配料添加系统以及配料添加方法
技术领域
本发明涉及烟草机械领域，具体涉及一种配料添加系统以及配料添加方法。
背景技术
在香料配置之前，各原料都存放在设置位置。存储原料时，需人工计量的原料经过扫码后，放置到1.5米层高的人工配料区货架。原料放入配料罐之前，通过扫描包装上的条形码和所进配料罐开始进料的条形码，系统验证两个条形码是否相符。如果不相符，系统发出报警信号，人工停止向配料罐种投料。两个条形码相符时，则提示进料无误信息，人工此时可以进行倒料操作。具体倒料操作如下：
开始进料时，系统操作屏上显示该批所需的原料重量及添加进度提示条，添加进度提示条根据实际重量占所需重量的百分比用绿色进度条显示逐渐填满，接近目标值(一般相差0.2公斤)时提示条内绿色闪烁，直至人工控制的实际重量和所需重量误差在精度要求范围内时，闪烁的提示条绿色变红，提示人工不再加入。人工倒料操作完成，再扫描所进罐结束进料的条形码，系统自动将桶上重量和进罐实际重量比对，如相差超过设定的范围则发出报警信号。整个配料过程会出现如下不足：
(1)人工配料区货架有三层，配料时操作人员需根据系统提示的原料去货架上取桶，配完后再将原料桶放回原位，另外还要将使用到的塑料杯进行清洗，费时费力。
(2)配料过程中，操作人员需全程抱着原料桶往调配罐中添加原料，同时紧盯着显示屏的进度条，通过眼睛和手感的配合来添加所需的原料重量并满足精度的要求，一旦精度超标，则需要同比例增加配方中所有的原料添加量来平衡，因此人工倒料存在一定的风险。
发明内容
本发明一方面提出一种配料添加系统，包括：
第一动力源，被构造为变频的；
输送管路，与所述第一动力源连接，所述第一动力源被构造为将配料经由所述输送管路的第一端口输送至所述输送管路的第二端口；以及
计量组件，安装于所述输送管路，且被构造为测量经由所述输送管路输送的配料的重量。
在一些实施例中，配料添加系统还包括：
第一控制阀，安装于所述输送管路，且被构造为控制所述输送管路内的配料输送速度。
在一些实施例中，所述第一控制阀包括比例阀。
在一些实施例中，所述第一动力源包括：
泵；以及
变频器，与所述泵电连接，且用于控制所述泵的工作频率。
在一些实施例中，配料添加系统还包括：
清洗组件，与所述输送管路连通，且被构造为清洗所述输送管路。
在一些实施例中，所述清洗组件包括：
清洗管，与所述输送管路连通；以及
加热组件，安装于所述清洗管或者位于所述清洗管附近，且被构造为加热所述清洗管内的清洗液。
在一些实施例中，所述清洗组件还包括：
干燥管路，与所述输送管路连通，且用于向所述输送管路输送风干流体。
在一些实施例中，配料添加系统还包括：
第二控制阀，安装于所述输送管路的第二端口和所述清洗组件之间；
其中，所述第二控制阀处于第一工作位，所述输送管路用于向调配罐输送配料；所述第二控制阀处于第二工作位，所述清洗组件用于向所述输送管路输送清洗液。
在一些实施例中，所述第二控制阀包括三通阀。
在一些实施例中，配料添加系统还包括：
控制器，与所述第一动力源驱动连接，且用于控制所述第一动力源的工作频率。
在一些实施例中，配料添加系统还包括：
输入输出组件，与所述控制器电连接，且所述控制器用于根据所述输入输出组件输送的信息控制所述第一动力源的工作频率。
本发明另一方面提供一种配料添加方法，采用本发明任一技术方案所提供的配料添加系统实现，所述配料添加方法包括以下步骤：
根据配料的种类确定所需添加的质量；
根据所述配料的种类确定所述第一动力源的工作频率；
将所述输送管路的第一端口放入到所述配料所在的配料罐内；
启动所述第一动力源，以向调配罐中添加所述配料，直至达到所需添加的质量。
在一些实施例中，配料添加方法还包括下述步骤：
在所述配料添加至所述调配罐的质量达到所需添加的质量的设定比例后，降低所述配料的添加速度，直至达到所需添加的质量。
在一些实施例中，配料添加方法还包括下述步骤：
当前一种配料添加完成后，清洗所述输送管路；
继续添加下一种配料。
在一些实施例中，在所述清洗所述输送管路之后，还包括下述步骤：
干燥所述输送管路。
