CN109820416A - 一种豆浆机自动控制方法、系统及豆浆机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种豆浆机自动控制方法、系统及豆浆机，包括：设置预处理程序和相应执行时间、磨浆程序和加热程序；根据相应执行时间执行预处理程序；执行磨浆程序并根据采集的液体重量信息对所述磨浆程序的进度进行控制；通过采集温度信息和电流信息按预设温度曲线执行加热程序。本发明能够实现制作豆浆过程中的泡豆、洗豆、磨浆、煮浆全自动化，不仅减少了人工劳动量，而且提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于豆浆机技术领域，具体涉及一种豆浆机自动控制方法、系统及豆浆机。
背景技术
目前，人们对生活质量及健康饮食要求越来越高，豆浆及其衍生品在国内餐饮市场需求量越来越大。据相关数据显示，当前豆制品是中国最畅销的食品之一。长期以来，豆浆加工多采用传统手工或半自动化作业，生产效率低、从业人员劳动强度大、能耗大、产品质量无法保障。同时现今豆浆加热方式多采用蒸汽加热、电阻丝加热、火力加热等，不仅影响豆浆口感，而且破坏豆浆内营养物质、不易清洗而导致污染、影响身体健康，因此很难满足市场需求，亟待更好的加热方式和控制手段。这是现有技术所存在的不足之处。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种豆浆机自动控制方法、系统及豆浆机，以解决上述技术问题。
本发明提供一种豆浆机自动控制方法，包括：
设置预处理程序和相应执行时间、磨浆程序和加热程序；
根据相应执行时间执行预处理程序，包括：设置泡豆时间和洗豆次数；控制进水电磁阀打开并在接收到液位监测传感器的限制液位信号后关闭进水电磁阀；在关闭进水电磁阀的同时开始计时并在计时时间达到泡豆时间后打开排水电磁阀；将关闭排水电磁阀、打开进水电磁阀并在收到限制液位信号后关闭进水电磁阀、打开排水电磁阀作为一次洗豆处理；根据所述洗豆次数执行所述洗豆处理。
执行磨浆程序并根据采集的液体重量信息对所述磨浆程序的进度进行控制，包括：控制伺服电机启动并在收到开盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；打开进水电磁阀并控制磨浆机启动；通过重量传感器采集豆浆桶内液体重量；判断所述液体重量是否达到预设豆浆重量：是，则判定磨浆程序完成并关闭进水电磁阀和磨浆机；否，则判定磨浆程序未完成。
通过采集温度信息和电流信息按预设温度曲线执行加热程序，包括：控制伺服电机启动并在收到关盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；实时采集豆浆桶内温度并计算当前温度与温度曲线的对应温度的差值；根据所述温度差值和电流传感器采集的电流参数控制交流调压装置为加热电机供电；通过泡沫检测器采集液体泡沫信息；根据所述泡沫信息控制消泡泵输出消泡液。
本发明还提供一种豆浆机自动控制系统，包括：
程序设置单元，配置用于设置预处理程序和相应执行时间、磨浆程序和加热程序；
准备执行单元，包括：准备设置模块，配置用于设置泡豆时间和洗豆次数；泡豆进水模块，配置用于控制进水电磁阀打开并在接收到液位监测传感器的限制液位信号后关闭进水电磁阀；泡豆排水模块，配置用于在关闭进水电磁阀的同时开始计时并在计时时间达到泡豆时间后打开排水电磁阀；洗豆执行模块，配置用于将关闭排水电磁阀、打开进水电磁阀并在收到限制液位信号后关闭进水电磁阀、打开排水电磁阀作为一次洗豆处理；次数执行模块，配置用于根据所述洗豆次数执行所述洗豆处理。
磨浆执行单元，包括：开盖执行模块，配置用于控制伺服电机启动并在收到开盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；磨浆启动模块，配置用于打开进水电磁阀并控制磨浆机启动；重量采集模块，配置用于通过重量传感器采集豆浆桶内液体重量；重量判断模块，配置用于判断所述液体重量是否达到预设豆浆重量；完成判定模块，配置用于判定磨浆程序完成并关闭进水电磁阀和磨浆机；持续判定模块，配置用于判定磨浆程序未完成。
