CN113447102A

CN113447102A - 失重秤的出料流量的控制方法

Info

Publication number: CN113447102A
Application number: CN202010217199.9A
Authority: CN
Inventors: 王沈辉; 王璟珂; 万麒; 王小松; 刘正全; 杨刚; 张凇
Original assignee: Mettler Toledo Changzhou Measurement Technology Ltd; Mettler Toledo International Trading Shanghai Co Ltd; Mettler Toledo Changzhou Precision Instruments Ltd
Current assignee: Mettler Toledo Changzhou Measurement Technology Ltd; Mettler Toledo International Trading Shanghai Co Ltd; Mettler Toledo Changzhou Precision Instruments Ltd
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2021-09-28
Also published as: EP4127616A1; US20230139042A1; WO2021190486A1; EP4127616A4

Abstract

本发明提供了一种失重秤的出料流量的控制方法，包括：设置多个连续的采样点及其对应的仪表的控制输出的值；根据仪表的控制输出的值计算控制输出与时间的函数关系；根据采样点的称重料斗内的剩余物料的重量计算重量与时间的函数关系；利用上述的控制输出与时间的函数关系和重量与时间的函数关系计算螺旋加料机的出料流量与控制输出的函数关系。本发明连续改变控制输出时避免数据建稳时间，再通过控制输出与时间的函数关系、物料重量与时间的函数关系，进而获得出料流量与控制输出之间的关系曲线。通过直接选择或输入控制输出的值，即可精确的控制出料流量，达到直接控制、并避免数据建稳时间的目的。

Description

失重秤的出料流量的控制方法

技术领域

本发明涉及一种失重秤的控制方法，具体涉及其出料流量的控制方法。

背景技术

失重秤是一种间断给料连续出料的称重设备，由于失量控制是在料斗中进行，可达到较高的控制精度，结构又易于密封，适用于水泥、石灰粉、煤粉等微细物料的控制配料。

如图1所示，在失重秤100中，仪表101的输出信号控制电机102的转动速度，从而控制螺旋加料机103的转动速度，以达到定量给料的目的；同时，称重传感器104称量称重料斗105的重量，根据重量信息调节仪表101的输出信号，即当称重料斗105的物料达到称重下限位置时，螺旋加料机103按照当时的运行速度定量出料，同时加料斗106里的物料快速下到称重料斗105内，当装料到称重上限位置时停止装料。

在失重秤的工作中，通常需要标定出料流量与仪表的控制输出之间的关系，从而建立失重秤启动时的控制输出的初值，仪表快速稳定的达到流量控制目标。

现有的标定方法通常在几个控制输出下记录设备稳定的当前流量，记录测试数据并生成流量与控制输出关系模型。例如，若仪表的控制输出的最大值为T，表示电机以最大的转动速度V工作，当仪表的控制输出分别是采用20％T、40％T、60％T、80％T、100％T时，电机对应的转动速度分别是20％V、40％V、60％V、80％V、100％V。首先设置仪表，使得仪表的控制输出为20％T，然后等待约30秒左右的时间使得数据稳定，记录时间结束时刻的出料流量，从而形成第一组测试数据，以此类推，建立其它4组测试数据。通过5组测试数据拟合生成出料流量与控制输出之间的关系函数曲线，在后续的正常工作中，使用该曲线完成失重秤控制。

现有的标定方法由于控制输出的切换会导致流量测量数据不稳定，从而需要测量一段时间使得数据稳定后才能采集流量数据，进而消耗更多的时间，也花费更多的物料完成标定。

另外，现有的标定方法仅通过几组标定数据生成标定曲线，所生成的标定曲线只是几组数据的近似，精确度不高。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，本发明提供一种出料流量的控制方法，连续改变控制输出时避免数据建稳时间，通过直接选择或输入控制输出的值，即可精确地控制出料流量，此方法简单易操作，控制精确。

本发明提出一种失重秤的出料流量的控制方法，包括：设置多个连续的采样点，及其对应的仪表的控制输出的值，测量采样点的秤重料斗内的剩余物料的重量；根据控制输出的值与时间的函数关系和称重料斗内的剩余物料的重量与时间的函数关系计算螺旋加料机的出料流量与控制输出的函数关系。

