一種自適應(yīng)修正稱重系統(tǒng)誤差的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化工、醫(yī)藥、燃料灌裝行業(yè)全自動化工灌裝設(shè)備尾料自動補償?shù)姆椒?，尤其涉一種自適應(yīng)修正稱重系統(tǒng)誤差的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前稱重裝置已不再是簡單的計量裝置，而是逐漸演變?yōu)楣I(yè)控制系統(tǒng)的一個組成部分。對于生產(chǎn)企業(yè)來說，應(yīng)努力做到將商品的凈重控制在國家允許誤差范圍內(nèi)，若定重值設(shè)在偏差之上，則會增加生產(chǎn)成本，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益;若定重值設(shè)在偏差之下，則由于生產(chǎn)過程中諸多因素的影響，會使產(chǎn)品超出最大允許誤差量的幾率增大，影響企業(yè)的社會效益。因此，研究定重式包裝技術(shù)，提高產(chǎn)品的凈重計量精度，在符合法律法規(guī)要求、不影響生產(chǎn)企業(yè)社會效益的前提下，盡可能的追求經(jīng)濟效益的最大化，是生產(chǎn)企業(yè)迫切需要解決的關(guān)鍵問題，這也是本發(fā)明研究的目的。
[0003]定重包裝技術(shù)包括兩個含義:稱重和定量。定重包裝的稱重過程是一個動態(tài)的、大慣性滯后、非線性時變運動過程，要求在重量的變化過程中實時的采集到當前數(shù)據(jù)，其稱重精度要比靜態(tài)稱重時低，控制起來也更為困難。目前工業(yè)應(yīng)用中，普遍采用稱重傳感器或者集成的稱重模塊來實時測重，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信號交由后級控制器處理。這就要求輸出數(shù)據(jù)快速穩(wěn)定地變化，這樣才能準確地反映出當前重量的變化情況，影響系統(tǒng)基礎(chǔ)稱重精度的因素就主要集中在這個環(huán)節(jié)。定量控制方面，不僅取決于所用核心控制器的性能，也與工藝流程的設(shè)計有關(guān)。由監(jiān)控器件檢測重量變化，將信號反饋給控制器，控制器進行相應(yīng)的處理，監(jiān)控器件與控制器之間應(yīng)及時合理地銜接響應(yīng)。此部分主要由人為因素決定，影響著系統(tǒng)的最終稱重精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]自適應(yīng)修正稱重系統(tǒng)誤差也就是用全自動化的方法對定重包裝設(shè)備進行尾料補償。本發(fā)明提供一種自適應(yīng)修正稱重系統(tǒng)誤差的方法，以解決以往稱重系統(tǒng)尾料處理出現(xiàn)上、下混合偏差時手動處理，出現(xiàn)偏差時自動處理的弊端。本發(fā)明采用全自動化的方式對稱重系統(tǒng)尾料進行處理，包括上、下偏差和混合偏差兩種情況。提高自動化軟件硬件結(jié)合控制的靈活性，在國內(nèi)化工行業(yè)更是技術(shù)領(lǐng)先。下面對本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容做具體說明。
[0005]—種自適應(yīng)修正稱重系統(tǒng)誤差的方法，其特征在于包括以下步驟:
第一步，PLC控制器實時檢測秤臺自帶的稱重傳感器的信號，當?shù)谝粋€物料容器灌裝重量達到預(yù)選量時，則需要調(diào)節(jié)控量閥的張開角度使之變?yōu)樾〗嵌刃×抗嘌b；當灌裝重量達到定重值時，則需要關(guān)閉控量閥和底閥，此時空物料容器已經(jīng)灌裝完成；
第二步，PLC控制器將第一個物料容器灌裝完成的重量和定重值進行比較，結(jié)果記作Μ;第三步，灌裝第二個物料容器時，如果前一個的M值大于等于O，則當灌裝重量達到定重值減去M值的差時，需要關(guān)閉控量閥和底閥；如果前一個的M值小于0，則當灌裝重量達到定重值加上M值的和時，需要關(guān)閉控量閥和底閥，最終完成灌裝； 第四步，重復(fù)上述第一至三步驟，PLC控制器根據(jù)N次的灌裝數(shù)據(jù)進行分析得出最終需要預(yù)設(shè)的尾料值，其中灌裝次數(shù)N人為確定；
第五步，按照上述第一至四步驟進行操作，灌裝N個物料容器后更新一次尾料值。
[0006]進一步地，灌裝十次物料容器更新一次尾料值。
[0007]進一步地，PLC控制器將第一步中灌裝完成的最終重量傳送到人機界面進行記錄存儲。
[0008]進一步地，所述第四步中，對灌裝數(shù)據(jù)的分析方法如下:
A.當數(shù)據(jù)曲線顯示的是上偏差時，將這N次的灌裝結(jié)果取平均值，用平均值減去定重值即為平均上偏差值，然后在PC機上重新設(shè)置灌裝的尾料值，新的尾料值需要在定重值的基礎(chǔ)上減去平均上偏差值；
