CN109725618B - 一种自动配料柜集中式分时控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种自动配料柜集中式分时控制系统及方法，其中系统包括控制器、配料柜投料电机驱动模块、控制使能切换模块和多组配料柜；每个配料柜上均设置有投料电机及执行机构；控制器连接至配料柜投料电机驱动模块的输入端，控制电机驱动模块对电机进行位置控制，控制器连接至控制使能切换模块的被控端，控制投料电机使能切换；投料电机驱动模块的输出端连接至控制使能切换模块的输入端，控制使能切换模块的输出端连接至配料柜投料电机上。本发明采用较少的电机驱动器，通过分时控制切换的方法来实现低成本控制策略。

Description

一种自动配料柜集中式分时控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种自动配料柜集中式分时控制系统及方法，属于工业自动化，自动饮品制作领域。

背景技术

现有饮品配料过程都是通过人工的方法按经验进行配料的调配，造成饮品调配品种及其有限。类似的自动配料柜配料品种繁多，需要多个电机来控制各种配料的定量出料，每种配料的定量出料都需要一套电机和电机驱动器，造成机电系统成本较高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种自动配料柜集中式分时控制系统及方法，采用较少的电机驱动器，通过分时控制切换的方法来实现低成本控制策略。

本发明的技术方案是：一种自动配料柜集中式分时控制系统，包括控制器、配料柜投料电机驱动模块、控制使能切换模块和多组配料柜；每个配料柜上均设置有投料电机及执行机构；控制器连接至配料柜投料电机驱动模块的输入端，控制电机驱动模块对电机进行位置控制，控制器连接至控制使能切换模块的被控端，控制投料电机使能切换；投料电机驱动模块的输出端连接至控制使能切换模块的输入端，控制使能切换模块的输出端连接至配料柜投料电机上。

所述控制器具有独立CPU，集成多路高速脉冲输出通道，用于给电机驱动模块提供脉冲输入，集成可扩展的多路数字量输出通道，用于给控制使能切换模块提供切换控制。

投料前，控制器根据本次生产产品的工艺配方，计算出各台投料电机需要运行的圈数，控制器上的数字量输出通道根据产品的工艺配方使控制使能切换模块选中当前的用料品种所在的配料柜的投料电机，将电机需要运行的圈数转换为高速脉冲数输出至配料柜投料电机驱动模块，控制配料柜的投料电机定为旋转。

所述控制使能切换模块具有多路控制端，每一路控制端对应一组常开触点和一组常闭触点，整个模块具有可任意配置的控制端和触点。

控制使能切换模块的每一路控制端连接至控制器的一路数字量输出通道，常开触点一侧连接至电机驱动模块的输出端，另一侧连接至投料电机；当控制使能切换模块的某一路控制端接收到信号后，将对应的一组常开触点接通，从而将电机驱动模块输出的电机控制信号传输至对应的投料电机，实现定量投料过程；

所述每一台配料柜投料电机驱动模块同一时间只对一台投料电机进行控制，且同时进行投料动作的配料柜数量不能超过所配置的投料电机驱动模块的数量。

一种自动配料集中式分时控制方法，步骤如下：

1)投料前，控制器根据本次生产产品的工艺配方，计算出各台投料电机需要运行的圈数；

2)控制器上的数字量输出通道根据产品的工艺配方使控制使能切换模块选中当前的用料品种所在的配料柜的投料电机，将电机圈数转换为高速脉冲数输出至配料柜投料电机驱动模块，控制配料柜的投料电机定为旋转；

3)配料柜投料电机驱动模块将脉冲信号转换为电机控制信号，控制投料电机运行指定圈数完成投料。

步骤1)中所述计算出各台投料电机需要运行的圈数的具体计算方法如下：

设定电机每转的出料量为a，产品工艺配方的用料量为l，电机运行圈数为 l/a。

步骤2)中所述控制器上的数字量输出通道根据产品的工艺配方使控制使能切换模块选中当前的用料品种所在的配料柜的投料电机的选择规则如下：

21)根据生产产品的工艺配方获取配料的名称和配料的用量，在控制器的配料存放表中查寻该配料的配料编码；

22)将该配料编码P除n_max得到商数为P_s，余数为P_Y，商数为P_s为料柜的编号，将电机驱动器组切换到该料柜执行控制，该料柜的第P_Y+1个电机执行定量出料。