在一些实施例中，配料添加方法还包括以下步骤：
判断所述输送管路是否出现堵塞；
如果出现堵塞，则改变所述第一动力源的工作频率，直至所述输送管路导通。
在一些实施例中，所述改变所述第一动力源的工作频率，具体包括以下步骤：
不规则地增大或者减小第一动力源的工作频率。
上述技术方案，第一动力源采用变频的，几乎对于任何配料都能自动进料。对于粘稠度比较高的配料，第一动力源的工作频率高；对于粘稠度比较低的配料，第一动力源的工作频率低。并且，对于同一种配料，如果计量组件则设定时间内，比如5秒内所称取的重量没有变化，则判断输送管路堵塞。由于第一动力源是变频的，输送管路出现堵塞后，随机变化第一动力源的工作频率，直至输送管路导通。可见，上述技术方案，不仅能够实现配料自动、精准添加，还能自适应配料自身的特性，并且具有自疏通输送管路的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的配料添加系统加料示意图；
图2为本发明实施例提供的配料添加系统清洗示意图；
图3为本发明实施例提供的配料添加系统风干示意图；
图4为本发明实施例提供的配料添加方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合图1～图4对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
本发明实施例提供一种配料添加系统，包括第一动力源1、输送管路2以及计量组件3。
第一动力源1被构造为变频的。第一动力源1可以针对不同粘度的原料实现合理的稳定抽取流速，达到降低人工成本的作用。
本发明实施例中，所采用的配料为流体配料。不同配料的性质不同，粘稠程度也不相同。第一动力源1采用变频的，对于粘稠度比较高的配料，第一动力源1的工作频率高；对于粘稠度比较低的配料，第一动力源1的工作频率低。并且，对于同一种配料，如果计量组件3则设定时间内，比如5秒内所称取的重量没有变化，则判断输送管路2堵塞。由于第一动力源1是变频的，输送管路2出现堵塞后，随机变化第一动力源1的工作频率，直至输送管路2导通。
可见，第一动力源1采用变频的，不仅能够自适应配料自身的特性，还具有自疏通输送管路2的作用。
在一些实施例中，第一动力源1包括泵11以及变频器12。变频器12与泵11电连接，图1至图3中的虚线表示部件之间存在电连接。且用于控制泵11的工作频率。泵11比如为变量泵11或者定量泵11。但是其工作频率都可以调节。变频器12用于控制泵11的工作频率，以使得泵11在需要的情况下，改变工作频率。
泵11的电机13转速由泵11的变频器12设置，可以对抽不同粘度的原料进行转速设定，实现按需设定抽取流量的作用。每种配料的整个抽取过程分两个阶段，第一阶段变频器12运行速度保持不变，保证原料流量稳定；第二阶段变频器12频率降低，控制原料流量在较小的数值，以实现精准添加，降低因流量过大导致添加过量的现象。
参见图1，输送管路2与第一动力源1连接，第一动力源1被构造为将配料经由输送管路2的第一端口21输送至输送管路2的第二端口22。第一动力源1用于为输送管路2要运输的配料提供泵送动力或者其他动力。
输送管路2比如采用橡胶管。输送管路2的直径与所需要添加的配料的质量相关。如果所需要添加的配料质量大，则输送管路2可以采用较粗的管径；反之则采用较小的管径。
参见图1，计量组件3安装于输送管路2，且被构造为测量经由输送管路2输送的配料的重量。计量组件3比如为质量流量计或者其他流量、质量传感器。通过计量组件3，实现了精确计算添加至调配罐9内的配料质量。
计量组件3可以实现不同重量的添加需求，且过程重量和累计重量之间可以互相比对，达到提高配料精度、降低风险的效果。
参见图1，配料添加系统还包括第一控制阀4，第一控制阀4安装于输送管路2，且被构造为控制输送管路2内的配料输送速度。
第一控制阀4与计量组件3都可以与后文的控制器7电连接，以精确控制配料的添加量。