加热执行单元，包括：关盖执行模块，配置用于控制伺服电机启动并在收到关盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；差值计算模块，配置用于实时采集豆浆桶内温度并计算当前温度与温度曲线的对应温度的差值；加热控制模块，配置用于根据所述温度差值和电流传感器采集的电流参数控制交流调压装置为加热电机供电；泡沫检测模块，配置用于通过泡沫检测器采集液体泡沫信息；消泡控制模块，配置用于根据所述泡沫信息控制消泡泵输出消泡液。
本发明还提供一种豆浆机，包括：
壳体、预处理装置、磨浆装置、和豆浆加热装置，所述预处理装置设置在壳体上部，所述磨浆装置设置在壳体中部，所述豆浆加热装置设置在壳体底部；
其中预处理装置包括泡豆洗豆桶、液位检测传感器、进水电磁阀和出水电磁阀；所述泡豆洗豆桶轴向通过转动轴与壳体活动连接，且所述泡豆洗豆桶侧面设有料口，所述泡豆洗豆桶的轴向截面设有开盖位接触开关；所述液位检测传感器设置在泡豆洗豆桶内料口附近；所述进水电磁阀和出水电磁阀均与泡豆洗豆桶连通且进水电磁阀的位置靠近料口，出水电磁阀的位置远离料口；
磨浆装置包括料斗、磨浆机和重量传感器，所述料斗为开口向上的漏斗状在预处理装置下方且固定连接在壳体上；所述磨浆机设置在料斗出口上方；所述重量传感器设置在加热装置下；
加热装置包括豆浆桶盖、豆浆桶、链条、伺服电机、关盖位接近开关、温度传感器、电流传感器、交流调压装置、石墨电极、泡沫检测器和消泡泵；所述豆浆桶盖与豆浆桶活动连接，所述豆浆桶盖通过传动装置连接伺服电机，所述豆浆桶盖传动装置通过链条连接泡豆洗豆桶；所述关盖为接近开关设置在壳体上正对豆浆桶盖；温度传感器、石墨电极、泡沫检测器和消泡泵设置在豆浆桶内；所述石墨电极与交流调压装置连接，所述石墨电极与交流调压装置之间设置电流传感器；
所述豆浆机还包括控制装置，所述液位检测传感器、进水电磁阀、出水电磁阀、开盖位接触开关、磨浆机、重量传感器、伺服电机、关盖位接近开关、温度传感器、电流传感器、交流调压装置、泡沫检测器和消泡泵均与控制装置电连接。所述控制装置实施本发明提供的豆浆机自动控制方法。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的豆浆机自动控制方法、系统及豆浆机，能够实现制作豆浆过程中的泡豆、洗豆、磨浆、煮浆全自动化，不仅减少了人工劳动量，而且提高了生产效率。通过采用伺服传动系统，速度可调，既能保证开、关豆浆桶盖的快速性，同时在磨浆机喂料过程中保证下料均匀，避免溢出。通过采用石墨电极焦耳加热技术，不仅能够改善豆浆口感，而且保证加热过程豆浆零污染。针对现有极板加热过程中，随着温度升高，豆浆电阻率非线性递减，极易导致电流过大，发生危险的技术问题，本发明通过在加热中实现电流、温度双闭环控制，通过调节极板电压，保证电流在安全可靠范围内以最高效率加热。在豆浆加热过程中采用泡沫检测及消泡装置实现及时消泡、避免溢出现象；通过采用重量传感器实现防干烧功能。本发明通过保存电流、温度、极板电压等重要数据实现信息化管理，提升产品质量、提高管理水平。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的豆浆机的结构示意图；
图2是本发明提供的豆浆机的焦耳加热工作原理图；
其中，1、泡豆洗豆桶；2、液位检测传感器；3、进水电磁阀；4、出水电磁阀；5、料斗；6、磨浆机；7、豆浆桶盖；8、链条；9、伺服电机；10、开盖位接近开关；11、关盖位接近开关；12、温度传感器；13、电流传感器；14、泡沫检测器；15消泡泵；16、豆浆桶；17、石墨电极；18、重量传感器；19、交流调压装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
