CN109471360A - 自动定量电子秤空中量自适应算法及基于其的称量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动定量电子秤空中量自适应算法及基于其的称量方法，包括以下步骤：步骤一：在控制装置(1)上设置称量设定值LL，初始空中量Lu；步骤二：在供料装置(2)工作时，称量装置(3)实时检测由供料装置(2)落入的料的实际重量G；步骤三：当G+Lu≥LL时，自动定量电子秤的供料装置(2)停止供料，并且记录此刻称量装置(3)内料的重量Gt；步骤四：当空中的料完全落到称量装置(3)中并且称量装置(3)稳定后读取实际称量值Gs；步骤五：计算修正空中量Lu′＝F(Gs,Gt,Lu)；步骤六：将Lu′作为下一循环称量的空中量，从而能自动适应物料特性及外部因素变化。本发明可以大幅度的提高自动定量电子秤的称量精度。

Description

自动定量电子秤空中量自适应算法及基于其的称量方法

技术领域

本发明涉及电子称重设备的技术领域，尤其涉及自动定量电子秤空中量自适应算法及基于其的称量方法。

背景技术

自动定量电子秤是将散装物料分成预定的且实际上恒定重量的装料，并将装料装入容器的自动电子秤。已经广泛应用于食品、化肥、化工等工农业领域，主要由料仓、供料装置、称量装置、包装部分和控制装置组成。

称量控制仪是自动定量电子秤的核心控制仪器，集称量、显示和控制为一体，通过控制给料机构的动作来达到控制物料的供料量，通过控制物料供料量，将散状物料自动分成预定且恒定的重量装料。

自动定量电子秤根据物料特牲的不同，分为选用自流给料、皮带给料、振动给料、螺旋给料等给料方式中的一种。为了提高称量速度和精度，给料一般为多级方式，快给料以提高称量速度，慢给料稳定称量过程，细给料以提高称量精度。称量传感器实时检测秤斗内的给料重量，称量控制仪根据检测称量值和设定参数，控制给料机构实现快给料、慢给料、细给料过程，达到快速和高精度称量的控制目的。

自动定量电子秤的秤斗也有电磁铁开斗、气缸开斗、托盘秤、无斗秤、皮带秤等多种形式，图2为电磁铁开斗三级给料过程的示意图。在放料过程中，由于放料杆上托秤斗，传感器显示反向信号；当放料结束后，秤斗返回时会出现短时振荡信号，同时给料器快速给料；当称量值达到快给料停止点时，关闭快给料，进入慢给料阶段；当称量值达到慢给料停止点后，关闭慢给料，进入细给料阶段；当称量值达到细给料停止点后，关闭给料器，待秤斗稳定后，读取最终称量值。

在自动称量控制仪中，设置称量设定值、快给料量、快给空中量、细给料量、细给空中量等参数。快给料停止点可以是快给料量，而慢给料停止点和细给料停止点就不能是慢给料量和设定值，必须提前停止，才能保证称量准确，提前停止量就是空中量。

空中量也叫提前量，是给料停止后，由于给料器与秤斗之间有一定的落差，给料器已经送出的物料还没落到秤斗上，而在空中的那部分物料重量。空中量的控制是定量自动电子秤精度控制的关键。

现有的自动称量控制仪多采用空中量设定法，在称量控制仪中设定空中量参数，可随时修改。这种方法要求供料平稳，物料流动性好，给料时供料流速稳定，流速波动要在控制精度范围以内，经多次试称量后调整空中量参数，达到要求精度。在实际称量过程中，及时调整空中量参数值，解决实际空中量波动时引起的称量超差问题。但是在物料流动性较差或者精度要求较高时，这种方法难以满足高精度称量的要求。

因此有必要提供一种新的自动定量电子秤空中量自适应算法及基于其的称量方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动定量电子秤空中量自适应算法及基于其的称量方法。

本发明的自动定量电子秤空中量自适应算法及基于其的称量方法，采用如下技术方案：

一种自动定量电子秤空中量自适应算法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：在自动定量电子秤的控制装置1上设置称量设定值LL，初始空中量Lu；

步骤二：在自动定量电子秤的供料装置2工作时，称量装置3实时检测由供料装置2落入的料的实际重量G；

步骤三：当G+Lu≥LL时，自动定量电子秤的供料装置2停止供料，并且记录此刻称量装置3内料的重量Gt；

步骤四：当空中的料完全落到称量装置3中并且称量装置3稳定后读取实际称量值Gs；

步骤五：计算修正空中量Lu′＝F(Gs,Gt,Lu)；

步骤六：将Lu′作为下一循环称量的空中量，从而能自动适应物料特性及外部因素变化。

进一步的，步骤五中，所述计算修正空中量的公式为：

其中，n＝1,3,7。

一种基于自动定量电子秤算法的称量方法，包括以下步骤：

步骤1：在自动定量电子秤称的控制装置1上设置称量设定值LL，初始空中量Lu，在控制装置1上开启供料装置2；

步骤2：供料装置2将料送入称量装置3中，称量装置3实时检测落入其内料的重量并反馈给控制装置1，当称量装置3中料重量G满足G+Lu≥LL时，控制装置1控制供料装置2停止供料；

