CN102175297A - 对电子皮带秤进行精确度校核的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供一种对电子皮带秤进行精确度校核的方法和系统。所述方法包括：在用标准码跑秤的过程中，各电子皮带秤按组内瞬间取样组间倍数取样的原则采集包括秤框长度重量、皮带速度的数据；根据采集的数据和每台给料设备的设定流量，按下面的公式来计算进行精确度校核所需要的基础数据Y；计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值；将计算的比值与预定阈值进行比较以确定是重复进行精确度校核还是结束精确度校核，其中，所述公式为：Y＝1-∑{[(实际流量_i÷设定流量_i-1)²]^1/2×(设定流量_i÷设定总流量)}×100％。本发明克服目前企业在线电子皮带秤只能进行准确度校核不能进行精确度校核的问题，提供了一种便捷的精确度校核方法。

Description

对电子皮带秤进行精确度校核的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种对电子皮带秤进行校核的技术，更具体地讲，涉及一种对电子皮带秤的精确度进行校核的方法和系统。

背景技术

目前，各企业大型自动配料生产线多采用电子皮带秤计量，通过皮带流量在线监测，保证皮带流量配比稳定、准确。但是，电子皮带秤是运行秤、动态秤，实际工作中要受安装环境、运行皮带等多种因素的影响，即使是在最标准的作业环境中，受负荷大小影响，皮带张力产生差别，皮带秤精确度也必然产生相应波动。

在目前各类非可逆皮带流量配比检测技术中，各企业一般采用静态秤“阶段采样”或动态秤“阶段累计”，通过拉伸“阶段长度”提高检测标定准确度，但缺失了对动态秤检测精确度的标定。并且，目前有各类电子皮带秤专利技术，均侧重于对电子秤自身种类、计量方式的更新改进，不能校核电子皮带秤检测的精确度。

发明内容

本发明克服目前企业在线电子皮带秤只能进行准确度校核不能进行精确度校核的问题，提供了一种便捷的精确度校核方法。

本发明针对目前自动配料线均以实际流量/设定流量为计算处理依据，因而只能单个标定和判定，很难衡量总体测量系统的精确度的现状，通过开发电子皮带秤瞬时计量功能，在利用公式进行加权计算的基础上检测、提炼整体性配比精确度，体现出了总体测量系统的精确度，满足了企业多料种皮带配料系统快速检测、调控的需求。

本发明充分利用瞬时流量值的瞬间差异远远小于其阶段差异的特性进行极差或平均偏差比较，进行动态秤精确度校核，实现了动态秤快速精确校核，更有效满足了在线电子皮带秤精确度检测要求，并且适用于各类非可逆皮带流量配比检测，满足了企业皮带输送系统精确自动监控的需求。

根据本发明的一方面，提供了一种对电子皮带秤进行精确度校核的方法，所述方法包括：在用标准码跑秤的过程中，各电子皮带秤按组内瞬间取样组间倍数取样的原则采集包括秤框长度重量、皮带速度的数据；根据采集的数据和每台给料设备的设定流量，按下面的公式来计算进行精确度校核所需要的基础数据Y；计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值；将计算的比值与预定阈值进行比较以确定是重复进行精确度校核还是结束精确度校核，其中，所述公式为：Y＝1-∑{[(实际流量_i÷设定流量_i-1)²]^1/2×(设定流量_i÷设定总流量)}×100％。其中，i代表安装在各非可逆皮带上的电子皮带秤的标号；设定流量表示为与各电子皮带秤相应的各给料设备设定的标准流量；实际流量表示各非可逆皮带上的实际的流量，设定总流量表示所有给料设备的设定流量的总和。

根据本发明的另一方面，所述的方法还可包括：采用空心滚筒填充适量散状颗粒物料并采用高精度静态秤对滚筒进行标定来制作用于对电子皮带秤进行精确度校核的标准码。

根据本发明的另一方面，组间倍数取样是指根据皮带流量波动情况选取时间间隔，按照选取的时间间隔划分组以对各电子皮带秤采集数据，组内瞬间取样是指采集按照所述时间间隔划分的组内的两个以上近似等同的相邻瞬间的数据。

