一種智能定量包裝秤

       近年來(lái)，隨著包裝行業(yè)的快速發(fā)展，定量包裝秤在糧油、飼料等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。由于現(xiàn)場(chǎng)每一批物料特性（溫度、濕度、粒度及流動(dòng)性等）都有一些變化，影響包裝的因素較多，以至于定量包裝秤的包裝速度只能按最不利的環(huán)境條件下、較慢的速度進(jìn)行包裝。如果根據(jù)當(dāng)前物料特性設(shè)定儀表參數(shù)達(dá)到最佳打包速度，只能對(duì)當(dāng)前物料特性適用，過(guò)一段時(shí)間，物料特性及環(huán)境發(fā)生變化，實(shí)際包裝重量就會(huì)超差或包裝速度變慢，影響生產(chǎn)。解決的一種方法就是操作人員不斷地根據(jù)物料特性的變化調(diào)整儀表參數(shù)才能保持較高的包裝速度。由于現(xiàn)場(chǎng)打包人員多為派遣工或臨時(shí)工，流動(dòng)性較大，不適合不斷地操作控制儀表調(diào)整參數(shù)。下面就在保證包裝精度的前提下提高包裝速度的問(wèn)題提出一種解決方案，即一種智能定量包裝秤，通過(guò)定量包裝秤自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的方式自動(dòng)修正物料特性及環(huán)境變化帶來(lái)的影響，達(dá)到最佳工作狀態(tài)。
 

二、智能定量包裝秤方案

       目前定量包裝秤機(jī)械部分一般采用雙斗交替稱重的方式滿足包裝速度快的要求，只要是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，機(jī)械部分對(duì)包裝速度的影響不是很大?？刂苾x表對(duì)包裝速度的影響還是比較大的，不是儀表自身的控制問(wèn)題，而是外部環(huán)境和物料特性變化儀表不能進(jìn)行智能判斷造成的。下面就簡(jiǎn)單談一下個(gè)人對(duì)智能定量包裝秤控制儀表控制方式的理解。

       該智能定量包裝秤控制儀表引入了自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的功能，以適應(yīng)物料特性和環(huán)境的變化。智能定量包裝秤控制儀表（以下簡(jiǎn)稱“儀表”）設(shè)置安全模式和智能加速模式兩種模式，可由兩個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能或由一個(gè)按鍵交替實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。在安全模式下，儀表根據(jù)最不利的情況下設(shè)定的快進(jìn)料提前量、慢進(jìn)料提前量進(jìn)行定量控制?？爝M(jìn)料提前量、慢進(jìn)料提前量設(shè)置的值較大，包裝速度較慢，以保證在最不利的情況下定量包裝秤也能保證包裝精度。這種保守的方式雖然保證了包裝精度，但忽視了包裝速度，也就是包裝效率低，在注重生產(chǎn)效率的企業(yè)中這問(wèn)題亟待解決。智能加速模式主要是儀表可根據(jù)智能控制算法自動(dòng)調(diào)整快進(jìn)料、慢進(jìn)料的設(shè)定值來(lái)達(dá)到準(zhǔn)確定量、快速包裝的目的。在智能加速模式下，每個(gè)稱重斗的首次包裝 （按雙斗定量包裝秤舉個(gè)例子） 儀表按安全模式下的參數(shù)工作，儀表記錄每一包的快進(jìn)料提前量、快進(jìn)料結(jié)束時(shí)儀表示值（快進(jìn)料料門完全關(guān)閉，物料沖擊過(guò)后的儀表示值，下同）、慢進(jìn)料提前量、稱量最終示值和相應(yīng)狀態(tài)下的時(shí)間（含開始給料的時(shí)間）等參數(shù)。儀表根據(jù)智能控制算法和以上記錄的參數(shù)自動(dòng)計(jì)算出對(duì)當(dāng)前物料進(jìn)行優(yōu)化（相對(duì)上次）的快進(jìn)料提前量、慢進(jìn)料提前量（留有一定的安全系數(shù)，安全系數(shù)可在儀表內(nèi)設(shè)置），下一包將按儀表優(yōu)化后的參數(shù)進(jìn)行定量控制，并記錄該包的快進(jìn)料提前量、快進(jìn)料結(jié)束時(shí)儀表示值、慢進(jìn)料提前量、稱量最終示值和相應(yīng)狀態(tài)下的時(shí)間（含開始給料的時(shí)間）等參數(shù)，儀表根據(jù)智能控制算法和記錄的參數(shù)自動(dòng)計(jì)算出下一包的快進(jìn)料提前量、慢進(jìn)料提前量等參數(shù)。以此類推，通過(guò)自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的方式儀表很快就能計(jì)算出適合當(dāng)前物料的最佳參數(shù)，在保證包裝精度的前提下達(dá)到最佳包裝速度。如遇到超差較大的情況，儀表立刻轉(zhuǎn)入重新進(jìn)入智能加速模式的狀態(tài)，即每個(gè)稱重斗的首次包裝按安全模式下的參數(shù)包裝，然后計(jì)算相應(yīng)的優(yōu)化參數(shù)，以后將進(jìn)入正常智能加速模式工作，即按儀表智能計(jì)算的參數(shù)進(jìn)行不斷地動(dòng)態(tài)修正來(lái)保證包裝精度和達(dá)到最佳包裝速度。為適應(yīng)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和物料特性的變化，在智能加速模式下也需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況輸入一些參數(shù)，如目標(biāo)設(shè)定值、快進(jìn)料提前量、慢進(jìn)料提前量、快進(jìn)料提前量的安全系數(shù)、慢進(jìn)料提前量的安全系數(shù)、慢進(jìn)料的最小時(shí)間等。

