一种灌装机消毒液补充控制方法、装置及灌装机与流程

1.本发明涉及灌装机技术领域，具体涉及一种灌装机消毒液补充控制方法、装置及灌装机。


背景技术：

2.现有的乳品生产工况下，灌装机对原辅料包材的灭菌方式各不相同，通常需要向灌装机中注入消毒液以实现对原辅料包材的灭菌。目前采用的较多的是以双氧水作为消毒剂通过h2o2的氧化反应进行灭菌。由此可见，双氧水是确保原辅料设备能够完整灭菌的最根本的因素，切实产品质量的最重要的保障。
3.基于乳品生产工况，通常采用折光仪进行浓度测量灌装机中消毒液水槽中消毒液的浓度，然后在监测到浓度低于固定浓度值时，进行消毒液的补充，直至监测浓度不低于固定浓度值停止添加，但是，这种消毒液补充方式精确性差，如果浓度设置过高会造成资源浪费，设置过低又达不到产品消毒要求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种灌装机消毒液补充控制方法、装置及灌装机以克服现有技术中补充灌装机消毒液的方式精确性差的问题。
5.根据第一方面，本发明实施例提供了一种灌装机消毒液补充控制方法，所述灌装机的消毒液补充端设置有蠕动泵，通过所述蠕动泵将外部消毒液补充至所述灌装机的内部，所述蠕动泵为定频蠕动泵，所述方法包括：
6.获取所述灌装机中消毒液的目标浓度值及目标容量；
7.监测所述灌装机发出的消毒液补充信号，获取所述灌装机在当前消毒液补充信号时刻对应的当前浓度值、在上一次消毒液补充信号时刻对应的上一浓度值，以及上一次消毒液补充量；
8.基于所述目标浓度值、所述当前浓度值及所述目标容量，计算消毒液的当前待补充量；
9.基于所述目标浓度值、所述上一浓度值及所述上一次消毒液补充量对所述当前待补充量进行修正，确定目标补充量；
10.基于所述目标补充量控制所述灌装机的蠕动泵动作进行消毒液补充。
11.可选地，所述基于所述目标补充量控制所述灌装机的蠕动泵动作进行消毒液补充，包括：
12.基于所述蠕动泵的单次注入量及所述目标补充量，计算所述蠕动泵的目标动作次数；
13.控制所述蠕动泵按照所述目标动作次数进行消毒液补充。
14.可选地，所述基于所述目标浓度值、所述上一浓度值及所述上一次消毒液补充量对所述当前待补充量进行修正，确定目标补充量，包括：
15.基于所述目标浓度值、所述上一浓度值及所述上一次消毒液补充量确定补充量修正值；
16.基于所述当前待补充量和所述补充量修正值，确定所述目标补充量。
17.可选地，所述基于所述目标浓度值、所述上一浓度值及所述上一次消毒液补充量确定补充量修正值，包括：
18.基于所述目标浓度值及所述上一浓度值，确定上一待补充量；
19.基于所述上一待补充量与所述上一次消毒液补充量，计算偏差量；
20.基于所述偏差量及其对应的预设权重系数确定补充量修正值。
21.可选地，根据如下公式确定所述目标补充量：
22.v＝[(c－c1)v1－l1]k1+[(c－c2)v1]k2，
[0023]
其中，v表示目标补充量，c表示目标浓度值，c1表示上一浓度值，c2表示当前浓度值，v1表示目标容量，k1和k2表示预设权重系数。
[0024]
可选地，所述获取所述上一次消毒液补充量，包括：
[0025]
获取在上一消毒液补充信号到当前消毒液补充信号之间所述蠕动泵的启动次数；
[0026]
基于所述蠕动泵的单次注入量、所述启动次数计算所述灌装机上一次消毒液补充量。
[0027]
可选地，所述方法还包括：
[0028]
在灌装机第一次发出消毒液补充信号时，基于所述当前待补充量，控制所述灌装机的蠕动泵动作进行消毒液补充。
[0029]
根据第二方面，本发明实施例提供了一种灌装机消毒液补充控制装置，所述灌装机的消毒液补充端设置有蠕动泵，通过所述蠕动泵将外部消毒液补充至所述灌装机的内部，所述蠕动泵为定频蠕动泵，所述装置包括：
[0030]
第一获取模块，用于获取所述灌装机中消毒液的目标浓度值及目标容量；
[0031]
第二获取模块，用于监测所述灌装机发出的消毒液补充信号，获取所述灌装机在当前消毒液补充信号时刻对应的当前浓度值、在上一次消毒液补充信号时刻对应的上一浓度值，以及上一次消毒液补充量；
[0032]
第一处理模块，用于基于所述目标浓度值、所述当前浓度值及所述目标容量，计算消毒液的当前待补充量；
[0033]
第二处理模块，用于基于所述目标浓度值、所述上一浓度值及所述上一次消毒液补充量对所述当前待补充量进行修正，确定目标补充量；
[0034]
第三处理模块，用于基于所述目标补充量控制所述灌装机的蠕动泵动作进行消毒液补充。
[0035]