本实施例提供一种豆浆机自动控制方法，包括以下步骤：
S1、设置预处理程序和相应执行时间、磨浆程序和加热程序；
S2、根据相应执行时间执行预处理程序，包括：设置泡豆时间和洗豆次数；控制进水电磁阀打开并在接收到液位监测传感器的限制液位信号后关闭进水电磁阀；在关闭进水电磁阀的同时开始计时并在计时时间达到泡豆时间后打开排水电磁阀；将关闭排水电磁阀、打开进水电磁阀并在收到限制液位信号后关闭进水电磁阀、打开排水电磁阀作为一次洗豆处理；根据所述洗豆次数执行所述洗豆处理，即完成一次洗豆处理记为一次处理，判断洗豆处理次数是否达到预设的洗豆次数，若达到预设洗豆次数则判定洗豆完成并不再执行洗豆处理。
S3、执行磨浆程序并根据采集的液体重量信息对所述磨浆程序的进度进行控制，包括：控制伺服电机启动并在收到开盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；打开进水电磁阀并控制磨浆机启动；通过重量传感器采集豆浆桶内液体重量；判断所述液体重量是否达到预设豆浆重量：是，则判定磨浆程序完成并关闭进水电磁阀和磨浆机；否，则判定磨浆程序未完成，继续执行磨浆程序。
S4、通过采集温度信息和电流信息按预设温度曲线执行加热程序，包括：控制伺服电机启动并在收到关盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；实时采集豆浆桶内温度并计算当前温度与温度曲线的对应温度的差值；根据所述温度差值和电流传感器采集的电流参数控制交流调压装置19为加热电机供电，若实际温度接近温度曲线的对应温度，则控制交流调压装置19减小电流，并通过电流传感器监测对交流调压装置19的控制效果；通过泡沫检测器采集液体泡沫信息；若泡沫量达到预设的泡沫阈值，则控制消泡泵输出消泡液。接受重量传感器采集的豆浆桶重量，若重量低于预设的烧干重量阈值则控制交流调压装置19停止供电，避免干烧。
实施例2
程序设置单元，配置用于设置预处理程序和相应执行时间、磨浆程序和加热程序；
准备执行单元，包括：准备设置模块，配置用于设置泡豆时间和洗豆次数；泡豆进水模块，配置用于控制进水电磁阀打开并在接收到液位监测传感器的限制液位信号后关闭进水电磁阀；泡豆排水模块，配置用于在关闭进水电磁阀的同时开始计时并在计时时间达到泡豆时间后打开排水电磁阀；洗豆执行模块，配置用于将关闭排水电磁阀、打开进水电磁阀并在收到限制液位信号后关闭进水电磁阀、打开排水电磁阀作为一次洗豆处理；次数执行模块，配置用于根据所述洗豆次数执行所述洗豆处理。
磨浆执行单元，包括：开盖执行模块，配置用于控制伺服电机启动并在收到开盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；磨浆启动模块，配置用于打开进水电磁阀并控制磨浆机启动；重量采集模块，配置用于通过重量传感器采集豆浆桶内液体重量；重量判断模块，配置用于判断所述液体重量是否达到预设豆浆重量；完成判定模块，配置用于判定磨浆程序完成并关闭进水电磁阀和磨浆机；持续判定模块，配置用于判定磨浆程序未完成。
加热执行单元，包括：关盖执行模块，配置用于控制伺服电机启动并在收到关盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；差值计算模块，配置用于实时采集豆浆桶内温度并计算当前温度与温度曲线的对应温度的差值；加热控制模块，配置用于根据所述温度差值和电流传感器采集的电流参数控制交流调压装置19为加热电机供电；泡沫检测模块，配置用于通过泡沫检测器采集液体泡沫信息；消泡控制模块，配置用于根据所述泡沫信息控制消泡泵输出消泡液。
实施例3
如图1所示，本发明还提供一种豆浆机，包括：
壳体、预处理装置、磨浆装置、和豆浆加热装置，所述预处理装置设置在壳体上部，所述磨浆装置设置在壳体中部，所述豆浆加热装置设置在壳体底部，
