CN114209214A - 一种基于出料状态监控的出料方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的基于出料状态监控的出料方法，能够确保物料最终的出料量满足设定的要求，不受物料粘稠度、泵的特性及外部环境的影响。另外，该配料机仅需要直流控制电机，不需要进行电机调速，即可实现。因为不需要对电机调速，因此控制主板设计简单，直流电机较步进电机成本更低。将该方法使用到茶饮机，能够确保每种饮料到达预定的配置，保证每台茶饮机做出的茶饮口味一致。另外，本申请的出料方法还增加判断料仓是否稳定的步骤，如果处于稳定状态，则可以合并同时出料以加快整体的出料速度，则总的出料时间缩短，因此，能够提高配料机的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及，自动控制领域，具体涉及一种基于出料状态监控的出料方法。
背景技术
本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
在茶饮制作的过程中，茶汤的使用量对茶的口味影响很大。目前的连锁茶饮店，使用的是传统茶桶设备，在制作产品时，需要制作人员背诵每一种产品的茶汤使用量，通过带刻度的杯子或凭经验控制用量。企业为了管控产品的质量，口味的标准化，需要投入大量培训员工成本，且员工的流动率比较高。产品的标准化和员工招聘和培训是影响企业发展的重要制约因素。
现有技术中，具有饮料配制机，能够根据饮料的种类选择物料种类及用量进行自动配比，但现有的饮料配制机的缺陷在于，没有考虑到液体的粘稠度和泵本身的差异，例如，设定物料出液100毫升，根据设定量计算出泵运行的时间和转速，但是由于物料的粘稠度的影响，最后的出料量跟预设的出料量相差甚远，最终影响茶饮的口味。另外，现有技术中，配料机的配料时间长，工作效率低，因此，急需提高配料机的工作效率。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于出料状态监控的出料方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于出料状态监控的出料方法，所述的出料方法用于配料机，所述的配料机包括多个料仓及出料控制模块，所述的出料方法包括，
所述的出料控制模块判断各料仓是否处于稳定状态，并控制处于稳定状态的料仓合并出料，处于不稳定状态的料仓逐个出料，
其中，判断料仓是否稳定的方法为，
(1)历史出料次数大于等于N；(2)最近的出料时间在TO内；(3)最近的n条出料历史记录中，每次的出料的误差都在阈值范围内，其中，误差量＝期望出料量-实际出料量，
同时满足以上三条，则判定料仓处于稳定状态，否则，判定料仓处于不稳定状态。
优选地，判断料仓是否稳定的方法具体包括以下步骤，
(1)判断该料仓的历史出料次数，若历史出料次数小于N，则判定该料仓为不稳定状态，若历史出料次数大于等于N，则进入步骤(2)，其中N为设定值；
(2)判断料仓最近的出料时间，若最近的出料时间不在TO内，则判定该料仓为不稳定状态，若最近的出料时间在TO内，则进入步骤(3)；
(3)判断最近的n条出料历史记录，若每次的出料的误差都在阈值范围内，则判定该料仓处于稳定状态，若其中有一条的出料误差不再阈值范围内，则判定该料仓处于不稳定状态。
优选地，处于不稳定状态的料仓的出料方法包括以下步骤，
(一)获取物料的出料校准系数C、出料比例参数P及期望出料量M，计算出料泵运转的时间为M*P*C，并控制出料泵运行，
(二)当出料泵的运行时间M*P*C后，控制出料泵停止运行，读取物料的实际出料量M1,物料的剩余的出料量M2＝M-M1，
当M2<＝M*E％，即完成该料仓的出料，其中，E％为预设的最小期望误差，