所述的配料编码的编码规则如下：

多个料柜组成的料柜组，每个料柜有1到n个料仓，其编号为1到n，料柜有出料口，接料杯能够覆盖该出料口；所述料柜的出料口有若干个出料管道，出料管道编号为1到n；在员工对料柜的料仓装料时，要在集中式控制系统中输入该料仓对应的配料种类，构建配料编码表；

料柜从左到右，从上到下的编号依次为1，2，…m，所在料柜的料仓编号规则，一个料柜的将料仓号依次编为1,2,..,n，每个料柜的料仓数量最多为n_max，每个料仓有一个电机驱动执行机构实现定量出料；将电机驱动器进行依次编号为1到n，电机驱动器的电机控制端可切换到任何一组料柜执行电机旋转定位控制；

放置在料仓中的配料对应编号为P，其计算规则为：P＝所在料柜的编号× n_max+所在料柜的料仓编号-1。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明所采用的自动配料柜集中式分时控制方法，实现多个配料柜的定量投料控制，取代人工配料，解决了人工配料带来的饮品口味不稳定问题；

(2)本发明所采用的自动配料柜集中式分时控制方法，为机电控制系统减少电机驱动器的使用量，有效减少的机电系统成本；

(3)本发明所采用的自动配料柜集中式分时控制方法所采用的控制规则，优化了电机驱动器的使用数量。

(4)本发明所述控制方法所涉配料柜上没有控制元件，只有执行元件，配料柜结构简单，每个配料柜控制回路简洁清晰，更易于维护和故障排除。

附图说明

图1为本发明系统组成图。

具体实施方式

本专利所述控制方法的硬件部分主要包括以下四种：控制器、配料柜投料电机驱动模块、控制使能切换模块、多组配料柜，每个配料柜上均有投料电机及执行机构。控制器连接至配料柜投料电机驱动模块的输入端，控制电机驱动模块对电机进行位置控制，控制器连接至控制使能切换模块的被控端，控制投料电机使能切换。投料电机驱动模块的输出端连接至控制使能切换模块的输入端，控制使能切换模块的输出端连接至配料柜投料电机上；

控制器具有独立CPU，集成多路高速脉冲输出通道，用于给电机驱动模块提供脉冲输入，集成可扩展的多路数字量输出通道，用于给控制使能切换模块提供切换控制。

控制器上的数字量输出通道根据产品的工艺配方是控制使能切换模块选中当前的用料品种所在的配料柜的投料电机，

将电机圈数转换为高速脉冲数输出至配料柜投料电机驱动模块，控制配料柜的投料电机定为旋转。

配料柜投料电机驱动模块可将脉冲信号转换为电机控制信号，控制投料电机运行指定圈数完成投料。投料电机驱动模块输出的电机控制信号通过控制使能切换模块连接至多个配料柜投料电机；

控制使能切换模块具有多路控制端，每一路控制端对应一组常开触点和一组常闭触点，整个模块具有可任意配置的控制端和触点；该模块的每一路控制端连接至控制器的一路数字量输出通道，常开触点一侧连接至电机驱动模块的输出端，另一侧连接至投料电机；当控制使能切换模块的某一路控制端接收到信号后，将对应的一组常开触点接通，从而将电机驱动模块输出的电机控制信号传输至对应的投料电机，实现定量投料过程；

配料柜投料电机安装于每一个配料柜内，可根据接收到的电机驱动信号驱动执行机构将配料柜中的物料投放出来；

本专利所述控制方法可通过集中于控制柜内的1台控制器和1～4台投料电机驱动模块通过1～n组控制使能切换模块实现对1～n台配料柜投料电机的分时控制，n的数量可根据产品工艺要求任意配置；

本专利所述控制方法中每一台电机驱动模块同一时间只对一台投料电机进行控制，要求同时进行投料动作的配料柜数量不能超过所配置的投料电机驱动模块的数量

本发明一种自动配料集中式分时控制方法步骤如下：

1)投料前，控制器根据本次生产产品的工艺配方，计算出各台投料电机需要运行的圈数，计算方法如下：

设定电机每转的出料量为a，产品工艺配方的用料量为l，电机运行圈数为 l/a。

2)控制器上的数字量输出通道根据产品的工艺配方是控制使能切换模块选中当前的用料品种所在的配料柜的投料电机，将电机圈数转换为高速脉冲数输出至配料柜投料电机驱动模块，控制配料柜的投料电机定为旋转。