B.當數(shù)據(jù)曲線顯示的是下偏差時，將這N次的灌裝結(jié)果取平均值，用平均值加上定重值即為平均下偏差值，然后在PC機上重新設(shè)置灌裝的尾料值，新的尾料值需要在定重值的基礎(chǔ)上加上平均下偏差值；
C.當數(shù)據(jù)曲線顯示的是上、下偏差相結(jié)合的形式時，將這N次的灌裝結(jié)果去掉一個最大值，去掉一個最小值然后在取平均值，用平均值與定重值進行比較，結(jié)果記作K，若K大于O則在PC機上重新設(shè)置灌裝的尾料值，新的尾料值需要在定重值的基礎(chǔ)上減去K值;若K小于O則在PC機上重新設(shè)置灌裝的尾料值，新的尾料值需要在定重值的基礎(chǔ)上加上K值。
[0009]進一步地，所述第四步中，尾料值在人機界面上預(yù)設(shè)。
[0010]進一步地，灌裝前，所述PLC控制器實時的采集磁感應(yīng)開關(guān)和光電開關(guān)的信號，當檢測到光電開關(guān)信號后，允許灌裝的信號傳送到灌裝設(shè)備，料槍開始下降準備灌裝。
[0011]進一步地，當PLC控制器檢測到料槍升降的磁感應(yīng)開關(guān)信號后，PLC控制器發(fā)出開始灌裝操作命令，此時底閥打開，延時2秒后控量閥和總控閥同時打開，開始灌裝操作。
[0012]本發(fā)明根據(jù)定重包裝的自動化生產(chǎn)要求，分析了生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的影響系統(tǒng)稱重精度的諸多因素，從硬件和軟件兩方面對系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計，提高了系統(tǒng)的稱重精度和控制精度，實現(xiàn)高精度高可靠性的稱重平臺。本發(fā)明具體有益效果如下:
(I)系統(tǒng)采用PLC作為控制核心，運行更為安全可靠，尤其適用于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境;控制功能更為豐富，也易于與其它設(shè)備聯(lián)網(wǎng)組態(tài)，符合工業(yè)應(yīng)用中自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向；
(2)系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的方法控制傳送管道的給料速度，既能根據(jù)物料特性的不同設(shè)置不同的進料速度，又能夠根據(jù)當前的進料狀態(tài)做到自適應(yīng);既避免了給料速度過快引起的料槍管道積料、末端沖量過大導(dǎo)致的傳感器震蕩等問題，又解決了稱重速度和稱重精度之間的矛盾；
(3)系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)進料口控量閥的張開角度的大小來控制物料的流速，既可根據(jù)當前稱重情況調(diào)節(jié)進料速度，又可以通過總控閥做到定點定量控制;這樣，不僅避免了稱重后期的過快干擾，使傳感器工作在近似靜態(tài)狀態(tài)，又減少了關(guān)斷延遲時的滯后余量，提高了系統(tǒng)的整體稱重精度；
(4)系統(tǒng)軟件編程方面采用了多種控制算法相結(jié)合的控制策略，除傳統(tǒng)的PID控制算法夕卜，還根據(jù)本系統(tǒng)的運行特性，采用了帶自修正因子的模糊控制算法;兩種控制方式相結(jié)合，既提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能，又減少了系統(tǒng)接近穩(wěn)態(tài)時的靜態(tài)誤差，還增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
(5)系統(tǒng)采用觸摸屏(HMI)作為人機界面，用于遠程監(jiān)控，并設(shè)計了良好的操作界面以供用戶使用；同時，系統(tǒng)還具備現(xiàn)場控制柜操作模式，以進行現(xiàn)場調(diào)試運行;這樣，系統(tǒng)的操作方式更為靈活方便，具有更好的擴展性能以及應(yīng)用范圍；
(6)系統(tǒng)設(shè)計了豐富的控制功能，以提高系統(tǒng)的操作性能和應(yīng)用價值;如系統(tǒng)運行初期可以手動或自動控制尾料值的輸入;稱重傳感器性能測試功能;灌裝物料的重量值上傳；程序模塊化的設(shè)計方式;各種故障報警提示等。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明原理框圖。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)修正稱重系統(tǒng)誤差的方法，為使本發(fā)