步骤3：称量装置3将供料装置2停止那刻其内料的重量Gt反馈给控制装置1；

步骤4：当空中的料完全落到称量装置3中并且称量装置3稳定后，称量装置3将此时其内料的重量Gs反馈给控制装置1，随后称量装置3将其内料由底部卸出包装；

步骤5：控制装置1根据自动定量电子秤空中量自适应算法算出修正空中量Lu′；

步骤6：控制装置1将Lu′作为下一循环称量的空中量，重复步骤2-6。

所述供料装置2包括但不限于振动给料装置、自流给料装置、皮带给料装置、螺旋给料装置。

与相关技术相比，本发明具有如下技术效果：

本发明可以大幅度的提高自动定量电子秤的称量精度，同时可以根据不同的物料特性、不同的外部因素修正空中量，从而使其不会因为不同物料、外部因素而影响秤的精度。本发明自动定量电子秤空中量自适应算法，同时适应于慢给料空中量和细给料空中量的计算。

附图说明

图1为自动定量电子秤的结构示意图；

图2为电磁铁开斗三级给料过程的示意图；

图3为本发明的自动称量电子秤的称量流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

在高精度自动定量电子秤中，影响空中量的因素有多种，如物料特征的微小变化，供料机构受外界因素影响等，这些都会引起空中量值变化，进而影响称量精度。本发明的空中量自适应算法，就是在每次称量时，计录供料停止时的称量值，待秤斗稳定后计录稳定称量值，计算出本次实际空中量，用实测空中量修正空中量值，作为下一次称量时的空中量控制值，这样在连续称量过程中就能自动适应称量设备空中量的变化，提高称量精度。

如图1所示，所述自动定量电子秤为市面上常见的自动定量电子秤，其由料仓、供料装置2、称量装置3、包装部分和控制装置1组成。

本发明的一种自动定量电子秤空中量自适应算法，包括以下步骤：

步骤一：在自动定量电子秤的控制装置1上设置称量设定值LL，初始空中量Lu；

步骤二：在自动定量电子秤称的供料装置2工作时，称量装置3实时检测由供料装置2落入的料的实际重量G；

步骤三：当G+Lu≥LL时，自动定量电子秤的供料装置2停止供料，并且记录此刻称量装置3内料的重量Gt；

步骤四：当空中的料完全落到称量装置3中并且称量装置3稳定后读取实际称量值Gs；

步骤五：计算修正空中量Lu′＝F(Gs,Gt,Lu)；

步骤六：将Lu＇作为下一循环称量的初始空中量，从而能自动适应物料特性及外部因素变化。

进一步的，步骤五中，所述计算修正空中量的公式为：

其中，n＝1,3,7，n值的取值取决于物料特性，n值越小，空中量适应越快，但抗干扰能力越差，n值越大，空中量适应越慢，但抗干扰能力越强。

本发明的一种基于自动定量电子秤算法在称量时，包括以下步骤：

步骤1：在自动定量电子秤的控制装置1上输入每次下料定值LL，初始空中量Lu，在控制装置1上开启供料装置2；

步骤2：供料装置2将料送入称量装置3中，称量装置3实时检测落入其内料的重量并反馈给控制装置1，当称量装置3中料重量G满足G+Lu≥LL时，控制装置1控制供料装置2停止供料；

步骤3：称量装置3将供料装置2停止那刻其内料的重量Gt反馈给控制装置1；

步骤4：当空中的料完全落到称量装置3中并且称量装置3稳定后，称量装置3将此时其内料的重量Gs反馈给控制装置1，随后称量装置3将其内料由底部卸出包装；

步骤5：控制装置1根据自动定量电子秤空中量自适应算法算出修正空中量Lu′；

步骤6：控制装置1将Lu′作为下一循环称量的空中量，重复步骤2-6。

所述供料装置2包括但不限于振动给料装置、自流给料装置、皮带给料装置、螺旋给料装置。

本发明的自动定量电子秤空中量自适应算法同样适应于慢给料空中量和细给料空中量的计算，下面将以三级给料称量的全过程说明本发明在技术慢给料空中量和细给料空中量的实施过程。