根据第三方面，本发明实施例提供了一种灌装机，包括：灌装机本体和控制器，其中，所述灌装机本体的消毒液补充端设置有蠕动泵，所述蠕动泵将外部消毒液补充至所述灌装机的内部，所述蠕动泵为定频蠕动泵；所述控制器包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
[0036]
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面，或者第一方
面任意一种可选实施方式中所述的方法。
[0037]
本发明技术方案，具有如下优点：
[0038]
本发明实施例提供的灌装机消毒液补充控制方法、装置及灌装机，通过获取灌装机中消毒液的目标浓度值及目标容量；监测灌装机发出的消毒液补充信号，获取灌装机在当前消毒液补充信号时刻对应的当前浓度值、在上一次消毒液补充信号时刻对应的上一浓度值，以及上一次消毒液补充量；基于目标浓度值、当前浓度值及目标容量，计算消毒液的当前待补充量；基于目标浓度值、上一浓度值及上一次消毒液补充量对当前待补充量进行修正，确定目标补充量；基于目标补充量控制灌装机的蠕动泵动作进行消毒液补充。从而通过在灌装机的消毒液补充端设置定频蠕动泵，利用蠕动泵将外部消毒液补充至灌装机的内部，并且为了避免定频蠕动泵对消毒液进行补充的误差，通过实时修正补充量的方式，保障了消毒液补充精确性，同时也避免了资源的浪费。可应用于对消毒液浓度有严格要求的产品。
附图说明
[0039]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0040]
图1为本发明实施例的灌装机的结构示意图；
[0041]
图2为本发明实施例的灌装机消毒液补充控制方法的流程图；
[0042]
图3为本发明实施例的灌装机消毒液补充控制装置的结构示意图；
[0043]
图4为本发明实施例的灌装机中控制器的结构示意图。
具体实施方式
[0044]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域技术人员在没有作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。
[0045]
下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0046]
现有的乳品生产工况下，灌装机对原辅料包材的灭菌方式各不相同，通常需要向灌装机中注入消毒液以实现对原辅料包材的灭菌。目前采用的较多的是以双氧水作为消毒剂通过h2o2的氧化反应进行灭菌。由此可见，双氧水是确保原辅料设备能够完整灭菌的最根本的因素，切实产品质量的最重要的保障。
[0047]
基于乳品生产工况，通常采用折光仪进行浓度测量灌装机中消毒液水槽中消毒液的浓度，然后在监测到浓度低于固定浓度值时，进行消毒液的补充，直至监测浓度不低于固定浓度值停止添加，这种消毒液补充方式精确性差，但是，这种消毒液补充方式精确性差，如果浓度设置过高会造成资源浪费，设置过低又达不到产品消毒要求。
[0048]
基于上述问题，本发明实施例提供了一种灌装机消毒液补充控制方法，如图1所
示，该灌装机包括：灌装机本体1和控制器2，其中，灌装机本体1的消毒液补充端设置有蠕动泵3，蠕动泵3将外部消毒液补充至灌装机的内部，蠕动泵3为定频蠕动泵。
[0049]
如图2所示，本发明实施例提供的灌装机消毒液补充控制方法应用于如图1所示的控制器2，具体包括如下步骤：
[0050]
步骤s101：获取灌装机中消毒液的目标浓度值及目标容量。
[0051]
其中，该目标浓度值为灌装机在生成某个产品时基于该产品对消毒液浓度的要求确定的目标浓度值，目标容量为灌装机在工作过程中用于盛放的消毒液容器如双氧水槽内双氧水始终保持的固定容积值，需要说明的是，在本发明实施例中，灌装机中双氧水槽中消毒液的总量波动忽略不计。
[0052]
步骤s102：监测灌装机发出的消毒液补充信号，获取灌装机在当前消毒液补充信号时刻对应的当前浓度值、在上一次消毒液补充信号时刻对应的上一浓度值，以及上一次消毒液补充量。
[0053]
具体地，当灌装机检测到灌装机内消毒液的浓度低于某一数值时，会触发消毒液补充信号，此时可通过灌装机内部设置的浓度监测设备如折光仪等监测此时消毒液的浓度。然后进行消毒液补充，并记录消毒液补充量。
[0054]
步骤s103：基于目标浓度值、当前浓度值及目标容量，计算消毒液的当前待补充量。
[0055]
具体地，目标浓度值与当前浓度值的差值与目标容量的乘积即可计算当前待补充量。
[0056]
步骤s104：基于目标浓度值、上一浓度值及上一次消毒液补充量对当前待补充量进行修正，确定目标补充量。
[0057]
具体地，为了消除上一次消毒液补充误差，通过利用上一次消毒液补充相关参数对当前待补充量进行修正，以实现动态消除补充误差，提高消毒液补充的准确性。
[0058]