根据本发明的另一方面，如果计算的比值大于预定阈值，则精确度校核结束；否则，则重复对精确度进行校核的步骤。

根据本发明的另一方面，计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值的步骤可包括：计算每组的极差值，并对所有组的极差值取平均值作为组内极差平均值；计算每组基础数据的均值，以及前后两组的基础数据的均值之间的差值的绝对值，将所述差值的绝对值的平均值作为组间极差平均值。

根据本发明的另一方面，可用计算基础数据的组内平均偏差均值和组间平均偏差的比值的步骤代替计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值的步骤。

根据本发明的另一方面，所述计算基础数据的组内平均偏差均值和组间平均偏差的比值的步骤可包括：计算每组基础数据的平均偏差，并将各组平均偏差的平均值作为组内平均偏差均值；计算各组基础数据的均值的平均偏差作为组间平均偏差。

根据本发明的另一方面，时间间隔的长度可以为：N×皮带秤秤框长度/皮带速度，这里，N表示大于0的整数。

根据本发明的另一方面，提供了一种对电子皮带秤进行精确度校核的系统，所述系统包括工业微机、至少一个给料设备、与各个给料设备相应的非可逆皮带、电子皮带秤和PLC，其中，非可逆皮带分别安装在给料设备下面，承接给料设备给出的物料；电子皮带秤附着安装在非可逆皮带的上层皮带下，检测秤框长度重量、皮带速度；工业微机用于从各个电子皮带秤提取秤框长度重量、皮带速度以计算各非可逆皮带上的实际流量，并计算各给料设备的设定流量与相应的非可逆皮带的实际流量之间的差值，将所述差值传送给PLC；PLC根据从工业微机传送的所述差值来对相应的给料设备进行控制，其中，在用标准码跑秤的过程中，电子皮带秤按组内瞬间取样组间倍数取样的原则采集包括秤框长度重量、皮带速度的数据；工业微机根据电子皮带秤采集的数据和每台给料设备的设定流量，按下面的公式来计算进行精确度校核所需要的基础数据Y，计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值，并将计算的比值与预定阈值进行比较以确定是重复进行精确度校核还是结束精确度校核，其中，所述公式为：Y＝1-∑{[(实际流量_i÷设定流量_i-1)²]^1/2×(设定流量_i÷设定总流量)}×100％。其中，i代表安装在各非可逆皮带上的电子皮带秤的标号；设定流量表示为与各电子皮带秤相应的各给料设备设定的标准流量；实际流量表示各非可逆皮带上的实际的流量，设定总流量表示所有给料设备的设定流量的总和。

根据本发明的另一方面，组内瞬间取样是指针对各电子皮带秤提取两个以上近似等同的相邻瞬间的数据；组间倍数取样是指根据皮带流量波动情况选取适当时间间隔，按照相同时间间隔采集适当群组的采样数据。

根据本发明的另一方面，工业微机可计算每组的极差值，并对所有组的极差值取平均值作为组内极差平均值；并且，工业微机计算每组基础数据的均值以及前后两组的基础数据的均值之间的差值的绝对值，将所述差值的绝对值的平均值作为组间极差平均值。

根据本发明的另一方面，工业微机可用计算基础数据的组内平均偏差均值和组间平均偏差的比值的操作来代替计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值的操作。

根据本发明的另一方面，工业微机可计算每组基础数据的平均偏差，并将所有组的平均偏差的平均值作为组内平均偏差均值；并且，工业微机将各组基础数据的均值的平均偏差作为组间平均偏差。

根据本发明的另一方面，时间间隔的长度可以为：N×皮带秤秤框长度/皮带速度，这里，N表示大于0的整数。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是在线电子皮带秤精确度校核系统的示意图；