当M2>M*E％,重复步骤(一)，令所需的物料出料量等于M2,直至完成该料仓的出料，
控制每个处于不稳定状态的料仓逐个出料，在每个料仓出料过程中，执行所述的步骤(一)和步骤(二)，
步骤(二)中，将实际出料料M1和期望出料量M记录到该料仓的出料历史记录，所述的剩余出料量M2为所述的误差量，
步骤(一)还包括，在出料泵运行过程中，实时监测出料重量，若所测出料的重量已经达到期望出料量M，则控制出料泵停止出料，完成出料，否则，执行步骤(二)，
所述的出料校准系数C是预先测得的标准系数，为单位质量的出料量需要的泵运行的时间；所述的出料比例参数P为预设参数，范围在60％-90％。
优选地，在所述的步骤(一)之前还包括，检测称重传感器的连接状态，检测容器是否放置，当检测到的称重传感器已经连接并且容器已经放置后，开启实时的重量读取线程，并对重量传感器进行去皮归零操作,当一个物料完成出料，并对下一个物料进行出料时，重新执行对重量传感器进行去皮归零操作。
本申请还提供一种基于出料状态监控的出料控制系统，包括出料控制模块，所述的出料控制模块用于判断各料仓是否处于稳定状态，并控制处于稳定状态的料仓合并出料，处于不稳定状态的料仓逐个出料，
所述的出料控制模块判断料仓是否稳定的方法为，
(1)历史出料次数大于等于N；(2)最近的出料时间在TO内；(3)最近的n条出料历史记录中，每次的出料的误差都在阈值范围内，其中，误差量＝期望出料量-实际出料量，
同时满足以上三条，则判定料仓处于稳定状态，否则，判定料仓处于不稳定状态。
优选地，所述出料控制模块控制处于不稳定状态的料仓的逐个出料方法包括以下步骤，
(一)获取物料的出料校准系数C、出料比例参数P及所需的物料出料量M，计算出料泵运转的时间为M*P*C，并控制出料泵运行，
(二)当出料泵的运行时间M*P*C后，控制出料泵停止运行，读取物料的实际出料量M1,物料的剩余的出料量M2＝M-M1，
当M2<＝M*E％，即完成该料仓的出料，其中，E％为预设的最小期望误差，
当M2>M*E％,重复步骤(一)，令所需的物料出料量等于M2,直至完成该料仓的出料，
控制每个处于不稳定状态的料仓逐个出料，在每个料仓出料过程中，执行所述的步骤(一)和步骤(二)，
步骤(二)中，将实际出料料M1和期望出料量M记录到该料仓的出料历史记录，所述的剩余出料量M2为所述的误差量，
步骤(一)还包括，在出料泵运行过程中，实时监测出料重量，若所测出料的重量已经达到期望出料量M，则控制出料泵停止出料，完成出料，否则，执行步骤(二)。
本申请还提供一种出料控制器，包括存储器和处理器，其中，所述的存储器用于存储程序，所述的处理器用于执行所述的程序，实现所述的出料控制方法。
本申请还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时，实现所述的出料控制方法的各个步骤。
本申请还提供一种配料机，包括所述的控制器。
优选地，所述的配料机包括，多个料仓；用户交互触摸屏，用于获取配方信息；多个出料泵，每个料仓对应一个出料泵；电机，用于驱动多个出料泵运行；出料口，多个料仓均通过该出料口出料；称重传感器，安装于所述的出料口处，用于检测出料量，所述的电机为直流电机。
借由以上的技术方案，本发明的有益效果如下：
本发明的基于出料状态监控的出料方法，能够确保物料最终的出料量满足设定的要求，不受物料粘稠度、泵的特性及外部环境的影响。另外，该配料机仅需要直流控制电机，不需要进行电机调速，即可实现。因为不需要对电机调速，因此控制主板设计简单，直流电机较步进电机成本更低。将该方法使用到茶饮机，能够确保每种饮料到达预定的配置，保证每台茶饮机做出的茶饮口味一致。另外，本申请的出料方法还增加判断料仓是否稳定的步骤，如果处于稳定状态，则可以合并同时出料以加快整体的出料速度，则总的出料时间缩短，因此，能够提高配料机的工作效率。
