[實用新型]稱重式灌裝設備計量在線SPC控制系統

有效

• 申請號: 201220561411.4
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN202879860U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 趙江;付曉先;張連英;魏堃;胡建男;王東暉;鄭光;王占甫;張廣實
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B65B57/10
• 分類號: B65B57/10;B65B57/18;B65B3/26
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;胡冰

技術領域

本實用新型涉及自動采集與分析技術領域，更具體地，涉及一種稱重式灌裝設備計量在線SPC（統計過程控制）控制系統。

背景技術

稱重式灌裝設備廣泛應用于石油化工、食品飲料、醫藥等多技術領域，與我們的生活息息相關，作為商品，其凈重與我們消費者的利益緊密相連。

圖1為現有技術中針對稱重式灌裝機的計量系統結構示意圖，該計量系統包括：稱重傳感器1、灌裝頭組件2、光電管3、稱重儀表4、包裝容器5以及過程控制PLC?6（可編程邏輯控制器）。稱重傳感器1的支架組件上部平臺放置有相應的包裝容器5，灌裝頭組件2在控制狀態下定量將產品注入包裝容器5。稱重儀表4與稱重傳感器1和過程控制PLC?6相連接，實時獲取包裝的產品的重量變化，并將信號轉化為便于識別的重量數據值。當重量值達到設定值時，稱重儀表4發送開關信號到過程控制PLC?6，PLC?6據此發出控制灌裝頭關閥指令，灌裝頭控制閥關閉，停止注入產品。

該計量系統工作過程如下：

1）首先確定包裝產品的皮重，光電管3固定在設備機架上稱重傳感器組件1后側面，稱重傳感器組件1的上部平臺放置相應的包裝容器5，傳感器即可感知包裝物重量。光電管3監測到包裝容器5到位后，向過程控制PLC?6發送信號。過程控制PLC6接收到信號后向稱重儀表4發送指令，稱重儀表4清零去皮并存儲包裝物皮重，放置包裝物皮重的狀態即被定義為新的零點。

2）開始灌裝過程，過程控制PLC?6向灌裝頭組件2的控制閥發送啟動指令進行灌裝操作。稱重傳感器1實時感知被產品重量加注物料的重量變化。稱重儀表4獲取稱重傳感器1檢出的重量變化信號，轉換成產品重量值，與設定值進行比較。當重量達到設定值時，向PLC?6發送信號，PLC?6根據接收到的相應信號，向灌裝頭組件2的控制閥發出停止灌裝指令，灌裝頭組件2的控制閥關閉，稱重儀表4存儲實際灌裝凈重，灌裝過程完成。

國家計量技術規范《定量包裝商品凈重計量檢驗規則》JJF1070-2005對產品計量提出了嚴格的要求，批量定量包裝商品的平均實際凈重應大于或等于其標注凈重，尤其是抽樣批次平均凈重不允許出現負偏差。在上述現有技術的計量系統中，在確定定量包裝產品的重量時，由于過程控制PLC?6中只能檢測當前進行灌裝產品的重量達到設定值的信號，不能記錄實際的產品重量數值，無法實現閉環控制。

因此對該灌裝設備的計量過程能力的分析，只能通過按照一定的規則線下抽樣的方式獲取部分產品的重量，之后再對抽檢數據進行計算分析，從而確定定量包裝產品的凈重與目標符合性，費時費力，獲取的信息又相對有限。對于出現異常的產品，不能及時發現，更不能及時采取措施，發現計量風險，產品可能已經流入市場，且隨著產能的提高，抽檢頻度不變，無形中加大了過程分析風險，如果增大抽檢頻度，無疑會大量增加人工成本，且分析過程存在較大的滯后性。

另外，現有技術采用的抽檢方法，通過灌裝前抽檢一定數量包裝物皮重計算平均皮重，抽取稱量產品的含皮毛重，計算獲取產品實際凈重，進而控制定量包裝產品的凈重，受抽檢方法的限制，不能保證每件產品實際凈重均能滿足要求，存在較大風險，尤其是當生產速度較高時，控制更為困難，同時由于抽檢過程中，皮重通過平均值確定，也會導致數據失真，從而存在較大的計量風險。

而且，對于多頭包裝設備，難于區分每個灌裝頭的計量情況，從而分別進行分析調節，給系統整體狀態可控增加了難度，也給計量精度的提高造成了困難。

綜上所述，在當前機械大生產的背景下，定量包裝產品的生產規模已經非常龐大，而且生產速度也非常快，在既保證生產效率不降低，又要滿足計量技術規范的相應要求，同時也不增加計量損失的情況下，灌裝設備的計量過程能力顯得尤為重要，對實時監視分析灌裝設備計量過程的系統或方法的需求，越來越迫在眉睫。

實用新型內容

針對上述問題，一種稱重式灌裝設備計量在線SPC控制系統，包括包裝容器、向所述包裝容器灌裝產品的灌裝頭組件、獲取包裝容器的重量的稱重傳感器、感應包裝容器的光電管、獲取包裝容器的皮重和凈重的稱重儀表，，所述控制系統還包括：實時在線采集產品的皮重和凈重的數據采集卡，其通過通訊線連接到每一個稱重儀表；接收數據采集卡采集的數據，并對產品皮重、產品凈重、產品平均皮重、產品平均凈重或計量系統能力指數進行分析的工控機；控制灌裝頭組件的過程控制PLC，其通過通訊線連接到工控機。

更進一步，所述控制系統還包括：在所述工控機確定產品凈重、產品平均凈重或計量系統能力指數在設定規范外時，發出警報的報警設備，報警設備連接到工控機。