其中预处理装置包括泡豆洗豆桶1、液位检测传感器2、进水电磁阀3和出水电磁阀4；所述泡豆洗豆桶1轴向通过转动轴与壳体活动连接，且所述泡豆洗豆桶1侧面设有料口，所述泡豆洗豆桶1的轴向截面设有开盖位接触开关10；所述液位检测传感器2设置在泡豆洗豆桶1内料口附近；所述进水电磁阀3和出水电磁阀4均与泡豆洗豆桶1连通且进水电磁阀3的位置靠近料口，出水电磁阀4的位置远离料口；
磨浆装置包括料斗5、磨浆机6和重量传感器18，所述料斗5为开口向上的漏斗状在预处理装置下方且固定连接在壳体上；所述磨浆机6设置在料斗出口上方；所述重量传感器18设置在加热装置下；
加热装置包括豆浆桶盖7、豆浆桶16、链条8、伺服电机9、关盖位接近开关11、温度传感器12、电流传感器13、交流调压装置19、石墨电极17、泡沫检测器14和消泡泵15；所述豆浆桶盖7与豆浆桶16活动连接，所述豆浆桶7盖通过传动装置连接伺服电机9，所述豆浆桶盖传动装置通过链条8连接泡豆洗豆桶1；所述关盖为接近开关11设置在壳体上正对豆浆桶盖7；温度传感器12、石墨电极17、泡沫检测器14和消泡泵15设置在豆浆桶16内。
如图2所示，石墨电极17与交流调压装置19连接，所述石墨电极17与交流调压装置19之间设置电流传感器13。
豆浆机还包括控制装置，控制装置包括西门子公司CPU模块S7-200SMART ST-20及扩展模块AM-06，承载实施例2中的控制系统，可以实施实施例1中提供的控制方法，且控制装置与预处理装置、磨浆装置和加热装置采用输入/输出(I/O)接口方式进行信息交互。液位检测传感器2、进水电磁阀3、出水电磁阀4、开盖位接触开关10、磨浆机6、重量传感器18、伺服电机9、关盖位接近开关11、温度传感器12、电流传感器13、交流调压装置19、泡沫检测器14和消泡泵15均与控制装置电连接。豆浆机壳体上还安装有人机交互界面，人机交互界面与控制装置电连接，人机交互界面用于显示监测参数和输入设置参数。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种豆浆机自动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
设置预处理程序和相应执行时间、磨浆程序和加热程序；
根据相应执行时间执行预处理程序；
执行磨浆程序并根据采集的液体重量信息对所述磨浆程序的进度进行控制；
通过采集温度信息和电流信息按预设温度曲线执行加热程序。
2.根据权利要求1所述的豆浆机自动控制方法，其特征在于，所述预处理程序包括：
设置泡豆时间和洗豆次数；
控制进水电磁阀打开并在接收到液位监测传感器的限制液位信号后关闭进水电磁阀；
在关闭进水电磁阀的同时开始计时并在计时时间达到泡豆时间后打开排水电磁阀；
将关闭排水电磁阀、打开进水电磁阀并在收到限制液位信号后关闭进水电磁阀、打开排水电磁阀作为一次洗豆处理；
根据所述洗豆次数执行所述洗豆处理。
3.根据权利要求1所述的豆浆机自动控制方法，其特征在于，所述磨浆程序包括：
控制伺服电机启动并在收到开盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；
打开进水电磁阀并控制磨浆机启动；
通过重量传感器采集豆浆桶内液体重量；
判断所述液体重量是否达到预设豆浆重量：
是，则判定磨浆程序完成并关闭进水电磁阀和磨浆机；
否，则判定磨浆程序未完成。
4.根据权利要求1所述的豆浆机自动控制方法，其特征在于，所述加热程序包括：
控制伺服电机启动并在收到关盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；
实时采集豆浆桶内温度并计算当前温度与温度曲线的对应温度的差值；
根据所述温度差值和电流传感器采集的电流参数控制交流调压装置为加热电机供电；
通过泡沫检测器采集液体泡沫信息；
根据所述泡沫信息控制消泡泵输出消泡液。
5.一种豆浆机自动控制系统，其特征在于，所述系统包括：