附图说明
图1是本申请的判断料仓是否稳定的流程图。
图2是本申请的料仓逐个出料时的流程图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本申请的配料机可以是一种茶饮机或其他用于配料的设备，该配料机包括用户交互触摸屏，用于获取配方信息；多个出料泵，每个料仓对应一个出料泵；电机，用于驱动多个出料泵运行；出料口，多个料仓均通过该出料口出料；称重传感器，安装于所述的出料口处，用于检测出料量。
本申请的一种实施例中的配料机的出料方法包括，
获取配方信息，根据所获取的配方信息计算每个料仓的出料量；
判断料仓是否处于稳定状态，处于稳定状态的料仓合并出料，处于不稳定状态的料仓逐个出料。
其中，如图1所示，判断料仓是否稳定的具体步骤为，
(1)判断该料仓是否有足够的历史数据出料记录(系统设定为至少n条历史记录)，如果没有足够的出料记录，则判断该料仓可能不稳定，需要通过称重单独出料；
(2)判断料仓最近的出料时间是否在时间TO内，如果在时间TO内没有出料，即判断该料仓不稳定，需要通过称重单独出料。
(3)判断最近的n条出料历史记录是否都稳定(误差量小于设定的阈值即为稳定)，如果都稳定，则判定该出料可以通过不称重的方式合并直接出料；如果有任一条的误差超过阈值，则判定该处理需要单独称重出料，其中误差量＝期望出料量-实际出料量。
如图2所示，控制每个料仓对应的出料泵依次运行，实现逐个出料，具体步骤为，
检测称重传感器的连接状态，检测容器是否放置，当检测到的称重传感器已经连接并且容器已经放置后，开启实时的重量读取线程，并对重量传感器进行去皮归零操作。
在每个物料出料过程中，执行步骤(一)和步骤(二)，
(一)获取物料的出料校准系数C、出料比例参数P及期望出料量M，计算出料泵运转的时间为M*P*C，并控制出料泵运行，
(二)当出料泵的运行时间M*P*C后，控制出料泵停止运行，读取物料的实际出料量M1,物料的剩余的出料量M2＝M-M1，
当M2<＝M*E％，即完成该料仓的出料，其中，E％为预设的最小期望误差，
当M2>M*E％,重复步骤(一)，令所需的物料出料量等于M2,直至完成该料仓的出料。
当一个物料完成出料，并对下一个物料进行出料时，重新执行对重量传感器进行去皮归零操作。
在上述步骤中，将步骤(二)中，将实际出料料M1和期望出料量M记录到该料仓的出料历史记录，所述的剩余出料量M2为步骤(3)中的误差量。
在出料泵运行过程中，实时监测出料重量，若所测出料的重量已经达到期望出料量M，则控制出料泵停止出料，完成出料，否则，执行步骤(二)，该方法是防止由于出料泵的损坏，或参数设置不当，造成的出料量已经达到预设值而继续出料的现象，防止意外状况的发生，起到辅助和保险的作用。
所述的出料校准系数C是预先测得的标准系数，为单位质量的出料量需要的泵运行的时间，所述的出料比例参数P为预设参数，范围在60％-90％。由于每种物料所对应的粘稠度不一样，因此，每种物料对应的出料比例参数P也不一样。
在出料过程中，物料的流速不仅跟物料本身的特性有关，也会受到出料泵特性或外部环境的影响，例如，出料泵的使用时间，会影响出料的速度，环境温度会影响物料的粘稠度，从而影响物料的流速。因此，如果仅仅设置出料泵的运行时间来控制出料量，则无法到达精准出料的效果。另外，重量传感器会实时读取出料的重量，并反馈给控制器，但是在在出料过程中，由于出料一直处于流动的状态，该不稳定的流动状态会影响重量传感器测量的准确性，因此，如果仅仅靠重量传感器的反馈来控制出料量，并不能实现本申请的发明目的，即，无法到达精准出料的效果。
