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評(píng)價(jià)一臺(tái)定量包裝秤的主要技術(shù)指標(biāo)是定量準(zhǔn)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(zhǔn)確度是相矛盾的。要想達(dá)到較高的準(zhǔn)確度與較高效率是很困難的，有時(shí)更需要以增加成本為代價(jià)。本文通過(guò)引入禁止比較判別，分組檢測(cè)的概念，提出一種在保證準(zhǔn)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(jí)給料或三級(jí)給料方式，其重量可用以下公式表示：

式中W：實(shí)際重量，q：流量，r：物料的比度，t：時(shí)間，t0、t1、t2分別為各級(jí)給料起、止時(shí)間。
實(shí)際工作中，前級(jí)、末級(jí)料流流量比是5～10倍。前級(jí)給料主要是用較短的時(shí)間加入盡可能多的物料，以縮短稱重周期，提高效率。而末級(jí)給料則用較長(zhǎng)時(shí)間加入額定量的5％～10％，以保證稱量準(zhǔn)確度。從提高速度的角度看，前級(jí)料流流量應(yīng)盡可能大，而且設(shè)定值越接近額定值越好；從提高準(zhǔn)確度看，末級(jí)料流流量應(yīng)越小越好。然而實(shí)際工作過(guò)程中，在前級(jí)給料結(jié)束時(shí)，由于物料的沖擊，在秤的測(cè)量值上造成振蕩紋波，實(shí)際重量的動(dòng)態(tài)曲線(二級(jí)給料)如圖1所示。

若提高速度，前級(jí)給料設(shè)定值應(yīng)接近末級(jí)給料定值，但沖擊的波峰可能超過(guò)末級(jí)給料的設(shè)定值，從而造成末級(jí)關(guān)門。而實(shí)際重量并沒(méi)有超過(guò)末級(jí)給料設(shè)定值，造成誤差增大。若要減小誤差，傳統(tǒng)的方法是減小前級(jí)的給料流量，或增加一級(jí)給料，以降低沖擊力，使沖擊的波峰不能超過(guò)末級(jí)給料值。這樣做不是增加了前級(jí)給料時(shí)間，就是增加了末級(jí)給料時(shí)間，降低了包裝秤的工作效率。為此，通過(guò)多次實(shí)踐，找到了用軟件手段解決此問(wèn)題的方法，即禁止比較判別法。
禁止比較判別法在前級(jí)給料結(jié)束后，不是馬上判別重量是否達(dá)到末級(jí)給料關(guān)門值，而是延時(shí)一段時(shí)間后，才開(kāi)始判別，從而使末級(jí)判別避開(kāi)前級(jí)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(jí)給料值更接近末級(jí)給料值，也就是增大了前級(jí)給料量，相對(duì)減小了末級(jí)給料量。如果在料流量不變，準(zhǔn)確度要求相等條件下，可顯著減少末級(jí)給料時(shí)間，從而縮短整個(gè)工作周期，提高工作效率?？梢宰C明，前級(jí)、末級(jí)料流流量比越大，效果越顯著。
二、分組檢測(cè)法
為保證電子定量包裝秤的準(zhǔn)確度及其穩(wěn)定性，現(xiàn)在的稱重控制器引入了許多自動(dòng)控制理論，設(shè)置很多自動(dòng)功能，如零點(diǎn)跟蹤功能、零點(diǎn)異常報(bào)警功能、自動(dòng)落差修正功能、超差報(bào)警功能等。
但是，所有這些功能，都是以重量為依據(jù)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(dòng)態(tài)條件下，準(zhǔn)確測(cè)量?jī)牲c(diǎn)的值是比較困難的。傳統(tǒng)的作法是每次加料前檢測(cè)零點(diǎn)值，加料結(jié)束后檢測(cè)滿秤值，然后依此作為自動(dòng)控制的依據(jù)。然而定量包裝秤是一個(gè)動(dòng)態(tài)工作過(guò)程，重量數(shù)據(jù)由動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變到靜態(tài)(相對(duì)而言)需要一個(gè)穩(wěn)定時(shí)間，如果每次都檢測(cè)靜態(tài)重量，則勢(shì)必延長(zhǎng)工作周期，降低工作效率。這又是一個(gè)保證準(zhǔn)確度與提高速度的矛盾。
分組檢測(cè)就是應(yīng)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)原理及誤差分析理論，對(duì)稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行抽檢。從而解決保證準(zhǔn)確度與提高速度的矛盾。
定量包裝的誤差由系統(tǒng)誤差及隨機(jī)誤差兩部分組成。總誤差為兩部分各自絕對(duì)值之和。系統(tǒng)誤差的方向常表現(xiàn)為固定的，而隨機(jī)誤差分布具有單峰、對(duì)稱、有界、抵償性質(zhì)。根據(jù)這一特性，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，我們把整個(gè)包裝秤的工作過(guò)程分為檢測(cè)組和非檢測(cè)組。檢測(cè)組即抽樣組，非檢測(cè)組即為抽樣組間隔。檢測(cè)組和非檢測(cè)組是相鄰的。在檢測(cè)組中記錄秤體穩(wěn)定時(shí)的滿秤值和空秤值。然后把這一組數(shù)據(jù)的代數(shù)平均值，作為自動(dòng)控制依據(jù)，控制下一相鄰非檢測(cè)組及下一檢測(cè)組的控制過(guò)程。適當(dāng)選取檢測(cè)組及非檢測(cè)組的個(gè)數(shù)，就可以控制抽樣的樣本數(shù)及采樣間隔。
采用這樣的方法，可以減小隨機(jī)測(cè)量誤差的影響，而在非檢測(cè)組中由于不需記錄稱重?cái)?shù)據(jù)，所以不必等待秤體穩(wěn)定，從而節(jié)省時(shí)間，提高效率。
將這兩種方法應(yīng)用于深圳杰曼科技有限公司生產(chǎn)的GM8804C型稱重控制器，并將之應(yīng)用于DL—101型小量程定量包裝機(jī)上，作比較試驗(yàn)。以500g大米的定量為例，準(zhǔn)確度等級(jí)保持在0?2級(jí)，禁止比較判別時(shí)間定為0?5秒，檢測(cè)組定為5次，非檢測(cè)組定為45次，即每50次抽檢5次。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。
應(yīng)用禁止比較判別和分組檢測(cè)方法后，每個(gè)定量周期平均縮短2.1秒，定量速率由每分鐘7.6次提高到每分鐘10.3次，提高工作效率30％以上。
提高定量包裝秤的準(zhǔn)確度與速度，一直是人們追求的目標(biāo)。應(yīng)用禁止比較判別和分組檢測(cè)的方法，能夠在保證定量準(zhǔn)確度的前提下，顯著提高包裝速度，然而自動(dòng)定量包裝機(jī)是機(jī)、電、儀一體化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，傳感器、機(jī)械結(jié)構(gòu)(包括給料機(jī)構(gòu)、秤斗安裝結(jié)構(gòu)、卸料機(jī)構(gòu))以及驅(qū)動(dòng)元件等對(duì)于定量準(zhǔn)確度與速度都有著很大的影響。本文僅從稱重控制器的自動(dòng)控制角度做了一些探討。

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