒，其特征在于：该系统包括传送部、传感部、控制部和用于检测所述料盒位置的光电传感器，
所述传送部通过两个通道和一收料斗向所述传送带输送牛肉粒；
所述传感部对每个通道上的牛肉粒数量和大小进行检测；
所述控制部用于设定单包内牛肉粒的数量、根据传感部的信号进行牛肉粒计数并对整个系统的工作状态进行监测、判断；每次计数的开始时间由所述光电传感器的输出信号来控制。
2.根据权利要求1所述的牛肉粒计数控制系统，其特征在于：所述传送部包括平皮带、设置在平皮带上的隔离架和为所述平皮带提供运行动力的异步电机，所述隔离架由位于平皮带两侧的两个侧板和架在两侧板中间、略高于所述平皮带的隔离板组成，所述隔离板由两平板制成，所述两平板靠近牛肉粒振动盘一端呈V形连接，其余部分相互平行。
3.根据权利要求1所述的牛肉粒计数控制系统，其特征在于：所述传感部包括两个光纤对和各与一光纤对连接的光纤放大器，所述两光纤对分别安装在所述隔离架上、每个所述通道的两侧且其水平高度低于传送带上的牛肉粒，所述光纤放大器将所述光纤对检测的信号传输给所述控制部。
4.根据权利要求1所述的牛肉粒计数控制系统，其特征在于：所述控制部包括文本显示器和单片机控制板，所述单片机控制板根据光纤放大器输出的有效信号进行牛肉粒的计数，所述文本显示器用于设定投放到每个料盒内的牛肉粒数量、将这一数量发送给单片机控制板并保存在单片机控制板的非易失性存储器中。
5.根据权利要求1所述的牛肉粒计数控制系统，其特征在于：在所述光纤对附近的隔离架上还安装有清洁器，所述清洁器利用气流对所述两光纤对的头部进行吹拂清洁。
6.根据权利要求1所述的牛肉粒计数控制系统，其特征在于：还包括由高速电磁阀、喷嘴和气管组成余料吹除部，当达到单盒牛肉粒数量时，所述单片机控制板驱动所述高速电磁阀打开，使一定压力的空气经所述气管从所述喷嘴喷出，将多余的牛肉粒吹出平皮带、吹入余料收集器中。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的牛肉粒计数控制系统，其特征在于：所述异步电机以恒定速度运转，带动所述平皮带以远超过振动盘中牛肉粒落下速度的速度水平运行。
8.根据权利要求7所述的牛肉粒计数控制系统，其特征在于：还包括一声光报警器，在出现异常时，所述单片机控制板驱动所述声光报警器鸣叫并闪烁。
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