而在本申请的逐个料仓出料的过程中，出料泵对一种物料的输送可以分批次逐渐完成，具体地，出料泵先运行M*P*C的时间，然后停止运行，待容器中的液面稳定后，重量传感器读取的值M1，此时由于物料没有流动，处于稳定状态，因此，重量传感器所测值比较准确。当剩余出料量M2不在期望范围内时，出料泵继续出料，令步骤(一)中的M＝M2,即出料泵第二次出料的时间为M*P*C(M＝M2)，如此循环，直至剩余出料量M2满足期望值。本申请的出料方法能够确保物料最终的出料量满足设定的要求，不受物料粘稠度、泵的特性及外部环境的影响。另外，该配料机仅仅需要直流控制电机，不需要进行电机调速，即可实现。因为不需要对电机调速，因此控制主板设计简单，直流电机较步进电机成本更低。
为了提高配料机的运行效率，缩短出料时间，本申请还增加判断料仓是否稳定的步骤。如果配料机一次仅能出一种物料，设一种配方包含n中物料，每种物料出料时间为T1到Tn，则总的出料时间为
如果n种物料中有m种出于稳定状态，n-m种出于不稳定状态，如果处于稳定状态，则可以合并同时出料以加快整体的出料速度，则总的出料时间
大大提高了配料机的工作效率。
将该方法使用到茶饮机，能够确保每种饮料到达预定的配置，保证每台茶饮机做出的茶饮口味一致。
在一种具体的操作方式中，使用者可以通过触摸屏输入所需要的饮料种类，控制器根据饮料的种类获取该饮料的配方信息，配方信息包括该配方所需要的物料及该物料的用量，配方信息可以存储在云端，通过网络获取，目前连锁的茶饮店通常具有多个门店，当需要修改或增加饮料的配方时，需要将每个门店的配方信息进行修改，经常会出现更新不及时或更新错误的情况，在本实施方式中，配方信息可以通过网络自动获取，则只需要在云端将数据修改，门店所获取的配方信息就能即刻修改，且不会更新不及时或更新错误的情况，同时能够节省人力成本。在另一种操作方式中，配方信息也能够存储在配料机的控制器中，直接获取，不受网络的限制。该配方信息也可以从网络获取后存储在控制器中，定时更新。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种基于出料状态监控的出料方法，所述的出料方法用于配料机，所述的配料机包括多个料仓及出料控制模块，其特征在于，所述的出料方法包括，
所述的出料控制模块判断各料仓是否处于稳定状态，并控制处于稳定状态的料仓合并出料，处于不稳定状态的料仓逐个出料，
其中，判断料仓是否稳定的方法为，
(1)历史出料次数大于等于N；(2)最近的出料时间在TO内；(3)最近的n条出料历史记录中，每次的出料的误差都在阈值范围内，其中，误差量＝期望出料量-实际出料量，
同时满足以上三条，则判定料仓处于稳定状态，否则，判定料仓处于不稳定状态。
2.根据权利要求1所述的基于出料状态监控的出料方法，其特征在于，判断料仓是否稳定的方法具体包括以下步骤，
(1)判断该料仓的历史出料次数，若历史出料次数小于N，则判定该料仓为不稳定状态，若历史出料次数大于等于N，则进入步骤(2)，其中N为设定值；
(2)判断料仓最近的出料时间，若最近的出料时间不在TO内，则判定该料仓为不稳定状态，若最近的出料时间在TO内，则进入步骤(3)；
(3)判断最近的n条出料历史记录，若每次的出料的误差都在阈值范围内，则判定该料仓处于稳定状态，若其中有一条的出料误差不再阈值范围内，则判定该料仓处于不稳定状态。
3.根据权利要求1所述的基于出料状态监控的出料方法，其特征在于，处于不稳定状态的料仓的出料方法包括以下步骤，
(一)获取物料的出料校准系数C、出料比例参数P及期望出料量M，计算出料泵运转的时间为M*P*C，并控制出料泵运行，
(二)当出料泵的运行时间M*P*C后，控制出料泵停止运行，读取物料的实际出料量M1,计算出剩余出料量M2＝M-M1，
当M2<＝M*E％，即完成该料仓的出料，其中，E％为预设的最小期望误差，