程序设置单元，配置用于设置预处理程序和相应执行时间、磨浆程序和加热程序；
准备执行单元，配置用于根据相应执行时间执行预处理程序；
磨浆执行单元，配置用于执行磨浆程序并根据采集的液体重量信息对所述磨浆程序的进度进行控制；
加热执行单元，配置用于通过采集温度信息和电流信息按预设温度曲线执行加热程序。
6.根据权利要求5所述的豆浆机自动控制系统，其特征在于，所述准备处理单元包括：
准备设置模块，配置用于设置泡豆时间和洗豆次数；
泡豆进水模块，配置用于控制进水电磁阀打开并在接收到液位监测传感器的限制液位信号后关闭进水电磁阀；
泡豆排水模块，配置用于在关闭进水电磁阀的同时开始计时并在计时时间达到泡豆时间后打开排水电磁阀；
洗豆执行模块，配置用于将关闭排水电磁阀、打开进水电磁阀并在收到限制液位信号后关闭进水电磁阀、打开排水电磁阀作为一次洗豆处理；
次数执行模块，配置用于根据所述洗豆次数执行所述洗豆处理。
7.根据权利要求5所述的豆浆机自动控制系统，其特征在于，所述磨浆执行单元包括：
开盖执行模块，配置用于控制伺服电机启动并在收到开盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；
磨浆启动模块，配置用于打开进水电磁阀并控制磨浆机启动；
重量采集模块，配置用于通过重量传感器采集豆浆桶内液体重量；
重量判断模块，配置用于判断所述液体重量是否达到预设豆浆重量；
完成判定模块，配置用于判定磨浆程序完成并关闭进水电磁阀和磨浆机；
持续判定模块，配置用于判定磨浆程序未完成。
8.根据权利要求5所述的豆浆机自动控制系统，其特征在于，所述加热执行单元包括：
关盖执行模块，配置用于控制伺服电机启动并在收到关盖位接近开关信号时控制伺服电机关闭；
差值计算模块，配置用于实时采集豆浆桶内温度并计算当前温度与温度曲线的对应温度的差值；
加热控制模块，配置用于根据所述温度差值和电流传感器采集的电流参数控制交流调压装置为加热电机供电；
泡沫检测模块，配置用于通过泡沫检测器采集液体泡沫信息；
消泡控制模块，配置用于根据所述泡沫信息控制消泡泵输出消泡液。
9.一种豆浆机，其特征在于，所述豆浆机包括：
壳体、预处理装置、磨浆装置、和豆浆加热装置，所述预处理装置设置在壳体上部，所述磨浆装置设置在壳体中部，所述豆浆加热装置设置在壳体底部；
其中预处理装置包括泡豆洗豆桶、液位检测传感器、进水电磁阀和出水电磁阀；所述泡豆洗豆桶轴向通过转动轴与壳体活动连接，且所述泡豆洗豆桶侧面设有料口，所述泡豆洗豆桶的轴向截面设有开盖位接触开关；所述液位检测传感器设置在泡豆洗豆桶内料口附近；所述进水电磁阀和出水电磁阀均与泡豆洗豆桶连通且进水电磁阀的位置靠近料口，出水电磁阀的位置远离料口；
磨浆装置包括料斗、磨浆机和重量传感器，所述料斗为开口向上的漏斗状在预处理装置下方且固定连接在壳体上；所述磨浆机设置在料斗出口上方；所述重量传感器设置在加热装置下；
加热装置包括豆浆桶盖、豆浆桶、链条、伺服电机、关盖位接近开关、温度传感器、电流传感器、交流调压装置、石墨电极、泡沫检测器和消泡泵；所述豆浆桶盖与豆浆桶活动连接，所述豆浆桶盖通过传动装置连接伺服电机，所述豆浆桶盖传动装置通过链条连接泡豆洗豆桶；所述关盖为接近开关设置在壳体上正对豆浆桶盖；温度传感器、石墨电极、泡沫检测器和消泡泵设置在豆浆桶内；所述石墨电极与交流调压装置连接，所述石墨电极与交流调压装置之间设置电流传感器；
所述豆浆机还包括控制装置，所述液位检测传感器、进水电磁阀、出水电磁阀、开盖位接触开关、磨浆机、重量传感器、伺服电机、关盖位接近开关、温度传感器、电流传感器、交流调压装置、泡沫检测器和消泡泵均与控制控制装置电连接。
10.根据权利要求9所述的豆浆机，其特征在于，所述控制装置实施权利要求1-4任一项所述的豆浆机自动控制方法。
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