自动称量电子秤的称量过程由控制装置1控制完成，如图2所示。

在称量控制仪中设置设置称量设定值LL、细给料量LU、快给料量LC、慢给料空中量Lc、细给料空中量Lu等参数。

设定值LL为设定称量量，细给料量LU是细给料量即最后一级给料的量，设定值LL-细给料量LU即慢给料量，慢给料空中量Lc和细给料空中量Lu在称量过程中自动调整，初始称量时可设置为预估值，也可以设定为0，在多次试称量后由称量控制仪自动调整。

在称量开关处于“关”位置时，定量电子秤不进行称量。

在称量开关处于“开”位置时，定量电子秤才进行一个称量过程。

在定量称量开始时，先进行快给料，延时稳定时间1后，开始连续读取供料装置2落入的料的实际重量G。

当G≥快给料量LC时，转为慢给料。延时稳定时间2后，接着连续读取传供料装置2落入的料的实际重量G。

当G+慢给料空中量Lc≥设定值LL-细给料量LU时，转为细给料。此时读取慢给料实际停止供料时刻，称量装置3内料的重量Gt，延时稳定时间3后，再读取慢给料实际称量值Gs，并以下式计算修正后的慢给料空中量值：

其中，n值取1、3、7值。

接着开始连续读取供料装置2落入的料的实际重量G。

当实时值G+细给料空中量Lu≥设定值LL时，给料停止。此时读取称量装置3内料的重量Gt，延时稳定时间4后，再读取实际量Gs，并以下式计算修正后的慢给料空中量值：

其中，n值取1、3、7值。

至此，一次定量称量过程完成，称量装置3放料，将定量称量好的物料放入装具，接着判断称量开关位置，当处于“开”位置时，定量电子秤进行下一个称量过程；当处于“关”位置时，称量结束。

这样，在连续的称量过程中，用实际的慢给料空中量和细给料空中量不断的修正慢给料空中量值和细给料空中量值，使自动定量电子秤自动适应称量物料的变化，达到高精度快速称量的目的。

在控制装置1中设定在称量稳定后记录慢给料空中量Lc和细给料空中量Lu，当控制装置1下次开机时，调取已经调整好的慢给料空中量Lc和细给料空中量Lu，使得在称量开始时能达到精度要求。

n值取1、3、7值，考虑到控制装置1的CPU为单片机，在除法时用右移的方式进行，简单快速。

本发明是以三级给料方式说明，同样适应于两级给料、单级给料的自动定量电子秤。

本发明是以振动给料方式说明，同样适应于自流给料、皮带给料、螺旋给料等自动定量电子秤。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种自动定量电子秤空中量自适应算法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：在自动定量电子秤的控制装置(1)上设置称量设定值LL，初始空中量Lu；

步骤二：在自动定量电子秤的供料装置(2)工作时，称量装置(3)实时检测由供料装置(2)落入的料的实际重量G；

步骤三：当G+Lu≥LL时，自动定量电子秤的供料装置(2)停止供料，并且记录此刻称量装置(3)内料的重量Gt；

步骤四：当空中的料完全落到称量装置(3)中并且称量装置(3)稳定后读取实际称量值Gs；

步骤五：计算修正空中量Lu′＝F(Gs,Gt,Lu)；

步骤六：将Lu＇作为下一循环称量的空中量，从而能自动适应物料特性及外部因素变化。

2.如权利要求1所述的自动定量电子秤空中量自适应算法，其特征在于：步骤五中，所述计算修正空中量的公式为：

其中，n＝1,3,7。

3.一种基于权利要求1或2所述自动定量电子秤算法的称量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在自动定量电子秤的控制装置(1)上设置称量设定值LL，初始空中量Lu，在控制装置(1)上开启供料装置(2)；

步骤2：供料装置(2)将料送入称量装置(3)中，称量装置(3)实时检测落入其内料的重量并反馈给控制装置(1)，当称量装置(3)中料重量G满足G+Lu≥LL时，控制装置(1)控制供料装置(2)停止供料；

步骤3：称量装置(3)将供料装置(2)停止那刻其内料的重量Gt反馈给控制装置(1)；

步骤4：当空中的料完全落到称量装置(3)中并且称量装置(3)稳定后，称量装置(3)将此时其内料的重量Gs反馈给控制装置(1)，随后称量装置(3)将其内料由底部卸出包装；

步骤5：控制装置(1)根据自动定量电子秤空中量自适应算法算出修正空中量Lu＇；

步骤6：控制装置(1)将Lu′作为下一循环称量的空中量，重复步骤2-6。

4.如权利要求3所述的基于自动定量电子秤空中量自适应算法的称量方法，其特征在于：所述供料装置(2)包括但不限于振动给料装置、自流给料装置、皮带给料装置、螺旋给料装置。