本发明中，分别利用控制输出的值计算控制输出与时间的函数关系和剩余物料的重量计算重量与时间的函数关系，得到出料流量与控制输出的函数关系，简单可靠，方便操作。

进一步的，采样点是等时间间隔的或不等时间间隔的。

为了使得控制输出与时间的函数关系更精确，设置控制输出的值是等时间间隔或不等时间间隔的，并设置间隔的时间越短越好，即采样点越多多好，使得后续的控制输出的值和时间的函数关系越精确。因时间间隔很短，在每个采样点无需等待数据稳定。

进一步的，控制输出的值从最小值增加到最大值，或者从最大值减小至最小值。

设置控制输出的值从最小值增加到其的最大值或者从最大值减小至最小值，结合不同的采样点，使得后续的控制输出的值和时间的函数关系越精确。

进一步的，控制输出与时间的函数关系对应的曲线是平滑的。

进一步的，控制输出与时间的函数关系是线性的、或指数性的、或者二次曲线关系等，或者由上述三种曲线关系任意组合后的曲线关系。

控制输出与时间的函数关系获得的曲线是平滑的，没有奇点。利用数学方法拟合控制输出与时间的关系，根据现有的函数模型进行拟合，方便操作且效率高。实际中，

进一步的，利用剩余物料的重量与时间的函数关系计算出料流量与时间的函数关系，再利用出料流量与时间的函数关系、控制输出与时间的函数关系计算出料流量与控制输出的函数关系。

利用数学方法计算出料流量与控制输出的函数关系，方便操作且效率高。

进一步的，设置所述仪表的控制输出的值、电机的运行速度、螺旋加料机的转动速度的对应关系。

本发明中，通过依次设置仪表的控制输出的值、电机的运行速度、以及螺旋加料机的转动速度之间的关系后，再按照上述方法进行采样，获得控制输出与时间的函数关系、物料重量与时间的函数关系后，计算螺旋加料机的出料流量与控制输出的函数关系。随后，通过直接选择或输入控制输出的值，即可精确的控制出料流量，达到直接控制、并避免数据建稳时间的目的。

本发明还提出了一种失重秤，应用如上所述的出料流量的控制方法。

本发明还提出了一种存储介质，其包括存储的程序，其中，在程序运行时控制所述存储介质所在装置执行上述出料流量的控制方法。

综上所述，本发明连续改变控制输出时避免数据建稳时间，再通过控制输出与时间的函数关系、物料重量与时间的函数关系，进而获得出料流量与控制输出之间的关系曲线。随后，通过直接选择或输入控制输出的值，即可精确的控制出料流量，达到直接控制、并避免数据建稳时间的目的。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了失重秤的结构示意图。

图2示出了本发明中应用于失重秤的出料流量的控制方法的流程图。

100–失重秤

101–仪表

102–电机

103-螺旋加料机

104–称重传感器

105-称重料斗

106–加料斗

具体实施方式

图1示出了失重秤的结构示意图。图2示出了应用于失重秤的出料流量的控制方法的流程图。

失重秤100中，仪表101的控制输出的最大值为T。整个设备上电后开始工作，并设置仪表101的控制输出为1％T。当整个设备工作稳定后，即在控制输出为1％T的控制下，依次通过电机102和螺旋加料机103的控制，开始定量出料。

按照步骤S101，设置仪表101的控制输出Cr的最小值为1％T，最大值为100％T，设置其从1％T开始匀速增加，使之增加到100％T。按照步骤S102，控制输出Cr的增加的速度根据用户的情况进行设定，如速度为控制输出Cr的值在每秒钟增加3％T，则控制输出Cr从1％T增加到100％T需要33秒，这时可获得33组控制输出Cr与时间t的值，利用数学拟合方法获得控制输出Cr与时间t的函数关系Cr＝f1(t)，如步骤S103所示。

为了使得控制输出与时间的函数关系更精确，减小控制输出的值的增加速度，如设置为每秒钟增加1％T、0.5％T、0.1％T等。反之，可设置控制输出Cr的值从100％T减小至1％T、及减小的速度。

任一时刻的控制输出的值与电机102的运行速度是对应的，即根据不同的控制输出的值，电机102的运行速度也不同。同时，在电机102的不同的运行速度的控制下，螺旋加料机103的转动速度也不同，即出料的速度不同。

按照步骤S104，在上述33个不同时刻，在不同的控制输出的值的控制下进行出料，由称重传感器104对称量料斗105中的物料进行称重，获得剩余的物料重量W。这时可获得33组物料重量W与时间t的值，利用数学拟合方法获得剩余的物料重量W与时间t的函数关系W＝f2(t).