图2是在线电子皮带秤精确度校核的方法的流程图。

图1中：1.给料设备，2.非可逆皮带，3.电子皮带秤，4.PLC，5.工业微机。6.制作标定校秤标准码，7.标准码跑秤，8.读取历史数据，9.对照标准，10.决策改进、让步或正常，11.改进处理，12.标定结束。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，在线电子皮带秤精确度校核系统包括给料设备1、非可逆皮带2、电子皮带秤3，PLC4和工业微机5。其中，非可逆皮带2安装在给料设备1下，承接给料设备1给出的物料；电子皮带秤3附着安装在非可逆皮带2的上层皮带下，以计量非可逆皮带运载的物料，其中，电子皮带秤3一般采用适宜量程和精确度，利用重量传感器、速度传感器分别检测秤框长度重量、皮带速度，以准确检测瞬时性皮带流量(秤框长度重量/皮带速度)。在工业微机5内安装有在线监控软件，工业微机5用于从各个电子皮带秤3提取秤框长度重量、皮带速度以计算各非可逆皮带上的实际流量，计算相应的给料设备的设定流量与所述实际流量之间的差值，并将所述差值传送给PLC4，这里，设定流量表示为每台给料设备设定的标准流量。与此同时，工业微机5根据下面所述的配比精确度计算公式1计算皮带秤精确度校核所需的基础数据值，然后对这些基础数据值进行处理以执行精确度的判断并依此做出相应处理。在给料设备1上附着安装PLC 4，PLC 4根据从工业微机5传送的设定流量和实际流量之间的差值来对给料设备1进行控制。具体地讲，PLC 4根据实际流量与设定流量之间的差值，控制给料设备1的转速变频，进而实现自动保持设定流量与实际流量趋于一致的目的。

工业微机5利用计算的各皮带的实际流量，对在线电子皮带秤3进行精确度校核。

下面将结合图1来描述电子皮带秤3的精确度校核的主要过程。

首先，根据图1所示的工业微机5计算的每台给料设备1的实际流量以及为每台给料设备1所设定的设定流量，工业微机5利用下面所述的配比精确度指标计算公式1计算皮带秤精确度校核所需的基础数据值Y：

Y＝1-∑{[(实际流量_i÷设定流量_i-1)²]^1/2×(设定流量_i÷设定总流量)}×100％    公式1

其中，i代表安装在各非可逆皮带上的电子皮带秤的标号；在自动配料流程中，为与各电子皮带秤相应的各给料设备设定标准流量，这里，将设定的标准流量称作设定流量；而将在实际运行过程中的各非可逆皮带上的实际的流量称为实际流量，公式1中的设定总流量指的是所有给料设备的设定流量的总和。在公式1中，(实际流量_i÷设定流量_i-1)平方后再开方根，可消除正负偏差互相抵消；在确保近似科学计数值非虚数处理程序中，也可采用绝对值进行处理。

在对精确度进行校核过程中，根据精确度指标计算公式1得出的Y是非可逆皮带流量配比精确度校核的最基础数据，这里，将其称作基础数据；相应地，极差平均值以及平均偏差均值也分别是在基础数据的基础上计算得出的。在对精确度进行校核的过程需要进行下述的两大步骤：

(1)组内瞬间取样，组间倍数取样。

组间倍数取样是指根据皮带流量波动情况选取适当时间间隔，按照相同时间间隔采集一组采样数据。举例来说，根据皮带流量波动情况选取适当时间间隔(例如，选取时间间隔时应注意时间间隔的长度应为：N×皮带秤秤框长度/皮带速度，其中，N是大于0的整数)，按照相同时间间隔采集一组采样数据，优选地，采样组数大于等于30。

组内瞬间取样是指针对各个电子皮带秤在依时间划分的组内采集两个以上近似等同的相邻瞬间的数据(包括秤框长度重量和皮带速度)。工业微机以采集的数据为基础根据公式Y来计算用于非可逆皮带流量配比精确度校核的基础数据，并将计算的各个相邻瞬间的基础数据作为用于进行精确度校核的一组数据。

举例说明组间取样标准：如果皮带速度为2米/秒，每条皮带的长度为40米，可取时间间隔1分钟，第1组起点取第1分钟，第2组起点取第2分钟等，依此类推。根据组内瞬时取样标准，根据电子皮带秤所测量的皮带速度和秤框长度重量来计算两个以上近似等同的相邻瞬间的皮带流量值，然后根据公式1来计算每个瞬间的基础数据。例如，利用电子皮带秤在第1组内取第0.001秒、0.002秒、0.003秒、0.004秒等以测量各个瞬间皮带的速度与秤框长度重量，计算每次采样瞬间的皮带的实际流量，然后依据公式1来计算每个瞬间的基础数据；而在第2组内，也即下一个时间间隔内，也根据第0.001秒、0.002秒、0.003秒、0.004秒等相应瞬间的采样数据以计算每个瞬间的基础数据，依此类推。