比如配料的总添加量为a，在0～90％a的质量范围内，第一控制阀4处于完全开启的状态；当添加量达到90％a以上，调节第一控制阀4的开度，使得配料的添加速度变慢，以防止以较大流量添加导致配料添加过量。第一控制阀4的开度可以与上文介绍的变频器12的第一阶段和第二阶段对应起来，在第一阶段，第一控制阀4的开度大；在第二阶段，第一控制阀4的开度小。
在一些实施例中，第一控制阀4包括比例阀。
配料添加系统用于多种配料的添加。为了实现设备轻量化，可以只设置一套输送管路2和第一动力源1，全部的配料都通过该套输送管路2和第一动力源1输送至调配罐9中。
为了防止配料之间相互交叉污染，参见图1，在一些实施例中，配料添加系统还包括清洗组件5，清洗组件5与输送管路2连通，且被构造为清洗输送管路2。
清洗组件5比如包括水泵以及清洗液管路，或者直接将清洗液管路与具有压力的清洗液导通，以实现输送管路2的清洗。清洗组件5可以实现管道内原料的回收以及残留料液的清洗，以避免混牌。
在一些实施例中，清洗组件5包括清洗管51和加热组件52。清洗管51与输送管路2连通。加热组件52安装于清洗管51或者位于清洗管51附近，且被构造为加热清洗管51内的清洗液。热的清洗液更容易将输送管路2清洗干净。清洗后的废水排放至清洗罐10中。
加热组件52具体比如为加热器、加热棒等。
在一些实施例中，清洗组件5还包括干燥管路53，干燥管路53与输送管路2连通，且用于向输送管路2输送风干流体。
干燥管路53用于向输送管路2中通入干燥流体，比如热风，以使得输送管路2的整个内管壁干燥。
在一些实施例中，干燥管路53设置有调压阀54，以控制干燥管路53内的干燥气体的压力。
在一些实施例中，干燥管路53设置有气动阀55，以控制干燥管路53是否导通。
干燥管路53可以设置两条支路，其中一条支路同时设置调压阀54和气动阀55，另一条支路只设置气动阀55。这样可以更方便地控制干燥流体的压力。
参见图1，在一些实施例中，配料添加系统还包括第二控制阀6，第二控制阀6安装于输送管路2的第二端口22和清洗组件5之间。其中，第二控制阀6处于第一工作位，输送管路2用于向调配罐9输送配料；第二控制阀6处于第二工作位，清洗组件5用于向输送管路2输送清洗液。设置第二控制阀6，尽量简化了配料添加系统的结构。
在一些实施例中，第二控制阀6包括三通阀。
三通阀具有三个工作口A、B、C。工作口A与输送管路2的第二端口22连通。
当三通阀处于第一工作位，工作口A、B导通。调配罐9位于工作口B下方。配料在重力作用下，从工作口B掉落到调配罐9中。此状态下实现配料添加。
当三通阀处于第二工作位，工作口A、C导通。清洗组件5内的清洗液以及干燥流体都经由工作口C输送至工作口A，而后流至输送管路2的第一端口21。此状态下实现输送管路2的清洗和干燥。
在一些实施例中，配料添加系统还包括控制器7，控制器7与第一动力源1驱动连接，且用于控制第一动力源1的工作频率。
控制器7还可以与清洗组件5连接，以控制清洗组件5是否工作、清洗液的流量、干燥流体的气压等参数。
在一些实施例中，配料添加系统还包括输入输出组件8，输入输出组件8与控制器7电连接，且控制器7用于根据输入输出组件8输送的信息控制第一动力源1的工作频率。
可以理解的是，输入输出组件8也可以是控制器7的其中一个模块。
输入输出组件8用于实现各电子器件与控制器7之间的信号传递。比如，控制器7确定第一动力源1的工作频率，然后该信号经由输入输出组件8传递至第一动力源1。计量组件3实时获取配料的添加量，并将配料的添加量传输至控制器7。在所添加的配料的添加量达到所需要的比例时，控制器7发出控制信号，该控制信号经由输入输出组件8传递至第一控制阀4，以调节第一控制阀4的开度。
参见图4，本发明另一些实施例提供一种配料添加方法，采本发明任一技术方案所提供的配料添加系统实现。该配料添加方法包括以下步骤：
步骤S100、根据配料的种类确定所需添加的质量。
比如调配糖香料，其包括五种配料。所需调配的糖香料总质量确定后，每种配料的质量也确定了。
步骤S200、根据配料的种类确定第一动力源1的工作频率。
