CN114590763A - 填充过程的控制 - Google Patents

Abstract

本发明申请涉及填充过程的控制。本发明提出了一种用于控制填充过程的方法，在该填充过程中将预定填充量的介质(14)填充到容器(18)中，其中将流入容器(18)中的介质(14)的流量测量为瞬时流速的测量值的时间序列，并由此估计已填充的填充量(22)。在此，基于先前填充过程的流速的测量值的先前时间序列的至少一个先前测量值，校正时间序列中的至少一个当前测量值。

Description

填充过程的控制

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于控制填充过程的方法和根据权利要求13的前序部分的用于经由对阀的控制用介质填充容器的填充装置。

填充系统用于各种领域，如食品、药品、化妆品或化学。待填充的介质通常是液体，例如饮料，或者不是食品的液体，例如矿物油等。挑战在于遵守最小填充量，同时尽可能少地超过该最小填充量。此外，还旨在实现高且可靠的吞吐量。

在现有技术中有许多方法使用传感器确定填充的量。秤可直接确定填充的质量，但称重尤其不适用于快速过程，因为填充机的运动会引起振动，这限制了填充的精度。高度测量装备或料位测量装置测定填充高度。然而，容器的差异(Varianz)会反映在填充量出现误差上。

因此，可替代地，在容器的供应管线中测量流量。对此有许多测量原理，例如科里奥利传感器、用于电导率最小的介质的磁感应流量传感器、超声波流量传感器或涡流传感器。也可以设想填充阀的简单的、无传感器的时间控制。然而，这没有考虑到流动行为的差异。此外，这还不允许对阀的老化以及对关闭行为和关闭速度的影响进行任何补偿。

因此，对于精确的填充过程，阀不是简单地通过时间来控制，而是基于流量测量来控制。然而，确定流量时的测量误差会导致相应不准确地确定的填充量。例如，在DE 102014 107 364 A1中，在填充过程期间基于识别到的流速变化校正用于填充的阀的关闭时间。然而，这种校正仍然是不完整的，因为流速的测量误差和噪声仍然没有得到补偿，因此完全影响时间点。

DE 199 04 166 A1在电导率由于填充产品的颗粒数量较多而发生明显变化时隐藏其当前的流量测量，转而退回到先前已经发生的计量过程。然而，这意味着缺少当前填充过程的测量信息，在该过程中，介质(甚至是先决条件)已发生相当大的变化，因此会出现不准确的情况。

从DE 10 2013 100 702 A1已知一种用于填充系统的控制模块。在填充周期期间，实时检测通过相应填充位置的流量曲线。通过与预先定义的目标曲线进行比较来识别异常。然而，测量的偏差不用于改进填充量的检测，而是将该比较用于诊断，以便能够通过调整填充参数或中止填充过程来做出响应。目标曲线也不是为了帮助更准确地确定实际填充量，确定实际填充量只有在实际测量的基础上才有可能进行，然而，其测量误差并没有以任何方式得到改善。

在DE 10 2017 124 565 A1中，根据多次填充的总流量来调节填充时间。因此，虽然平均了单次填充的流量确定的测量误差，但也因此平均了单次填充的实际存在的差异(Varianz)。

DE 10 2005 035 264 B4利用神经网络来确定流量，并且如果必要的话，调整用于控制或调节填充的控制数据。此外，神经网络只能评估其接收的测量数据，因此流速的测量误差仍会导致填充量不准确。

因此，本发明的任务在于能够更精确地控制填充过程。

该任务通过根据权利要求1的用于控制填充过程的方法和根据权利要求13的用于经由对阀的控制用介质填充容器的填充装置来解决。例如，填充量被指定为要被填充到容器的介质，特别是液体的体积。优选地，并行执行对多个容器的相应多个填充过程。在此，例如测量介质在容器的供应管线中的流量。测量数据以在时间上连续测量的瞬时流速的形式产生，即流速离散化为测量值的时间序列，其可以被称为填充曲线或填充特性。由此，可以确定已经填充的填充量，该填充量是自填充过程开始以来流速的积分，因此，在离散化的形式中，该填充量是考虑了时间序列的各个测量值的测量周期的时间序列的总和。一旦已经填充的填充量达到预定的填充量，就可以终止填充过程。在此，优选地，还考虑介质的溢出量(Nachlaufmenge)，在填充过程结束后，该溢出量仍将流入容器。