步骤s105：基于目标补充量控制灌装机的蠕动泵动作进行消毒液补充。
[0059]
具体地，控制蠕动泵启动若干次直至达到目标补充量即可完成消毒液的补充。
[0060]
通过执行上述步骤，本发明实施例提供的灌装机消毒液补充控制方法，通过在灌装机的消毒液补充端设置定频蠕动泵，利用蠕动泵将外部消毒液补充至灌装机的内部，并且为了避免定频蠕动泵对消毒液进行补充的误差，通过实时修正补充量的方式，保障了消毒液补充精确性，同时也避免了资源的浪费。可应用于对消毒液浓度有严格要求的产品。
[0061]
具体地，在一实施例中，上述的步骤s102中获取上一次消毒液补充量，具体包括如下步骤：
[0062]
步骤s201：获取在上一消毒液补充信号到当前消毒液补充信号之间蠕动泵的启动次数。
[0063]
具体地，在灌装机连续两次发出消毒液补充信号时，消毒液在两次消毒液补充信号发生期间的补充量即为蠕动泵从外部补充至灌装机的双氧水量，从而通过监测蠕动泵启动次数的方式确定消毒液补充量。
[0064]
步骤s202：基于蠕动泵的单次注入量、启动次数计算灌装机上一次消毒液补充量。
[0065]
具体地，由于蠕动泵为定频蠕动泵则其双氧水的单次注入量是固定不变的，可事先根据当前实际生产工况得出。示例性地，通过双氧水补充信号(接触器吸合)驱动蠕动泵
动作，启动次数与单词注入量的乘积即为消毒液补充量。
[0066]
此外，基于乳品生产工况(乳品生产对流量监控为粗略、波动范围，无需精确到秒、毫升级别)，可通过信号延时处理双氧水系统添加过程中出现的异常，进行滤波，从而进一步提高消毒液补充控制的准确性。
[0067]
具体地，在一实施例中，上述的步骤s104具体包括如下步骤：
[0068]
步骤s301：基于目标浓度值、上一浓度值及上一次消毒液补充量确定补充量修正值。
[0069]
具体地，上述步骤s301具体包括：基于目标浓度值及上一浓度值，确定上一待补充量；基于上一待补充量与上一次消毒液补充量，计算偏差量；基于偏差量及其对应的预设权重系数确定补充量修正值。
[0070]
步骤s302：基于当前待补充量和补充量修正值，确定目标补充量。
[0071]
具体地，根据如下公式(1)确定目标补充量：
[0072]
v＝[(c－c1)v1－l1]k1+[(c－c2)v1]k2
ꢀꢀꢀ
(1)
[0073]
其中，v表示目标补充量，c表示目标浓度值，c1表示上一浓度值，c2表示当前浓度值，v1表示目标容量，k1和k2表示预设权重系数。具体地，k1和k2的具体取值可以根据人工经验进行取值，也可以利用灌装机历史数据进行数据分析，确定二者具体数值，在此不再进行赘述。
[0074]
具体地，在一实施例中，上述的步骤s105具体包括如下步骤：
[0075]
步骤s401：基于蠕动泵的单次注入量及目标补充量，计算蠕动泵的目标动作次数。
[0076]
步骤s402：控制蠕动泵按照目标动作次数进行消毒液补充。
[0077]
具体地，目标补充量除以单次注入量即可得到蠕动泵的目标动作次数，在实际应用中，为了保障消毒液满足产品浓度要求，当得到的计算结果存在小数不足1次时，按照1次进行补充，如计算结果为3.4，则目标动作次数为4次。从而保障满足产品消毒要求。
[0078]
具体地，在一实施例中，上述的灌装机消毒液补充控制方法还包括如下步骤：
[0079]
步骤s106：在灌装机第一次发出消毒液补充信号时，基于当前待补充量，控制灌装机的蠕动泵动作进行消毒液补充。
[0080]
具体地，在灌装机运行过程中首次需要进行消毒液补充时，由于蠕动泵尚未开始工作，没有蠕动泵动作带来的补充量误差，因此，可直接按照当前待补充量进行消毒液补充，以提高灌装机工作效率。
[0081]
由于双氧水的补充信号是通过灌装机浓度判断，若出现低标范围时则报警补充信号，即程序循环过程中，若有补充信号，则蠕动泵动作一次。但因工频泵每次补充量一致，因此最后的双氧水含量在每次的补充存在误差；同时双氧水在循环一定时间需要排放更换，对此存在一部分双氧水随稀释液排放，对此影响了双氧水耗用量的精准计量。
[0082]
基于乳品生产工况现状，对于双氧水浓度的添加量可使用现有的浓度计对参数进行精准的计量。其中对于使用蠕动泵泵送液体、且生产工况中存储液体属于不规则的缓冲容器中尤为适用。
[0083]
本发明实施例提供的灌装机消毒液补充控制方法对于双氧水浓度具备一个稳定数据的计量，并尽量控制浓度数据的稳定性，使用浓度低标或液位低标计量时，对于蠕动泵的最后一次补充因补充量的固定而存在一定的误差，对此通过上述公式(1)进行计量核定
以消除计量误差。
[0084]