(2)组内离散与组间离散比较。组内离散与组间离散比较一般有两种方式，其中一种为极差比较法，即计算所有组的基础数据的极差的平均值作为组内极差平均值R_组内均，并以每组均值为基础计算组间极差平均值R_组间均。其中，组内极差平均值的计算过程是：首先计算每一组的极差值(最大值-最小值)，在此基础上再计算所有组的极差值的平均值，进而得出组内极差平均值；组间极差平均值的计算过程是：首先计算每组基础数据的均值，在此基础上再计算前后两组的基础数据的均值之间的差值的绝对值，最后计算所有前后组的基础数据的均值之间的差值的绝对值的平均值，获得组间极差平均值。当R_组间均/R_组内均＞K(K表示精确度等级，例如，精确度等级可根据需要设置为3)时，可确定动态秤精确度达到要求标准。

进行组内离散与组间离散比较的另外一种方式为平均偏差比较法，先计算每组基础数据的平均偏差，然后计算各组的平均偏差的平均值作为组内平均偏差均值d_组内均；然后计算各组基础数据的均值的平均偏差作为组间平均偏差d_组间均，当d_组间均/d_组内均＞k(k也表示精确度等级，可以根据需要将其设定为5)时，可确定动态秤精确度达到要求标准。

上面所述的精确度校核方法需要处理大批量数据，因此可在工业微机5内纳入相应电算系统，以提升工作效率。举例来说，可采用Excel、Fox pro等通用办公软件或Mintab、Sposs等专业统计软件进行公式编辑，以快速完成相关数据处理过程。以Excel软件为例，每组八个采样、采样组数30，举例如下面表1所示，表1是在线电子皮带秤精确度校核取样方案表的示例。

图2宏观性地展示了在线电子皮带秤3精确度校核的主要操作步骤。如图2所示，对电子皮带秤3进行精确度校核的具体步骤为：(1)第一步，首先制作用于校秤的标准码(图2中的6)，在该步骤中，可采用空心滚筒根据需要填充适量散状颗粒物料，采用高精度静态秤对滚筒标定后(测其标准重量)，制成标准校秤链码，以定期或不定期地校核电子皮带秤3的精确度。(2)第二步，用标准码跑秤(图2中的7)，在该步骤中，在非可逆皮带上悬挂好标准码，保持非可逆皮带带负荷跑秤一段时间，以便于电子皮带秤采集数据(所述数据包括每台秤测量的用于计算实际流量的秤框长度重量、皮带速度)，并将采集的数据传送给工业微机5作为历史数据存储在历史数据库中。(3)第三步，从工业微机5的历史数据库中读取跑秤过程中的全部历史数据(图2中的8)。(4)第四步，根据读取的历史数据，计算每条非可逆皮带的实际流量，并将计算的每条非可逆皮带的实际流量和每台给料设备的设定流量以及设定总流量代入公式1计算各组内的基础数据Y的数值，并基于基础数据Y计算组内极差平均值和组间极差平均值并计算组间极差平均值与组内极差平均值的比值，或者基于基础数据Y计算组内平均偏差均值和组间平均偏差并计算组间平均偏差和组内平均偏差均值的比值(图2中的9)。(5)第五步，将计算的比值(组间极差平均值与组内极差平均值的比值或组间平均偏差与组内平均偏差均值的比值)与相应的阈值进行比较(图2中的10)，判断下一步运作方向是“改进”后“重复校核”或者“校核结束”。如果比值在允许波动范围内，则精确度校核结束(图2中的12)；如果超出允许波动范围，可通过皮带秤、相关设备和整体工艺流程进行分析并改进处理(图2中的11)，改进后进入重复校核操作步骤。

在上面所示的工艺流程中，一般已经事先制作了用于对电子皮带称进行校核的标准码，在这种情况下，可省略制作用于校秤的标准码，而直接进入第二步骤。

Claims (14)

1.一种对电子皮带秤进行精确度校核的方法，包括：

在用标准码跑秤的过程中，各电子皮带秤按组内瞬间取样组间倍数取样的原则采集包括秤框长度重量、皮带速度的数据；

根据采集的数据和每台给料设备的设定流量，按下面的公式来计算进行精确度校核所需要的基础数据Y；

计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值；

将计算的比值与预定阈值进行比较以确定是重复进行精确度校核还是结束精确度校核，

其中，所述公式为：

Y＝1-∑{[(实际流量_i÷设定流量_i-1)²]^1/2×(设定流量_i÷设定总流量)}×100％

其中，i代表安装在各非可逆皮带上的电子皮带秤的标号；设定流量表示为与各电子皮带秤相应的各给料设备设定的标准流量；实际流量表示各非可逆皮带上的实际的流量，设定总流量表示所有给料设备的设定流量的总和。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