本发明的基本思想是，根据至少一个先前测量的历史记录，补偿由于容差、各种来源的噪声(例如，电子噪声或由于流体机械效应造成的测量值波动等)导致的瞬时流速的测量值的测量误差。为此，使用至少一个先前测量值来校正至少一个当前测量值。作为历史记录的一部分的先前测量值是来自先前或之前已经结束的填充过程的时间序列的流速的测量值，因此，当前测量值是来自当前填充过程的瞬时流速的测量值的时间序列的测量值。校正基于如下假设，即填充过程至少在连续的填充过程的某个时间段内是基本上可再现的过程。不准确性主要是由时间序列内各个测量值的测量噪声引起的。当前时间序列根据历史记录得到改进，然后具有显著降低的测量噪声。由于这种改进，也可以估计已经填充的填充量的更精确的值。

本发明的优点在于，可以特别精确地测量填充的填充量。填充轮廓(Abfüllprofil)，即填充过程期间的流速的曲线(Verlauf)，实际上可以是任意的，并且与现有技术的一些方法相比，也不必事先知道。因此，根据本发明的方法可以明显更灵活地使用，并且不需要对填充过程进行特定的人工调整。这也适用于可控填充阀对填充轮廓的影响，因为本发明与填充轮廓变化的具体原因无关。几乎流量的所有噪声行为都在噪声频谱和噪声水平中得到补偿，因此不需要知道具体发生的噪声。噪声应当是没有平均值的，但这通常是在流量测量中给出的，可以另外通过校准进行补偿。在实践中，安装条件通常很狭窄，在这种条件下，无法维持测量流量的传感器的通常入口和出口部分。因此，未稳定或未充分稳定的流动轮廓会产生增加的测量噪声。因此，本发明通过对测量噪声的补偿也有利于填充设备的规划和实施。

优选地，为相应的当前测量值和用于其校正的至少一个先前测量值的贡献确定权重。例如，当前测量值和历史记录的权重彼此相等，但是，其中几个先前的测量结果可能会对历史记录有贡献，因此单个先前的测量结果的贡献会小于当前测量结果的贡献。可替代地，权重可以更多地转移到当前测量结果或者更多地转移到历史记录。此外，在历史记录的先前测量结果中，也可以设想加权。

优选地，填充过程通过打开至少一个阀开始，并通过关闭阀结束。因此，填充过程是阀控制的，并且通过用于控制填充过程的方法来作用于阀上。特别地，一旦所需的量已经流过，即所测量的已经填充的填充量，优选地还加上直到阀在被控制关闭后实际上完全关闭的预期的溢出量，达到预定的填充量，就关闭阀。

优选地，填充过程的开始是通过测量的瞬时流速超过初始阈值来识别的。为了能够正确地将先前测量结果和当前测量结果的时间序列相互关联，这些时间序列应当在与其第一个测量值相当的时间点开始，或者在任何情况下都应当有一个共同的参考时间点，以便能够使测量值相互转换。在填充过程开始时流速的急剧上升的边沿在这里适合作为参考，基于初始阈值可以非常可靠地在时间上对其定位。

优选地，基于在相应时间序列内的相同时间点的先前测量值来较正当前测量值，特别是关于填充过程的开始进行校正。因此，在测量值的相应填充过程中，利用在相同的时间点的先前测量值校正当前测量值。填充过程的相应开始适合作为相同时间点的参考点。在完美可再现的填充过程和理想的无误差的流量测量的情况下，所有这些测量值都是相同的。因此，即使在填充过程仅良好且不完美可再现的情况下，对于测量噪声的校正，可以从时间序列内的相同时间点的测量值获得良好的结果。优选地，仅使用在相应时间序列内的相同时间点的测量值。也可以考虑相应时间序列内的时间上相邻的测量值，但这种情况优选地具有较小的权重。

优选地，较正时间序列的多个当前测量值，特别是自填充过程开始以来的所有当前测量值。根据具有至少一个测量值的历史记录仅校正一个当前测量值对于已填充的填充量的测量精度已经有一定的提高。如果时间序列的许多或所有当前测量值被校正，则测量精度还会提高更多。如果一些当前测量值由于缺乏计算资源、计算时间或其他原因而没有被校正，则这仍然可以被理解为在可能或期望的范围内校正所有当前测量值。