通过该灌装机消毒液补充控制方法引入双氧水浓度对于计量的稳定控制，同时将原有液位、浓度控制改为输出蠕动泵的泵送频次，程序计数频次执行即可；另外本次的添加量计算上次添加量的误差(存在一定的误差，但通过权重系数k1对误差进行一定的拟合，使误差在可控范围内，每一次的添加量均将上一次的添加误差进行考虑消除，如此达到更为精准的计量)；每次添加双氧水在浓度、液位出现低标时，计量现有的双氧水浓度与目标浓度差，通过固定的水槽体积折算所需双氧水量并辅助一定的权重系数k2进行耦合，整合上次误差进行一个系统性控制，如此往复形成控制的闭环回路。
[0085]
通过执行上述步骤，本发明实施例提供的灌装机消毒液补充控制方法，通过在灌装机的消毒液补充端设置定频蠕动泵，利用蠕动泵将外部消毒液补充至灌装机的内部，并且为了避免定频蠕动泵对消毒液进行补充的误差，通过实时修正补充量的方式，保障了消毒液补充精确性，同时也避免了资源的浪费。可应用于对消毒液浓度有严格要求的产品。
[0086]
本发明实施例还提供了一种灌装机消毒液补充控制装置，该灌装机消毒液补充控制装置应用于如图1所示的控制器2，如图3所示，该灌装机消毒液补充控制装置具体包括：
[0087]
第一获取模块101，用于获取灌装机中消毒液的目标浓度值及目标容量。详细内容参见上述方法实施例中步骤s101的相关描述，在此不再进行赘述。
[0088]
第二获取模块102，用于监测灌装机发出的消毒液补充信号，获取灌装机在当前消毒液补充信号时刻对应的当前浓度值、在上一次消毒液补充信号时刻对应的上一浓度值，以及上一次消毒液补充量。详细内容参见上述方法实施例中步骤s102的相关描述，在此不再进行赘述。
[0089]
第一处理模块103，用于基于目标浓度值、当前浓度值及目标容量，计算消毒液的当前待补充量。详细内容参见上述方法实施例中步骤s103的相关描述，在此不再进行赘述。
[0090]
第二处理模块104，用于基于目标浓度值、上一浓度值及上一次消毒液补充量对当前待补充量进行修正，确定目标补充量。详细内容参见上述方法实施例中步骤s104的相关描述，在此不再进行赘述。
[0091]
第三处理模块105，用于基于目标补充量控制灌装机的蠕动泵动作进行消毒液补充。详细内容参见上述方法实施例中步骤s105的相关描述，在此不再进行赘述。
[0092]
本发明实施例提供的灌装机消毒液补充控制装置，用于执行上述实施例提供的灌装机消毒液补充控制方法，其实现方式与原理相同，详细内容参见上述方法实施例的相关描述，不再赘述。
[0093]
通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的灌装机消毒液补充控制装置，通过在灌装机的消毒液补充端设置定频蠕动泵，利用蠕动泵将外部消毒液补充至灌装机的内部，并且为了避免定频蠕动泵对消毒液进行补充的误差，通过实时修正补充量的方式，保障了消毒液补充精确性，同时也避免了资源的浪费。可应用于对消毒液浓度有严格要求的产品。
[0094]
本发明实施例还提供了一种灌装机，如图1所示的灌装机本体1、控制器2及设置于灌装机本体1的消毒液补充端的蠕动泵3，其中，如图4所示，该控制器2包括：处理器901和存储器902，其中，处理器901和存储器902可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
[0095]
处理器901可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
[0096]
存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如上述方法实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
[0097]
存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0098]
一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法实施例中的方法。
[0099]
上述控制器具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
[0100]
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read－only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid－state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0101]
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。