采用空心滚筒填充适量散状颗粒物料并采用高精度静态秤对滚筒进行标定来制作用于对电子皮带秤进行精确度校核的标准码。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，组间倍数取样是指根据皮带流量波动情况选取时间间隔，按照选取的时间间隔划分组以对各电子皮带秤采集数据，组内瞬间取样是指采集按照所述时间间隔划分的组内的两个以上近似等同的相邻瞬间的数据。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，如果计算的比值大于预定阈值，则精确度校核结束；否则，则重复对精确度进行校核的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值的步骤包括：

计算每组的极差值，并对所有组的极差值取平均值作为组内极差平均值；

计算每组基础数据的均值，以及前后两组的基础数据的均值之间的差值的绝对值，将所述差值的绝对值的平均值作为组间极差平均值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用计算基础数据的组内平均偏差均值和组间平均偏差的比值的步骤代替计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值的步骤。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算基础数据的组内平均偏差均值和组间平均偏差的比值的步骤包括：

计算每组基础数据的平均偏差，并将各组平均偏差的平均值作为组内平均偏差均值；

计算各组基础数据的均值的平均偏差作为组间平均偏差。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，时间间隔的长度为：N×皮带秤秤框长度/皮带速度，这里，N表示大于0的整数。

9.一种对电子皮带秤进行精确度校核的系统，所述系统包括工业微机、至少一个给料设备、与各个给料设备相应的非可逆皮带、电子皮带秤和PLC，

其中，非可逆皮带分别安装在给料设备下面，承接给料设备给出的物料；电子皮带秤附着安装在非可逆皮带的上层皮带下，检测秤框长度重量、皮带速度；工业微机用于从各个电子皮带秤提取秤框长度重量、皮带速度以计算各非可逆皮带上的实际流量，并计算各给料设备的设定流量与相应的非可逆皮带的实际流量之间的差值，将所述差值传送给PLC；PLC根据从工业微机传送的所述差值来对相应的给料设备进行控制，

其中，在用标准码跑秤的过程中，电子皮带秤按组内瞬间取样组间倍数取样的原则采集包括秤框长度重量、皮带速度的数据；

工业微机根据电子皮带秤采集的数据和每台给料设备的设定流量，按下面的公式来计算进行精确度校核所需要的基础数据Y，计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值，并将计算的比值与预定阈值进行比较以确定是重复进行精确度校核还是结束精确度校核，

其中，所述公式为：

Y＝1-∑{[(实际流量_i÷设定流量_i-1)²]^1/2×(设定流量_i÷设定总流量)}×100％

其中，i代表安装在各非可逆皮带上的电子皮带秤的标号；设定流量表示为与各电子皮带秤相应的各给料设备设定的标准流量；实际流量表示各非可逆皮带上的实际的流量，设定总流量表示所有给料设备的设定流量的总和。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，组内瞬间取样是指针对各电子皮带秤提取两个以上近似等同的相邻瞬间的数据；组间倍数取样是指根据皮带流量波动情况选取适当时间间隔，按照相同时间间隔采集适当群组的采样数据。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，工业微机计算每组的极差值，并对所有组的极差值取平均值作为组内极差平均值；并且，工业微机计算每组基础数据的均值以及前后两组的基础数据的均值之间的差值的绝对值，将所述差值的绝对值的平均值作为组间极差平均值。

12.如权利要求9所述的系统，其特征在于，工业微机用计算基础数据的组内平均偏差均值和组间平均偏差的比值的操作来代替计算基础数据的组内极差平均值和组间极差平均值的比值的操作。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，工业微机计算每组基础数据的平均偏差，并将所有组的平均偏差的平均值作为组内平均偏差均值；并且，工业微机将各组基础数据的均值的平均偏差作为组间平均偏差。

14.如权利要求10所述的系统，其特征在于，时间间隔的长度为：N×皮带秤秤框长度/皮带速度，这里，N表示大于0的整数。

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