优选地，基于多个填充过程的流速的先前测量值的预定的多个时间序列进行校正。在该实施例中，历史记录相应地包括多个而不仅仅是一个先前的填充过程。优选地，存在正好在前面的填充过程，例如最近的两次、五次、十次、五十次等。然而，并非必须如此，例如，考虑至少一些较前或较旧的填充过程也是有意义的。

优选地，根据来自先前测量值的统计度量，特别是平均值或中位数来确定校正。统计度量可用于调整当前测量值，或者当前测量值被包含在统计度量中，该统计度量然后提供经校正的当前测量值。一些具体的示例是群平均值(Scharmittelung)或移动平均值。特别优选地，存在例如随着先前填充过程的时间久远(Alter)而降低的权重。可替代地，加权仅区分当前测量结果和先前测量结果，在这种情况下，所有填充过程在历史记录中的贡献是相同的。

优选地，至少一个先前测量值被用作过滤器的输入值，并且过滤器基于先前测量值和当前测量值来估计校正的当前测量值。在该实施方式中，先前的测量值被用作过滤器的输入值，该过滤器然后又校正当前的测量值。优选地，过滤器连续应用于相应的当前测量值，然后该当前测量值是后续填充过程的先前测量值。特别地，过滤器是FIR过滤器(FiniteImpulse Response，有限脉冲响应)或IIR过滤器(Infinite Impulse Response，无限脉冲响应)。

优选地，存储过滤器参数和/或中间变量，而不是先前的测量值。存储具有先前测量值的多个完整时间序列的历史记录需要大量存储空间。如果根据本发明的方法要用非常有限的硬件资源在用于流量测量的传感器中实现，这将变得特别成问题。相反，在该优选实施方式中，仅存储先前过滤结果的过滤器参数或中间变量，先前测量值本身可以被丢弃，并且不需要被存储。在低阶过滤器的情况下，特别是一阶过滤器，只需要存储几个值，但也可以考虑更长的历史记录。

优选地，时间序列和至少一个先前的时间序列被布置成2D阵列，并用2D过滤器核进行处理，以校正当前测量值。为此，时间序列作为2D阵列的行彼此叠加布置，其中例如这些行在相应填充过程的开始处对齐。这只是一个说明，行、列或任何其他形式的实际表示最终并不重要。根据前面的实施方式，可以说，校正总是从先前的测量值按列并一维地进行的，这些测量值在其时间序列内处于与待校正的当前测量值相同的时间点处。在这个优选实施方式中，现在类似于图像处理，2D阵列利用过滤器核被处理。由此，根据过滤器核的设计，时间上相邻的先前和/或当前测量值也以期望的方式影响校正。

优选地，当前测量值和经校正的当前测量值相互比较，并且在差异超过容差阈值的情况下，改变当前测量值和至少一个先前测量值之间的权重。本发明的意义和目的是在测量噪声的范围内进行一定的校正。然而，如果偏差变得非常大，例如经由填充过程中在那个时间点的历史记录的多个标准偏差所测量的，则它可能不再仅仅是方法所要调整的测量噪声或预期漂移。相反，这表明真正的异常值。程序可以通过相对于当前测量值重新加权历史记录来对此做出响应。如果多个填充过程和/或测量值之间存在差异，则填充过程可能已经改变，或者可能存在根本性错误，程序可能会以警告做出提示。

优选地，填充过程的初始阶段和/或最终阶段的当前测量值与填充过程的初始阶段和/或最终阶段的先前测量值进行比较，以便检查阀或确定溢流量。在之前优选的实施方式中，时间序列直到流速超过初始阈值才开始。然而，该阶段的测量值可以提供有关阀状态的信息。这同样适用于阀关闭的阶段。作为监控的结果，可以重新计算溢流量或发出阀的维护请求。

根据本发明的用于经由对阀的控制用介质填充容器的填充装置具有流量传感器以及控制和评估单元，该控制和评估单元被设计成一旦达到预定的填充量就关闭阀，并且基于利用根据本发明的方法确定的已填充的填充量来确定关闭阀的时间。

附图说明

下面还将示例性地基于实施方式并参考附图对本发明的进一步的特征和优势进行阐述。在附图中：

图1示出了填充装置的示意性概览图；

图2示出了多个填充过程的流速的测量值的多个相互重叠呈现的时间序列；

图3示出类似于图2的多个时间序列，其中在Y方向上具有附加的人工偏移，以示出作为2D阵列的布置；以及

图4是用于从历史记录校正测量值的简化流程图。

图1示出了填充装置10的示意性概览图。介质14从存储容器12经由供应管线16流入容器18。介质14是液体，例如饮料，但是也可以是粘性的，并且通常是能够流动的任何介质。瓶子示为容器18，其也仅代表容纳介质14的任何容器。实际上，通常不仅填充单个容器18，而是并行填充多个容器，使得所示布置在多个填充线中在一个存储容器12处或者在多个存储容器处倍增。

