一种智能数字化无气苏打水自动调配系统的制作方法

本发明涉及自动化，尤其是一种智能数字化无气苏打水自动调配系统。

背景技术：

1、无气苏打水的生产由多种原料调配而成，赋予无气苏打水独特的风味和口感，目前无气苏打水生产的调配系统一般采用固定的管道将需要配制的各种原料按照工艺配方要求，从原料罐经电子秤计量后自流或泵送到调制罐，进行成品料调配，如何进行成品料的调配使得口感更佳以提高苏打水的品质及销量，成为了目前苏打水自动调配生产线的主要目标。

技术实现思路

1、本发明的目的是通过提出一种智能数字化无气苏打水自动调配系统，以解决上述背景技术中提出的缺陷。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、提供一种智能数字化无气苏打水自动调配系统，包括：

4、原水处理模块：用于对地下水和成品水的水质进行实时检测；

5、原料比例调配模块：用于对苏打水的原料比例进行调配和传输；

6、原料溯源模块：用于对录入的原料参数进行自动计算配比。

7、作为本发明的一种优选技术方案：还包括总控模块，所述总控模块用于对苏打水的原料配比数据进行控制干预。

8、作为本发明的一种优选技术方案：所述原水处理模块根据实时检测结果对原水处理过程中的参数基于改进粒子群算法进行参数调控。

9、作为本发明的一种优选技术方案：所述改进粒子群算法具体如下：

10、以参数的输出获取的原水检测误差的倒数为适应度函数，初始化粒子种群，粒子经过如下算法进行迭代更新寻取最优解：

11、

12、

13、其中，表示第i个粒子第t+1次迭代的速度，表示第i个粒子第t次迭代的速度，表示第i个粒子第t+1次迭代的位置，表示第i个粒子第t次迭代的位置，ω为粒子的惯性权重，c1、c2为学习因子，r1、r2均为[0，1]间的一个随机数，

14、表示第t次迭代的历史最优个体位置；表示第t次迭代群体最优位置；

15、

16、其中，表示第t+1次迭代个体历史最优位置，表示第i个粒子第t+1次迭代的适应度值，表示第t次迭代的历史最优个体适应度值，

17、ω基于下式进行自适应更新：

18、

19、其中，ωmax为惯性权重最大值，ωmin为惯性权重最小值，为第i个粒子第t次迭代的适应度值，fmin(t)为第t次迭代的适应度最小值，为第t次迭代的适应度平均值；

20、粒子基于如下概率接受新解：

21、

22、其中，σt为第t次迭代后参数对应输出的原水检测数据的误差，

23、σt+1为第t+1次迭代后参数对应输出的原水检测数据的误差，μ为衰减系数，k为水处理过程参数。

24、作为本发明的一种优选技术方案：所述原料比例调配模块对苏打水的原料的配比数据进行监控并传输至总控模块。

25、作为本发明的一种优选技术方案：所述配比数据包括苏打水的原料存储数据和原料配比条件数据。

26、作为本发明的一种优选技术方案：所述原料溯源模块搭建原料配比的目标函数，进行苏打水的原料的动态调配。

27、作为本发明的一种优选技术方案：所述原料配比的函数搭建具体如下：

28、苏打水的原料添加共l步，步骤数对应原料种类数以及原料添加次序，建立原料配比添加目标函数z：

29、

30、其中，al为第l步选取的原料种类即原料量，bl为第l步原料成本；

31、

32、其中，rl为执行第l步后的剩余原料，q为原料总量；

33、满足如下的约束条件：

34、

35、

36、其中，rl为执行第l步后的剩余原料，nl为第l步选取的原料的比例系数。

37、作为本发明的一种优选技术方案：所述原料溯源模块基于改进蚁群算法进行原料的比例的寻优和自动配比。

38、作为本发明的一种优选技术方案：所述改进蚁群算法具体如下：

39、初始化蚁群参数、原料参数信息、最大迭代次数，选取每一步原料成本的倒数作为启发信息：

40、

41、蚂蚁通过行走不同的地点之间转移，k时刻蚂蚁j从位置u向位置v的转移概率为：

42、

43、其中，luv(k)为k时刻蚂蚁j的信息素轨迹强度，δuv(k)为k时刻蚂蚁j由位置u转移到位置v的启发程度，μ为蚂蚁j允许到达的位置，τj为蚂蚁j下一步可选择的位置集合，r为(0，1)间的随机数，α和β为调节系数；