每种配料的性质不同，所需的泵11送频率也不同。实际生产中，各种配料所对应的第一动力源1的工作频率是确定的，预存在控制器7中。
前述的步骤S100和步骤S200不限定前后执行顺序。可以按照图4所示，先执行步骤S100，后执行步骤S200。也可以，先执行步骤S200，后执行步骤S100。
步骤S300、将输送管路2的第一端口21放入到配料所在的配料罐14内。
需要添加哪种配料，就将输送管路2的第一端口21放置到哪种配料的原料罐中。
步骤S400、启动第一动力源1，以向调配罐9中添加配料，直至达到所需添加的质量。
在一些实施例中，配料添加方法还包括下述步骤：
步骤S500、在配料添加至调配罐9的质量达到所需添加的质量的设定比例后，降低配料的添加速度，直至达到所需添加的质量。
在一些实施例中，配料添加方法还包括下述步骤：
步骤S600、当前一种配料添加完成后，清洗输送管路2。
在一些实施例中，在步骤S600之后，还包括下述步骤：
步骤S700、干燥输送管路2。
输送管路2清洗、干燥完成后，继续添加下一种配料。
在上述配料添加过程中，实时判断输送管路2是否出现堵塞。具体步骤如下：
首先，判断输送管路2是否出现堵塞；
其次，如果出现堵塞，则改变第一动力源1的工作频率，直至输送管路2导通。
具体来说，改变第一动力源1的工作频率，具体包括以下步骤：不规则地增大或者减小第一动力源1的工作频率。
不规则地增大或者减小第一动力源1的工作频率使得输送管路2内形成脉冲力，这样就能方便地导通输送管路2。
下面介绍一些具体实施例。
一、取料过程及清洗过程
本发明实施例的第一动力源1和清洗组件5用于实现自动取料和自动清洗。具体如下：
1、预设变频器12频率，由于原料存在粘度大小不一，流动性不一，重量小等特征，通过预设频率抽取配料。当泵11抽不动时，适当增加变频器12的频率，直至计量组件3达到一个稳定合理的数值。当流量太大时，适当降低变频器12的频率。如此反复实验，获得每种原料的固定抽取频率值。例：H/B22044原料的粘度值8220(无量纲)；JM8690原料的粘度23215(无量纲)。H/B22044原料预设变频器12的频率为20Hz，JM8690原料由于粘度较大，预设变频器12的频率为45Hz。
实际配料前，但扫码显示当前添加的原料类型后，系统自动设置变频器12的频率，抽取过程分两个阶段，第一阶段变频器12运行速度保持不变，保证原料流量稳定，后段变频器12频率降低，控制原料流量在较小的数值。例：H/B22044原料第一阶段变频器12的频率为20Hz，后段变频器12频率降低为8Hz；JM8690原料第一阶段变频器12的频率为45Hz，后段变频器12频率降低为15Hz；
2、清洗过程只需料液回收后将输送管路2的第一端口21放至清洗池，在现场点击清洗按钮，第二控制阀6被调节到第二工作位。系统根据预设的程序首先往管道内通入加热组件52加热后的纯净水，对管道进行清洗，清洗时长比如设置为3分钟；清洗后气动阀55打开，对管道内的水进行喷吹，喷吹时间比如设置为1分钟。
二、自动加料过程如下
本发明实施例的计量组件3用于取代人工倒料过程，以提高配料的精准添加。具体如下：
计量组件3按照配方所需的重量设置H/B22044原料的累积量，当累积量接近配方重量90㎏时，质量流量计后的第一控制阀4的开度从100％-10％逐渐关小，当质量流量计的累积量达到设定值90㎏时，变频器12频率变小为8Hz，第一控制阀4关到一个较小的开度5％，剩余原料的添加采用点滴的方式，直至调配罐9的累计重量达到设定值，第二控制阀6关闭，泵11电机13停止运行；若在此之前调配罐9的累计重量已经先达到了设定值，则调配罐9入口处的第二控制阀6立即关闭，泵11的电机13停止运行。
上述技术方案，节省了取料和放料以及清洗的人工成本；同时避免了人工倒料过程中可能存在的失误，导致原料添加精度超标，需要人工进行所有原料同比例上抛(即增加)的情况。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