填充过程的目的是将精确预定量的介质14填充到容器18中。该预定量可以指定为体积(例如，正好1L)、或者指定为质量(在介质14已知的情况下，该质量经由密度与体积成比例)、或者其他合适的变量。填充过程通过打开阀20开始并且通过关闭阀20结束。确定已经填充在容器18中的介质14的量22，以便找到关闭阀20的正确时间。该测量间接通过流量传感器24测量供应管线16中的流速(即，每单位时间流过供应管线16横截面的量或质量)来进行。填充过程由连接到阀20和流量传感器24的控制和评估单元26控制。控制和评估单元26显示为单独的块，其也可以至少部分地集成到流量传感器24中，或者负责多个并行的填充线。

流量传感器24可以实现任何测量原理，特别是开篇已经提到的科里奥利传感器、用于电导率最小的介质14的磁感应流量传感器、超声波流量传感器或涡流传感器之一。即将参考图2至图4呈现的根据本发明的方法提高了填充量22的有效测量精度，例如，在体积或重量方面，而不管进行原始测量的物理原理如何。然而，对于涡流传感器是特别有利的，涡流传感器由于其原理具有非常高的散射性(Streuung)，但是由于它们的低成本实现，因此涡流传感器本身非常适于填充装置10。根据本发明的方法至少部分地消除了先前存在的有限测量精度的缺点。

实际上寻求的测量变量不是流速而是填充量22，即流速在填充过程的时间段期间的积分。一些优选使用的流量传感器24已经通过将流速乘以测量速率的周期来确定流量，并输出相应的多个脉冲，其中每个脉冲对应于一定的量，例如1ml或1g。预定的量可以被转换成多个这样的脉冲，从而通过对流量测量传感器24的脉冲进行计数并将其与预定量的脉冲数进行比较，可以非常容易地确定关闭阀20的时间点。其他流量测量传感器24具有频率输出，即脉冲的重复频率对应于当前流速的二进制输出。当然，也可以考虑以其他形式输出流速或流速与测量周期的乘积，例如数值。还应当注意，阀20的控制不会立即中断介质14的流动。在阀20关闭的阶段中流动的介质14可以根据先前的测量结果被估计确定为溢流量，并且相应地将关闭的时间点提前。

图2示出了由流量传感器24测量的多个填充过程的流速的相互重叠显示的示例性曲线。流量传感器24以一定的测量重复率产生测量值，并且由此产生n个采样值的时间序列。采样值的相应的标识#i(i＝1...n)绘制在X轴上，相关的测量值或瞬时流速绘制在Y轴上。时间序列或曲线在填充过程开始时或在阀20打开的时间点在X轴上对齐。这种开始可以通过上升沿开始时的阈值来发现。

可以看出，至少在一些填充过程期间，填充过程以及由此测量的流速的时间序列具有高度的可再现性。当然，前提条件是不改变填充过程本身，例如，可以表示为在给定的温度和至少近似恒定的填充水平以及由此存储容器12中的近似恒定的压力下，在具有特定的阀20的填充装置10中填充特定的介质14。

然而，即使可再现性给定的情况下，时间序列也决不是彼此相同的，而是显示出一种差异，这种差异基本上是由测量噪声造成的。由于假设填充过程本身是不变的，因此这种差异被视为测量误差，并根据本发明进行校正。校正当前测量的时间序列的基础是至少一个先前测量的时间序列的历史记录。考虑到可再现性，从该历史记录导出预期的流速，并且该先验知识影响经由其校正的当前的测量。

可以设想，仅校正单个测量值，例如采样值#121处的测量值，或者仅校正时间序列的部分范围或多个部分范围。然而，如果对大量的测量值，或者甚至更优选地，从阀20打开到随着阀20关闭而达到预定量的整个时间序列，都进行校正，那么就能获得最准确的结果，为了简化，在下文中假设这种优选的情况。