44、一次循环完成后，下一时刻蚁群在路径(u，v)的信息量luv(k+1)如下：

45、luv(k+1)＝(1-ε)luv(k)+δluv(k)

46、

47、

48、其中，luv(k)为当前时刻蚂蚁的信息量，δlujv(k)为蚂蚁j在本次循环过程中留在路径(u，v)上的最优信息素量，ε为信息素挥发系数；

49、为信息素增强系数。

50、本发明提供的智能数字化无气苏打水自动调配系统，与现有技术相比，其有益效果有：

51、本发明基于改进粒子群算法进行水处理过程各种参数基于改进粒子群算法进行实施调控，以保证不同时间段的成品水的一致性，降低产地环境、季节变化对成品水的影响：还以降低成本为目标建立函数，能够最大降低企业消耗成本，并基于改进蚁群算法进行调配比例寻优，提升苏打水的口感以提高苏打水的品质及销量。

技术特征：

1.一种智能数字化无气苏打水自动调配系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的智能数字化无气苏打水自动调配系统，其特征在于：还包括总控模块(400)，所述总控模块(400)用于对苏打水的原料配比数据进行控制干预。

3.根据权利要求1所述的智能数字化无气苏打水自动调配系统，其特征在于：所述原水处理模块(100)根据实时检测结果对原水处理过程中的参数基于改进粒子群算法进行参数调控。

4.根据权利要求3所述的智能数字化无气苏打水自动调配系统，其特征在于：所述改进粒子群算法具体如下：

5.根据权利要求2所述的智能数字化无气苏打水自动调配系统，其特征在于：所述原料比例调配模块(200)对苏打水的原料的配比数据进行监控并传输至总控模块(400)。

6.根据权利要求5所述的智能数字化无气苏打水自动调配系统，其特征在于：所述配比数据包括苏打水的原料存储数据和原料配比条件数据。

7.根据权利要求1所述的智能数字化无气苏打水自动调配系统，其特征在于：所述原料溯源模块(300)搭建原料配比的目标函数，进行苏打水的原料的动态调配。

8.根据权利要求7所述的智能数字化无气苏打水自动调配系统，其特征在于：所述原料配比的函数搭建具体如下：

9.根据权利要求8所述的智能数字化无气苏打水自动调配系统，其特征在于：所述原料溯源模块(300)基于改进蚁群算法进行原料的比例的寻优和自动配比。

10.根据权利要求9所述的智能数字化无气苏打水自动调配系统，其特征在于：所述改进蚁群算法具体如下：

技术总结
本发明涉及自动化技术领域，尤其为一种智能数字化无气苏打水自动调配系统，包括：原水处理模块：用于对地下水和成品水的水质进行实时检测；原料比例调配模块：用于对苏打水的原料比例进行调配和传输；原料溯源模块：用于对通过总控模块录入的苏打水的原料参数进行自动计算配比。本发明基于改进粒子群算法进行水处理过程各种参数基于改进粒子群算法进行实施调控，以保证不同时间段的成品水的一致性，降低产地环境、季节变化对成品水的影响：还以降低成本为目标建立函数，能够最大降低企业消耗成本，并基于改进蚁群算法进行调配比例寻优，提升苏打水的口感以提高苏打水的品质及销量。

技术研发人员：李青川,梅杰,梅拥军,姚红,苏海亚,杨军强,苏艳丽
受保护的技术使用者：焦作市明仁天然药物有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15