当M2>M*E％,重复步骤(一)，令所需的物料出料量等于M2,直至完成该料仓的出料，
控制每个处于不稳定状态的料仓逐个出料，在每个料仓出料过程中，执行所述的步骤(一)和步骤(二)，
步骤(二)中，将实际出料两M1和所需出料量M记录到该料仓的出料历史记录，所述的剩余出料量M2为所述的误差量，
步骤(一)还包括，在出料泵运行过程中，实时监测出料重量，若所测出料的重量已经达到期望出料量M，则控制出料泵停止出料，完成出料，否则，执行步骤(二)，
所述的出料校准系数C是预先测得的标准系数，为单位质量的出料量需要的泵运行的时间；所述的出料比例参数P为预设参数，范围在60％-90％。
4.根据权利要求3所述的基于出料状态监控的出料方法，其特征在于，在所述的步骤(一)之前还包括，检测称重传感器的连接状态，检测容器是否放置，当检测到的称重传感器已经连接并且容器已经放置后，开启实时的重量读取线程，并对重量传感器进行去皮归零操作,当一个物料完成出料，并对下一个物料进行出料时，重新执行对重量传感器进行去皮归零操作。
5.一种基于出料状态监控的出料控制系统，其特征在于，包括出料控制模块，所述的出料控制模块用于判断各料仓是否处于稳定状态，并控制处于稳定状态的料仓合并出料，处于不稳定状态的料仓逐个出料，
所述的出料控制模块判断料仓是否稳定的方法为，
(1)历史出料次数大于等于N；(2)最近的出料时间在TO内；(3)最近的n条出料历史记录中，每次的出料的误差都在阈值范围内，其中，误差量＝期望出料量-实际出料量，
同时满足以上三条，则判定料仓处于稳定状态，否则，判定料仓处于不稳定状态。
6.根据权利要求5所述的基于出料状态监控的出料控制系统，其特征在于，所述出料控制模块控制处于不稳定状态的料仓的逐个出料方法包括以下步骤，
(一)获取物料的出料校准系数C、出料比例参数P及期望出料量M，计算出料泵运转的时间为M*P*C，并控制出料泵运行，
(二)当出料泵的运行时间M*P*C后，控制出料泵停止运行，读取物料的实际出料量M1,物料的剩余出料量M2＝M-M1，
当M2<＝M*E％，即完成该料仓的出料，其中，E％为预设的最小期望误差，
当M2>M*E％,重复步骤(一)，令所需的物料出料量等于M2,直至完成该料仓的出料，
控制每个处于不稳定状态的料仓逐个出料，在每个料仓出料过程中，执行所述的步骤(一)和步骤(二)，
步骤(二)中，将实际出料料M1和期望出料量M记录到该料仓的出料历史记录，所述的剩余出料量M2为所述的误差量，
步骤(一)还包括，在出料泵运行过程中，实时监测出料重量，若所测出料的重量已经达到期望出料量M，则控制出料泵停止出料，完成出料，否则，执行步骤(二)。
7.一种出料控制器，其特征在于，包括存储器和处理器，其中，所述的存储器用于存储程序，所述的处理器用于执行所述的程序，实现如权利要求1～4中任意一项所述的出料控制方法。
8.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述的计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1～4任意一项所述的出料控制方法的各个步骤。
9.一种配料机，其特征在于，包括权利要求7所述的控制器。
10.根据权利要求9所述的配料机，其特征在于，所述的配料机包括，
多个所述的料仓；
用户交互触摸屏，用于获取配方信息；
多个出料泵，每个料仓对应一个出料泵；
电机，用于驱动多个出料泵运行；
出料口，多个料仓均通过该出料口出料；
称重传感器，安装于所述的出料口处，用于检测出料量，
所述的电机为直流电机。
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