在一个实施方式中，在填充过程期间存储流速测量值的至少一个时间序列。以这种方式存储的历史记录的范围，一方面取决于可用的存储和计算能力，另一方面历史记录应当只跨越可再现性足够的一时间段。考虑到这一点，可以存储最后k个时间序列，k＝1…100或更大，其中也可以设想间隔，特别是根据先前时间序列的增加来设想间隔。

然后，根据该历史记录分别校正流速的当前测量值。优选地，对在时间序列内的某个时间点的当前测量值#i的校正基于相对于相应时间序列同时期的先前测量值#i。为此，优选地计算统计度量，例如平均值或中位数。在该统计度量中，可以给当前测量结果和先前测量结果赋予不同的权重，其中先前测量结果本身也可以被相同地或不同地加权，例如随着时间的增加而减小权重。

特别是在流量传感器24的时间分辨率非常高并且因此每个时间序列有多个测量值的情况下和/或考虑多个先前填充过程而历史记录较长的情况下，会产生高的存储器要求和计算工作量。因此有利地，不完全存储历史记录，而是使其连续涌入校正参数中。这种类型的简单实现是移动(gleitend)平均值，其将每个测量值#i的历史记录总结在单个值中。

一种更复杂且适应性更强的实现方案是使用过滤器，特别是IIR(InfiniteImpulse Response，无限脉冲响应)过滤器或FIR(Finite Impulse Response，有限脉冲响应)过滤器，该过滤器针对时间序列内的每个时间点或采样值#i根据相应历史记录分别进行参数化。利用合适的n阶过滤器(例如，IIR过滤器)，对于每个测量值只需要存储n个参数，而与历史记录的范围无关，特别是在一阶过滤器的情况下，只需要存储一个参数。在IIR过滤器的情况下，根据历史记录还必须存储更多个值，但仍然可以以压缩形式存储历史记录。过滤器基于各自的当前时间序列逐渐进行参数化，然后形成用于后续填充过程的历史记录。过滤器的参数化保持不断地根据各自当前的时间序列进行调整。

根据具体的填充过程，可以根据时间序列的当前测量值和历史测量值设置不同有利的权重。历史记录的较高权重导致填充精度的提高，因为相应测量值的测量噪声被更好地校正。然而，与此同时也增加了对填充过程的可再现性的要求。对一阶IIR过滤器的脉冲响应的分析表明(其中，当前时间序列和先前时间序列的历史记录各加权一半)，在七个填充过程之后，实际上不再有任何影响。可以假设在七个填充过程的持续时间期间，可再现性良好。利用移位加权或更复杂的过滤器，特别是更高阶过滤器，历史记录也可以有更长的影响。

图3是用于解释对流速的历史记录和实际测量结果的可替代过滤的图示。类似于图2，这里示出了多个填充过程的流速测量值的多个时间序列。曲线在附加的y方向上彼此偏移。因此，形成了测量值的二维离散函数或2D阵列。另外，时间绘制在x轴上，附加的y轴对相应填充过程的标识

进行离散编码。在这个由x和y给出的2D阵列中，存储了相应的测量值，该测量值在图3的z轴上绘制。

测量数据的这种二维结构对应于解析成像素的图像。在目前为止参考图2所阐述的实施方式中，校正或过滤仅按列且一维地针对其相应时间序列内的采样值#i处的相同X位置进行。然而，在有利的扩展方案中，也可以在两个方向上确定统计度量，或者可以应用类似于图像处理中使用的2D过滤器核。因此，不再从恰好这个测量值的刚过去开始逐点进行校正，而是根据2D过滤器核从时间上相邻的测量值和/或它们的历史记录进行校正。

例如，可以通过统计方法来测定x方向和y方向上的平均值和标准偏差，并由此决定当前测量值最适合哪个时间序列。例如，该信息可以用于调整相对于当前测量结果的历史记录的权重或历史记录的特定部分的权重。一般来说，可以在y方向的过滤和x方向的过滤之间进行选择，或者将两者结合起来，特别是基于当前测量值的统计分配来进行选择。这使得校正更加精确，并提高了对填充过程中的变化的响应。

图4示出了用于校正来自历史记录的流速测量值以及用于调节当前测量结果和先前测量结果之间的权重的简化的示例性流程图。输入值是流速的相应当前测量值

输出值

是经校正的测量值。在块B1中，将历史记录考虑进来并通过当前测量结果进行修改，例如计算统计度量或调整过滤器参数。这已在上面的各种实施方式中进行了阐述。通过块B2、通过块B3分别用b或其补码1-b对历史记录和当前测量值

