一、概述

近年来，随着包装行业的快速发展，定量包装秤仪表在粮油、饲料等行业中广泛应用。由于现场每一批物料特性 （温度、湿度、粒度及流动性等）都有一些变化，影响包装的因素较多，以至于定量包装秤仪表的包装速度只能按最不利的环境条件下、较慢的速度进行包装。如果根据当前物料特性设定仪表参数达到最佳打包速度，只能对当前物料特性适用，过一段时间，物料特性及环境发生变化，实际包装重量就会超差或包装速度变慢，影响生产。解决的一种方法就是操作人员不断地根据物料特性的变化调整仪表参数才能保持较高的包装速度。由于现场打包人员多为派遣工或临时工，流动性较大，不适合不断地操作控制仪表调整参数。下面就在保证包装精度的前提下提高包装速度的问题提出一种解决方案，即一种智能定量包装秤仪表，通过定量包装秤仪表自学习、自适应的方式自动修正物料特性及环境变化带来的影响，达到最佳工作状态。

二、智能定量包装秤仪表方案

目前定量包装秤仪表机械部分一般采用双斗交替称重的方式满足包装速度快的要求，只要是设计结构合理，机械部分对包装速度的影响不是很大。控制仪表对包装速度的影响还是比较大的，不是仪表自身的控制问题，而是外部环境和物料特性变化仪表不能进行智能判断造成的。下面就简单谈一下个人对智能定量包装秤仪表控制仪表控制方式的理解。

该智能定量包装秤仪表控制仪表引入了自学习、自适应的功能，以适应物料特性和环境的变化。智能定量包装秤仪表控制仪表 （以下简称“仪表”） 设置安全模式和智能加速模式两种模式，可由两个按键实现对应的功能或由一个按键交替实现相应功能。在安全模式下，仪表根据最不利的情况下设定的快进料提前量、慢进料提前量进行定量控制。快进料提前量、慢进料提前量设置的值较大，包装速度较慢，以保证在最不利的情况下定量包装秤仪表也能保证包装精度。这种保守的方式虽然保证了包装精度，但忽视了包装速度，也就是包装效率低，在注重生产效率的企业中这问题亟待解决。智能加速模式主要是仪表可根据智能控制算法自动调整快进料、慢进料的设定值来达到准确定量、快速包装的目的。在智能加速模式下，每个称重斗的首次包装 （按双斗定量包装秤仪表举个例子） 仪表按安全模式下的参数工作，仪表记录每一包的快进料提前量、快进料结束时仪表示值（快进料料门完全关闭，物料冲击过后的仪表示值，下同）、慢进料提前量、称量最终示值和相应状态下的时间 （含开始给料的时间） 等参数。仪表根据智能控制算法和以上记录的参数自动计算出对当前物料进行优化 （相对上次） 的快进料提前量、慢进料提前量 （留有一定的安全系数，安全系数可在仪表内设置），下一包将按仪表优化后的参数进行定量控制，并记录该包的快进料提前量、快进料结束时仪表示值、慢进料提前量、称量最终示值和相应状态下的时间 （含开始给料的时间） 等参数，仪表根据智能控制算法和记录的参数自动计算出下一包的快进料提前量、慢进料提前量等参数。以此类推，通过自学习、自适应的方式仪表很快就能计算出适合当前物料的最佳参数，在保证包装精度的前提下达到最佳包装速度。如遇到超差较大的情况，仪表立刻转入重新进入智能加速模式的状态，即每个称重斗的首次包装按安全模式下的参数包装，然后计算相应的优化参数，以后将进入正常智能加速模式工作，即按仪表智能计算的参数进行不断地动态修正来保证包装精度和达到最佳包装速度。为适应不同的现场环境和物料特性的变化，在智能加速模式下也需根据现场情况输入一些参数，如目标设定值、快进料提前量、慢进料提前量、快进料提前量的安全系数、慢进料提前量的安全系数、慢进料的最小时间等。在智能控制算法中可通过仪表记录的相应状态下的时间 （含开始给料的时间） 即可计算出快进料、慢进料的流量大小，与正常值比较即可判断是否存在堵料、缺料等异常状况，并输出报警提示。通过仪表记录的快进料结束时仪表示值、调整快进料提前量的值，优化包装速度。在没有堵料或缺料的情况下，如果快进料结束时仪表示值在正常范围内，慢进料时间超过最小慢给料时间范围，仪表即可根据智能控制算法自动优化快进料提前量；在没有堵料或缺料的情况下，通过仪表记录的称量最终值来调整慢进料提前量数值的方法来保证包装精度。当然，以上智能控制算法仅供参考，具体实现还需要根据现场出现的问题由相关仪表开发人员进一步设计。如更换包装物料的种类或规格后需更改配方并重新进入智能加速模式由仪表自动计算参数，也可在对应配方的安全模式下进行人工确定参数进行包装。一般优先选智能加速模式，人工确定参数只是一个可选项。如遇到物料特性变化非常大或其它因素影响非常大的现场，可通过按键选择在安全模式下工作，禁止采用智能加速模式。

三、智能定量包装秤仪表其他功能

智能定量包装秤仪表不仅在保证包装精度前提下能达到最佳包装速度，而且可通过增加其它功能解决一些在实际包装过程中遇到的问题。如在包装过程中，由于一些现场生产的原因 （如更换平板车、下级输送机卡包及故障检修等） 需要停止打包较长的时间。由于静止较长时间后，料仓内物料的特性会有所改变，如按以前的参数打包很容易出现超差现象。采用智能定量包装秤仪表后，虽然仪表工作在智能加速模式下，如停止工作超过设定的暂停时间 （可在仪表参数中设置） 后，仪表自动重新进入智能加速模式，解决长时间停止工作料仓内物料特性的变化带来的影响。

四、结束语

提高智能化程度，降低对操作者的要求，提高效率是包装行业发展的趋势。智能定量包装秤仪表引入了自学习、自适应的功能，在保证包装精度的前提下可达到最佳包装速度，具有较好的发展前景。

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