[發明專利]一種液體高精度灌裝智能測控系統及其方法

有效

• 申請號: 201810228195.3
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108438279B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 陳珂;王宇
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B65B3/12
• 分類號: B65B3/12;B65B3/28;B65B57/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種液體高精度灌裝智能測控方法,智能灌裝測控方法基于AD轉換模塊、灌裝執行控制模塊、無線通信模塊、電源模塊、繼電器模塊、大流量電磁閥、小流量電磁閥、灌裝泵、灌裝容器、稱重傳感器模塊、信號智能處理模塊、系統參數配置模塊、灌裝數據存取模塊以及灌裝參數整定模塊；所述智能測控方法：綜合考慮灌裝沖擊力、灌裝落差、電磁閥響應時間等時變因素的影響，通過在標定階段對灌裝測控系數k、基準沖擊重量w_k、基準滯后時間t_d以及平均灌裝速率r的計算提取，結合生產灌裝過程動態稱重測量數據及其變動量、灌裝時長等對小流量電磁閥的灌裝延遲時間△t進行動態修正，并以此為生產灌裝精度控制參數對大流量電磁閥與小流量電磁閥的開啟、關斷進行智能控制，從而保證灌裝精度和灌裝速度。

技術領域

本發明屬于液體定量灌裝控制技術領域，涉及一種液體高精度灌裝智能測控方法。

背景技術

在某些工業灌裝過程中，對灌裝的速度和精度都有較高要求，而要同時兼顧灌裝速度與精度也有些困難。其主要原因是對于液體灌裝，其沖擊、落差、執行元件響應滯后時間等時變因素對灌裝精度和速度影響顯著，而這些影響因素混雜在一起且具有非線性和不確定性，很難將它們用理論公式進行一一描述。現有技術和方法，大都只針對其中部分影響因素用物理公式進行定量分析，難以同時滿足液體生產灌裝過程中的灌裝速度與灌裝精度。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種液體高精度灌裝智能測控方法，綜合考慮稱重傳感器非線性度誤差，沖擊、落差、執行元件滯后時間等時變因素對灌裝精度和速度影響，自適應調整系統控制參數，對大流量電磁閥與小流量電磁閥的開啟、關斷進行智能控制，以保證灌裝精度和灌裝速度。

本發明的目的是這樣實現的：該方法基于硬件和軟件兩部分：AD轉換模塊(1)、灌裝執行控制模塊(2)、無線通信模塊(3)、電源模塊(4)、繼電器模塊(5)、大流量電磁閥(6)、小流量電磁閥(7)、灌裝泵(8)、灌裝容器(9)、稱重傳感器模塊(10)；軟件部分包括：信號智能處理模塊、系統參數配置模塊、灌裝數據存取模塊以及灌裝參數整定模塊；所述AD轉換模塊(1)的輸入數據來自稱重傳感器模塊(10)，輸出數據給信號智能處理模塊；所述灌裝執行控制模塊(2)可與無線通信模塊(3)、信號智能處理模塊、灌裝參數整定模塊、系統參數配置模塊等進行數據交互；所述繼電器模塊(5)用于灌裝執行控制模塊(2)對大流量電磁閥(6)和小流量電磁閥(7)的控制；所述無線通信模塊(3)用于灌裝執行控制模塊(2)與設備總控或生產管理信息系統進行生產管理信息交互；

所述液體高精度灌裝智能測控方法主要包括如下步驟：

a.求取小流量電磁閥(7)單獨灌裝時間t_x與灌裝重量w_x的對應關系w_x＝kt_x中的系數k：通過系統參數配置模塊設置小流量電磁閥(7)以不同的灌裝時間t_x單獨進行n次(n≥5)灌裝，灌裝數據存取模塊記錄每次設置的灌裝時間t_xi及灌裝結束后信號智能處理模塊的灌裝稱重數值w_xi，從而得到灌裝時間t_x與灌裝稱重數值w_x的n組樣本：(t_x1，w_x1)…(t_xi，w_xi)…(t_xn，w_xn)；灌裝參數整定模塊將所得n組樣本通過最小二乘法進行數值擬合得到灌裝時間t_x與灌裝稱重數值w_x的對應關系系數k；