利用軟件方法提高定量包裝秤工作速度
評價一臺定量包裝秤的主要技術指標是定量準確度與定量速度,即包裝秤的工作效率。然而定量速度與定量準確度是相矛盾的。要想達到較高的準確度與較高效率是很困難的,有時更需要以增加成本為代價。本文通過引入禁止比較判別,分組檢測的概念,提出一種在保證準確度的前提下,提高包裝秤工作速度的軟件控制方法。
一、禁止比較判別法
目前定量包裝秤多為兩級給料或三級給料方式,其重量可用以下公式表示:
二級W=
三級W=
式中W:實際重量,q:流量,r:物料的比度,t:時間,t0、t1、t2分別為各級給料起、止時間。
實際工作中,前級、末級料流流量比是5~10倍。前級給料主要是用較短的時間加入盡可能多的物料,以縮短稱重周期,提高效率。而末級給料則用較長時間加入額定量的5%~10%,以保證稱量準確度。從提高速度的角度看,前級料流流量應盡可能大,而且設定值越接近額定值越好;從提高準確度看,末級料流流量應越小越好。然而實際工作過程中,在前級給料結束時,由于物料的沖擊,在秤的測量值上造成振蕩紋波,實際重量的動態曲線(二級給料)如圖1所示。
若提高速度,前級給料設定值應接近末級給料定值,但沖擊的波峰可能超過末級給料的設定值,從而造成末級關門。而實際重量并沒有超過末級給料設定值,造成誤差增大。若要減小誤差,傳統的方法是減小前級的給料流量,或增加一級給料,以降低沖擊力,使沖擊的波峰不能超過末級給料值。這樣做不是增加了前級給料時間,就是增加了末級給料時間,降低了包裝秤的工作效率。為此,通過多次實踐,找到了用軟件手段解決此問題的方法,即禁止比較判別法。
禁止比較判別法在前級給料結束后,不是馬上判別重量是否達到末級給料關門值,而是延時一段時間后,才開始判別,從而使末級判別避開前級給料的沖擊在秤上造成的波峰,避免了沖擊造成的誤差,如圖2所示。
采用這樣的控制方法,能夠使前級給料值更接近末級給料值,也就是增大了前級給料量,相對減小了末級給料量。如果在料流量不變,準確度要求相等條件下,可顯著減少末級給料時間,從而縮短整個工作周期,提高工作效率。可以證明,前級、末級料流流量比越大,效果越顯著。
二、分組檢測法
為保證電子定量包裝秤的準確度及其穩定性,現在的稱重控制器引入了許多自動控制理論,設置很多自動功能,如零點跟蹤功能、零點異常報警功能、自動落差修正功能、超差報警功能等。
但是,所有這些功能,都是以重量為依據的。其中最主要的就是卸料完畢后的空秤值和加料完畢后的滿秤值。在動態條件下,準確測量兩點的值是比較困難的。傳統的作法是每次加料前檢測零點值,加料結束后檢測滿秤值,然后依此作為自動控制的依據。然而定量包裝秤是一個動態工作過程,重量數據由動態轉變到靜態(相對而言)需要一個穩定時間,如果每次都檢測靜態重量,則勢必延長工作周期,降低工作效率。這又是一個保證準確度與提高速度的矛盾。