进行加权。二者在块B4中组合成输出值

现在有不同的状态，其需要在块B5中改变权重。首先，开启时还没有历史记录，并且有利地最初只使用b＝1的当前测量值。随着历史记录建立起来，其获得越来越大的权重，直到在瞬态振荡阶段(Einschwingphase)结束时达到预定权重b。

在瞬态振荡运行(eingeschwungener Betrieb)中，应区分测量噪声、由预期过程变化引起的漂移以及异常事件。如果偏差保持在预期噪声带中，则根据本发明进行校正，并保留加权。当前测量值和历史记录之间异常大的偏差，例如由历史记录的标准偏差的倍数测量的偏差，可以通过给予当前测量结果更高的权重来考虑。例如，这适用于由于先前取出介质14而引起的存储容器12中温度或压力的变化。过程变化和异常事件同样可以借助于卡尔曼过滤器来估计，卡尔曼过滤器首先借助已知的噪声分布来评估当前测量值的状态。

然而，如果出现由于流体动力学而无法用物理方法解释的偏差，即如果变化大于

的阈值，则这可能是由于系统中的气泡、振动等的干扰影响。相反地，历史记录可以被加大权重，并且明显有错的当前测量值不能被收录在历史记录中。还可以发出警告，特别是如果历史记录和当前测量结果之间的差异没有解决的话。

可以设想，使加权因子还取决于附加传感器的测量结果。例如，压力或温度的变化也可以由填充装置10的其他传感器检测，包括其他流量传感器。在由其他传感器报告的这种变化一致以及历史记录和当前测量结果之间有差异的情况下，可以更加信任当前测量结果，因为历史记录显然发生在不同的条件下。流量传感器24和其他传感器之间的联网可以通过传感器到传感器的通信来实现，或者在更高级别进行通信，无论是通过将其他传感器连接到控制和评估单元26还是包括云的网络。延迟在这里起着次要作用，因为所需的响应时间往往只有几秒钟的范围。

根据本发明的方法的一些方面在前面的描述中仅谈及或者甚至根本没有提及，现在将更详细地讨论这些方面。

为了能够从测量值的历史记录校正当前的测量值，时间序列必须在时间上相互对齐，如图2所示。为此，必须选择合适的参考时间点，特别是作为检测和存储测量值的触发时间，以便从一开始就用正确的时间参考来检测时间序列，而不必在事后将这些时间序列在时间上相互对齐。合适的触发时间由图2中填充过程开始时的上升沿指定。

可以为此定义初始阈值。一方面，该初始阈值应选择得足够高，以便在填充过程之前的零流量下可靠地不会发生错误触发。另一方面，该初始阈值也应当足够小，以便检测到边沿(Flanke)的早期范围，该范围尽可能地陡，并且几乎不由测量噪声决定，而是主要由填充过程本身决定。在图2中，初始阈值大约是1000，其远在打开阀20的时间点之前的噪声带之外，并且尚未处于边沿的潜在噪声更大的较慢上升部分。

原则上，代替对齐填充过程的开始，也可以用类似的方式对齐填充过程结束时的下降沿。然而，这只有在回顾存储的时间序列时才有可能，因为填充过程的结束当然不同于填充过程的开始，不能用作记录测量值的触发器。

作为进一步的方面，应当考虑填充过程和流速的检测是时间上不相关的过程，即异步过程。为了获得良好的结果，流量测量的时间分辨率应当具有最小值，否则从历史记录校正当前测量值可能会提供额外的误差，特别是在打开和关闭阀20时流速变化大的情况下。可替代地，该方法可以用于流量恒定的时间段，因为在该时间段中时间关联性不太重要。

已经结合图4简要提到了根据本发明的方法的初始阶段。第一次填充过程尚无历史记录。这里，最初进行加权，使得只有当前测量值具有影响。然后从一个或多个第一次填充过程建立历史记录，并且特别地，过滤器链被预设，使得从第二次填充过程开始就已经可以进行校正，这被进一步改进，直到有足以填满预先设定的历史记录的填充过程被完成。

可以设想，将导入的填充过程的历史记录存储在永久存储器中，使得例如在电压短暂中断之后，可以以相同的品质继续进行填充。这种存储也可以与框架条件一起作为一种配方进行，框架条件例如为待填充的量、介质14的类型、温度和压力。如果随后在相同的框架条件下进行填充，则可以省略首次建立历史记录时预设过滤器的初始阶段，而是加载存储的历史记录。