       在智能控制算法中可通過(guò)儀表記錄的相應(yīng)狀態(tài)下的時(shí)間 （含開始給料的時(shí)間） 即可計(jì)算出快進(jìn)料、慢進(jìn)料的流量大小，與正常值比較即可判斷是否存在堵料、缺料等異常狀況，并輸出報(bào)警提示。通過(guò)儀表記錄的快進(jìn)料結(jié)束時(shí)儀表示值、慢進(jìn)料時(shí)間來(lái)判斷包裝速度的優(yōu)化程度，進(jìn)一步調(diào)整快進(jìn)料提前量的值，優(yōu)化包裝速度。在沒有堵料或缺料的情況下，如果快進(jìn)料結(jié)束時(shí)儀表示值在正常范圍內(nèi)，慢進(jìn)料時(shí)間超過(guò)最小慢給料時(shí)間范圍，儀表即可根據(jù)智能控制算法自動(dòng)優(yōu)化快進(jìn)料提前量；在沒有堵料或缺料的情況下，通過(guò)儀表記錄的稱量最終值來(lái)調(diào)整慢進(jìn)料提前量數(shù)值的方法來(lái)保證包裝精度。當(dāng)然，以上智能控制算法僅供參考，具體實(shí)現(xiàn)還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題由相關(guān)儀表開發(fā)人員進(jìn)一步設(shè)計(jì)。

       如更換包裝物料的種類或規(guī)格后需更改配方并重新進(jìn)入智能加速模式由儀表自動(dòng)計(jì)算參數(shù)，也可在對(duì)應(yīng)配方的安全模式下進(jìn)行人工確定參數(shù)進(jìn)行包裝。一般優(yōu)先選智能加速模式，人工確定參數(shù)只是一個(gè)可選項(xiàng)。

       如遇到物料特性變化非常大或其它因素影響非常大的現(xiàn)場(chǎng)，可通過(guò)按鍵選擇在安全模式下工作，禁止采用智能加速模式。

三、智能定量包裝秤其他功能

       智能定量包裝秤不僅在保證包裝精度前提下能達(dá)到最佳包裝速度，而且可通過(guò)增加其它功能解決一些在實(shí)際包裝過(guò)程中遇到的問(wèn)題。如在包裝過(guò)程中，由于一些現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的原因（如更換平板車、下級(jí)輸送機(jī)卡包及故障檢修等）需要停止打包較長(zhǎng)的時(shí)間。由于靜止較長(zhǎng)時(shí)間后，料倉(cāng)內(nèi)物料的特性會(huì)有所改變，如按以前的參數(shù)打包很容易出現(xiàn)超差現(xiàn)象。采用智能定量包裝秤后，雖然儀表工作在智能加速模式下，如停止工作超過(guò)設(shè)定的暫停時(shí)間 （可在儀表參數(shù)中設(shè)置） 后，儀表自動(dòng)重新進(jìn)入智能加速模式，解決長(zhǎng)時(shí)間停止工作料倉(cāng)內(nèi)物料特性的變化帶來(lái)的影響。
 

四、結(jié)束語(yǔ)

      提高智能化程度，降低對(duì)操作者的要求，提高效率是包裝行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。智能定量包裝秤引入了自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的功能，在保證包裝精度的前提下可達(dá)到最佳包裝速度，具有較好的發(fā)展前景。