其中选中规则如下：

步骤一、根据生产产品的工艺配方获取配料的名称和配料的用量，在控制器的配料存放表中查寻该配料的配料编码。

步骤二、将该配料编码P除n_max得到商数为P_s，余数为P_Y，商数为P_s为料柜的编号，将电机驱动器组切换到该料柜执行控制，该料柜的第P_Y+1个电机执行定量出料。

其中配料编码规则如下：

多个料柜组成的料柜组，每个料柜有1到n个料仓，其编号为1到n，料柜有出料口，接料杯可以覆盖该出料口，料柜的出料口有若干个出料管道，出料管道为1到n。控制接料杯到达出料口，控制相应出料管出料即可实现往接料杯中自动投放配料。

在员工对料柜的料仓装料时，要在集中式控制系统中输入该料仓对应的配料种类，构建配料编码表。

料柜从左到右，从上到下的编号依次为1，2，…m，所在料柜的料仓编号规则，一个料柜的将料仓号依次编为1,2,..,n，每个料柜的料仓数量最多为n_max，每个料仓有一个电机驱动执行机构实现定量出料。将电机驱动器进行依次编号为1到n，电机驱动器的电机控制端可切换到任何一组料柜执行电机旋转定位控制。

放置在料仓中的配料对应编号为P，其计算规则为：P＝所在料柜的编号× n_max+所在料柜的料仓编号-1；

3)配料柜投料电机驱动模块可将脉冲信号转换为电机控制信号，控制投料电机运行指定圈数完成投料。

实施例：

有三个料柜，第一个料柜有3个料仓，第二个料柜有2个料仓，第三个料柜有2个料仓，在料柜的料仓里依次装入浓缩果汁1到7。该组料柜的料仓数量最多为n_max＝3，则配料编号表为：

3	4	5
			浓缩果汁1	浓缩果汁2	浓缩果汁3
6	7	8
			浓缩果汁4	空	浓缩果汁5
9	10	11
			浓缩果汁6	空	浓缩果汁7

获取配料信息，包含配料名称浓缩果汁4，和用量L，则，通过查表得到该配料的编号为6

将该配料编码6除3得到商数为2，余数为0，则该配料为第2个料柜的第一个料仓，商数为P_s为料柜的编号，将电机驱动器组切换到第2料柜执行控制，控制该出料口对应的料仓电机1号电机执行出料动作即可。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (1)

1.一种自动配料集中式分时控制方法，其特征在于步骤如下：

1)投料前，控制器根据本次生产产品的工艺配方，计算出各台投料电机需要运行的圈数；

2)控制器上的数字量输出通道根据产品的工艺配方使控制使能切换模块选中当前的用料品种所在的配料柜的投料电机，将电机圈数转换为高速脉冲数输出至配料柜投料电机驱动模块，控制配料柜的投料电机定为旋转；

3)配料柜投料电机驱动模块将脉冲信号转换为电机控制信号，控制投料电机运行指定圈数完成投料；

步骤1)中所述计算出各台投料电机需要运行的圈数的具体计算方法如下：

设定电机每转的出料量为a，产品工艺配方的用料量为l，电机运行圈数为l/a；

步骤2)中所述控制器上的数字量输出通道根据产品的工艺配方使控制使能切换模块选中当前的用料品种所在的配料柜的投料电机的选择规则如下：

21)根据生产产品的工艺配方获取配料的名称和配料的用量，在控制器的配料存放表中查寻该配料的配料编码；

22)将该配料编码P除n_max得到商数为P_s，余数为P_Y，商数为P_s为料柜的编号，将电机驱动器组切换到该料柜执行控制，该料柜的第P_Y+1个电机执行定量出料；

所述的配料编码的编码规则如下：

多个料柜组成的料柜组，每个料柜有1到n个料仓，其编号为1到n，料柜有出料口，接料杯能够覆盖该出料口；所述料柜的出料口有若干个出料管道，出料管道编号为1到n；在员工对料柜的料仓装料时，要在集中式控制系统中输入该料仓对应的配料种类，构建配料编码表；

料柜从左到右，从上到下的编号依次为1，2，…m，所在料柜的料仓编号规则，一个料柜的将料仓号依次编为1,2,..,n，每个料柜的料仓数量最多为n_max，每个料仓有一个电机驱动执行机构实现定量出料；将电机驱动器进行依次编号为1到n，电机驱动器的电机控制端可切换到任何一组料柜执行电机旋转定位控制；

放置在料仓中的配料对应编号为P，其计算规则为：P＝所在料柜的编号×n_max+所在料柜的料仓编号-1。

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