为了补偿初始阶段的不确定性并保证在任何情况下都填充法定规定的最小量，作为预防措施，最初可以有意地将已经填充的量22低估一容差(Toleranz)。利用从增长的历史记录中获得的知识，例如已经填充的量22的标准偏差，然后可以逐渐取消这种低估。

只要填充情况没有决定性的变化，历史记录只会导致有意义的校正。这通常可以通过改变权重来解决，如上述图4所讨论的。然而，如果流速降低并且因此填充过程延长，那么就会出现特殊的问题。然后，在时间序列接近结束时，历史记录的到目前为止的填充过程结束时的下降沿和当前测量的仍然高的流速重叠。这会导致无意义的混合，并且当前的测量值应当被更重地加权或单独使用，并建立新的历史记录。随着流速增加且填充过程缩短，也会出现类似的问题。

作为另一方面，时间序列可用于测控阀20。由于机械磨损等原因，打开和关闭行为可能会发生变化，这反映在填充过程开始和结束时时间序列中测量值的变化上。由此，可以为系统控制提供诊断信息。

根据流量传感器24的时间分辨率，当快速打开和关闭阀20时，在边沿中可能只有非常少的测量值或者甚至只有单个测量值被监测到。然而，由于填充过程和流量测量彼此不同步，所以从填充过程到填充过程，随着历史记录对边沿的不同位置进行采样。因此，由于历史记录，仍然可以检查打开和关闭行为，并且例如可以确定溢流量。

在测量设置中，用根据本发明的方法确定的已经填充的量22与通过秤确定的实际已经填充的量22进行比较。在此，通过一阶过滤器校正测量值，并且在两次评估中实际测量结果和历史记录的权重分别为50/50和30/70。相对误差的标准偏差利用50/50的加权从0.66％而改善到0.45％，即降低到0.68倍，而在30/70的加权的情况下甚至改善到0.40％，这相当于降低到0.6倍。

Claims (13)

1.一种用于控制填充过程的方法，在所述填充过程中将预定填充量的介质(14)填充到容器(18)中，其中将流入到所述容器(18)中的所述介质(14)的流量测量为瞬时流速的测量值的时间序列，并由此估计已填充的填充量(22)，

其特征在于，

基于先前填充过程的流速的测量值的先前时间序列的至少一个先前测量值，校正所述时间序列的至少一个当前测量值。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，通过打开至少一个阀(20)开始所述填充过程，以及通过关闭所述阀(20)结束所述填充过程。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，通过所测量的瞬时流速超过初始阈值识别所述填充过程的开始。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，基于在相应时间序列内的相同时间点的先前测量值校正所述当前测量值，特别是关于所述填充过程的开始来进行校正。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，校正所述时间序列的多个当前测量值，特别是自所述填充过程开始以来的所有当前测量值。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，基于多个填充过程的流速的先前测量值的预定的多个时间序列来进行校正。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，根据来自先前测量值的统计度量，特别是平均值或中位数，来确定所述校正。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，至少一个先前测量值被用作过滤器的输入值，特别是用作FIR或IIR过滤器的输入值，并且所述过滤器基于先前测量值和所述当前测量值来估计校正的当前测量值。

9.根据权利要求8所述的方法，

其中，存储过滤器参数和/或中间变量，而不是先前测量值。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，所述时间序列和至少一个先前时间序列被布置成2D阵列，并且用2D过滤器核进行处理以校正所述当前测量值。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，将所述当前测量值和所校正的当前测量值相互比较，并且在差异超过容差阈值的情况下，改变所述当前测量值和至少一个先前测量值之间的权重。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，将所述填充过程的初始阶段和/或最终阶段的当前测量值与所述填充过程的初始阶段和/或最终阶段的先前测量值进行比较，以便检查所述阀(20)或确定溢流量。

13.一种用于经由对阀(20)的控制用介质(14)填充容器(18)的填充装置，所述填充装置具有流量传感器(24)以及控制和评估单元(26)，所述控制和评估单元被设计成一旦达到预定的填充量就关闭所述阀(20),

其特征在于，

所述控制和评估单元(26)基于已填充的填充量(22)来确定关闭所述阀(20)的时间点，所述填充量利用根据前述权利要求任一项所述的方法来确定。

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