利用数学方法，对剩余的物料重量W与时间t的函数关系求导，可获得流量F与时间的函数关系F＝f2'(t)。再次利用数学方法，根据控制输出Cr与时间t的函数关系、流量F与时间的函数关系可获得控制输出Cr与流量F的函数关系F＝h(Cr)。

根据控制输出Cr与流量F的函数关系F＝h(Cr)，如步骤S105所示，即可直接在仪表101中设置控制输出Cr的值，实现调整出料的流量F的值。此方法简单可靠，容易操作，且避免了由于控制输出的切换会导致流量测量数据不稳定的问题，节省了时间，也不会浪费物料。

在上述实施例中，控制输出Cr的速度是线性增加的，即控制输出Cr与时间t的函数关系是线性增加的关系。在另一实施例中，设置控制输出Cr与时间t的函数关系为二次函数关系、或者指数关系、或者其他曲线关系，此曲线是平滑的、连续的，在曲线上的任意位置的斜率小于或等于失重秤系统的限定值。

失重秤系统的限定值由物料和失重秤系统的特性决定，如物料的流动性、设备的响应速度。对于一个确定的失重秤，确定了各部件的设备后，对于任一物料，其限定值由不同的试验测量获得。

本发明通过利用多个采样点，连续改变控制输出，避免了数据建稳时间。通过依次设置仪表的控制输出的值、电机的运行速度、以及螺旋加料机的转动速度之间的关系后，再按照上述方法进行采样，获得控制输出与时间的函数关系、物料重量与时间的函数关系后，计算螺旋加料机的出料流量与控制输出的函数关系，随后，通过直接选择或输入控制输出的值，即可精确的控制出料流量，达到直接控制、并避免数据建稳时间的目的。

通过以上控制方法的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件以及必要的硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对于现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的方式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，包括但不限于ROM/RAM(只读存储器/随机存储存储器)、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明的各个实施例或者实施例中某些部分所述的方法。

本发明的控制方法可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims

1.一种失重秤的出料流量的控制方法，其特征在于，包括：

设置多个连续的采样点，及其对应的仪表的控制输出的值，测量所述采样点的秤重料斗内的剩余物料的重量；

根据所述控制输出的值与时间的函数关系和称重料斗内的剩余物料的重量与时间的函数关系计算螺旋加料机的出料流量与控制输出的函数关系。

2.根据权利要求1所述的失重秤的出料流量的控制方法，其特征在于，所述采样点是等时间间隔的或不等时间间隔的。

3.根据权利要求1所述的失重秤的出料流量的控制方法，其特征在于，所述控制输出的值从最小值增加到最大值，或者从最大值减小至最小值。

4.根据权利要求1所述的失重秤的出料流量的控制方法，其特征在于，所述控制输出的值与时间的函数关系对应的曲线是平滑的。

5.根据权利要求4所述的失重秤的出料流量的控制方法，其特征在于，包括：

所述控制输出的值与时间的函数关系是线性的、或指数性的、或者二次曲线关系，或者由上述三种曲线关系任意组合后的曲线关系。

6.根据权利要求1所述的失重秤的出料流量的控制方法，其特征在于，还包括：

利用所述剩余物料的重量与时间的函数关系计算出料流量与时间的函数关系，再利用出料流量与时间的函数关系、所述控制输出的值与时间的函数关系计算所述出料流量与所述控制输出的值的函数关系。

7.根据权利要求1所述的失重秤的出料流量的控制方法，其特征在于，还包括：

依次设置所述控制输出的值、电机的运行速度、螺旋加料机的转动速度的对应关系。

8.一种失重秤，应用如权利要求1至7的任一项所述的出料流量的控制方法。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在装置执行如权利要求1至7中任一项所述的出料流量的控制方法。