一種智能定量包裝秤

       近年來，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)中廣泛應用。由于現(xiàn)場每一批物料特性（溫度、濕度、粒度及流動性等）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、較慢的速度進行包裝。如果根據(jù)當前物料特性設定儀表參數(shù)達到最佳打包速度，只能對當前物料特性適用，過一段時間，物料特性及環(huán)境發(fā)生變化，實際包裝重量就會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)場打包人員多為派遣工或臨時工，流動性較大，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題提出一種解決方案，即一種智能定量包裝秤，通過定量包裝秤自學習、自適應的方式自動修正物料特性及環(huán)境變化帶來的影響，達到最佳工作狀態(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，只要是設計結(jié)構(gòu)合理，機械部分對包裝速度的影響不是很大?？刂苾x表對包裝速度的影響還是比較大的，不是儀表自身的控制問題，而是外部環(huán)境和物料特性變化儀表不能進行智能判斷造成的。下面就簡單談一下個人對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習、自適應的功能，以適應物料特性和環(huán)境的變化。智能定量包裝秤控制儀表（以下簡稱“儀表”）設置安全模式和智能加速模式兩種模式，可由兩個按鍵實現(xiàn)對應的功能或由一個按鍵交替實現(xiàn)相應功能。在安全模式下，儀表根據(jù)最不利的情況下設定的快進料提前量、慢進料提前量進行定量控制。快進料提前量、慢進料提前量設置的值較大，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)智能控制算法自動調(diào)整快進料、慢進料的設定值來達到準確定量、快速包裝的目的。在智能加速模式下，每個稱重斗的首次包裝 （按雙斗定量包裝秤舉個例子） 儀表按安全模式下的參數(shù)工作，儀表記錄每一包的快進料提前量、快進料結(jié)束時儀表示值（快進料料門完全關閉，物料沖擊過后的儀表示值，下同）、慢進料提前量、稱量最終示值和相應狀態(tài)下的時間（含開始給料的時間）等參數(shù)。儀表根據(jù)智能控制算法和以上記錄的參數(shù)自動計算出對當前物料進行優(yōu)化（相對上次）的快進料提前量、慢進料提前量（留有一定的安全系數(shù)，安全系數(shù)可在儀表內(nèi)設置），下一包將按儀表優(yōu)化后的參數(shù)進行定量控制，并記錄該包的快進料提前量、快進料結(jié)束時儀表示值、慢進料提前量、稱量最終示值和相應狀態(tài)下的時間（含開始給料的時間）等參數(shù)，儀表根據(jù)智能控制算法和記錄的參數(shù)自動計算出下一包的快進料提前量、慢進料提前量等參數(shù)。以此類推，通過自學習、自適應的方式儀表很快就能計算出適合當前物料的最佳參數(shù)，在保證包裝精度的前提下達到最佳包裝速度。如遇到超差較大的情況，儀表立刻轉(zhuǎn)入重新進入智能加速模式的狀態(tài)，即每個稱重斗的首次包裝按安全模式下的參數(shù)包裝，然后計算相應的優(yōu)化參數(shù)，以后將進入正常智能加速模式工作，即按儀表智能計算的參數(shù)進行不斷地動態(tài)修正來保證包裝精度和達到最佳包裝速度。為適應不同的現(xiàn)場環(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)場情況輸入一些參數(shù)，如目標設定值、快進料提前量、慢進料提前量、快進料提前量的安全系數(shù)、慢進料提前量的安全系數(shù)、慢進料的最小時間等。

       在智能控制算法中可通過儀表記錄的相應狀態(tài)下的時間 （含開始給料的時間） 即可計算出快進料、慢進料的流量大小，與正常值比較即可判斷是否存在堵料、缺料等異常狀況，并輸出報警提示。通過儀表記錄的快進料結(jié)束時儀表示值、慢進料時間來判斷包裝速度的優(yōu)化程度，進一步調(diào)整快進料提前量的值，優(yōu)化包裝速度。在沒有堵料或缺料的情況下，如果快進料結(jié)束時儀表示值在正常范圍內(nèi)，慢進料時間超過最小慢給料時間范圍，儀表即可根據(jù)智能控制算法自動優(yōu)化快進料提前量；在沒有堵料或缺料的情況下，通過儀表記錄的稱量最終值來調(diào)整慢進料提前量數(shù)值的方法來保證包裝精度。當然，以上智能控制算法僅供參考，具體實現(xiàn)還需要根據(jù)現(xiàn)場出現(xiàn)的問題由相關儀表開發(fā)人員進一步設計。

       如更換包裝物料的種類或規(guī)格后需更改配方并重新進入智能加速模式由儀表自動計算參數(shù)，也可在對應配方的安全模式下進行人工確定參數(shù)進行包裝。一般優(yōu)先選智能加速模式，人工確定參數(shù)只是一個可選項。

       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，可通過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到最佳包裝速度，而且可通過增加其它功能解決一些在實際包裝過程中遇到的問題。如在包裝過程中，由于一些現(xiàn)場生產(chǎn)的原因（如更換平板車、下級輸送機卡包及故障檢修等）需要停止打包較長的時間。由于靜止較長時間后，料倉內(nèi)物料的特性會有所改變，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，如停止工作超過設定的暫停時間 （可在儀表參數(shù)中設置） 后，儀表自動重新進入智能加速模式，解決長時間停止工作料倉內(nèi)物料特性的變化帶來的影響。
 

四、結(jié)束語

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