[实用新型]用于包装、灌装或配料的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及称重控制领域中，在包装、灌装或配料的控制应用中的控制系统。

背景技术

在包装、灌装或配料应用过程中，对包装、灌装或配料设备的速度需求越来越高，并且该需求聚焦焦点在称重控制器或称重控制仪表上，控制速度需求成为包装、灌装或配料控制系统的主要竞争指标，提高该指标能够提升包装、灌装及配料控制系统的经济价值及技术价值。

在包装、灌装或配料的过程中，包装、灌装或配料控制系统按照流程控制设备周期工作重复完成包装、灌装或配料过程，整个流程控制周期分成开始清零阶段、快进料阶段、慢进料阶段、检重阶段、放料阶段。开始清零阶段在称重数据稳定后通过清零操作消除皮重影响，快进料阶段快速进料保证效率，慢进料阶段通过慢速进料保证精度，检重阶段通过静态称重确认结果，放料阶段完成“包装”。

在快进料阶段到慢进料阶段的切换过程中，给料流量发生急剧变化，其它阶段之间也存在流量急剧变化过程。这些流量变化过程引起原先工作在稳定状态的滤波器失稳而无法保持原有的输出精度(滤波器固有特性)，寻找一种能快速稳定并且能够有效的压制高频高强度机械干扰及低频低强度给料不均匀或称重设备晃动干扰的滤波系统是提高包装、灌装及配料速度的基本需求。

在包装、灌装或配料的各个阶段有不同的控制需求。开始清零阶段、检重阶段对称重数据没有精度要求，仅对稳定精度有要求(确保称重精度达到应用需求)，快慢进料阶段对稳态数据精度无需求，对称重数据有控制精度需求(在滤波精度与速度的矛盾中控制精度最优问题)，放料阶段要求数据处理速度快，精度要求较低。在不同的阶段根据工艺流程需求使用不同数据处理方法能更好的满足包装、灌装或配料需求，是实现高速高精度包装、灌装及配料的工艺需求。

在高速的包装、灌装或配料应用中，现有的技术存在下述不足：1、选用的滤波算法稳态建立时间较长(单位阶跃响应较长)，引起相邻两次比较器控制之间的时间间隔较长，影响包装、灌装及配料的控制速度；2、在工艺流程的不同阶段采用相同的滤波及比较器控制方法，造成数据处理方法与工艺过程配合失调，进而影响包装、灌装及配料的控制性能。3、在工艺流程过程中存在给料器引起的低频周期给料不均匀干扰或物料连续侧向冲击称重设备引起的设备晃动低频干扰，这类干扰对系统速度与精度影响较重。给料不均匀干扰是给料器的固有特性，不同的给料阶段给料器的工作状态不同(例如螺旋的转速不同)，给料不均匀干扰情况不同。设备晃动干扰受称重加载的影响，随着称重加载的增加而干扰频率增加(例如随着称重斗里的物料量增加，称重的重心变高，导致单摆模型的摆长变短而引起干扰频率变化)。针对上述干扰的频率，利用有限脉冲响应(FIR)滤波器的陷波特性，在给料控制阶段使用不同的滤波参数能够更好的抑制低频干扰噪音，进而提高包装系统性能。

在包装、灌装或配料应用的过程中，包装、灌装及配料速度与精度与用户的经济效益紧密挂钩，因此如何克服现有系统存在的不足，提高速度和精度，并提高系统稳定性，成为本实用新型需要解决的关键问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种优化滤波精度与速度的包装、灌装或配料的控制系统。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于包装、灌装或配料的控制系统，包括：滤波模块，用于去除称重数据中的干扰信号，包括：第一级滤波器，用于去除所述称重数据中的第一干扰信号，所述第一干扰信号的频率高于第一阈值；第二级滤波器，用于去除所述称重数据中的第二干扰信号，所述第二干扰信号的频率低于第二阈值；比较模块，包括：第一比较控制模块，用于根据经所述滤波模块去除干扰信号后的称重数据，控制包装、灌装或配料的工艺流程；第二比较控制模块，用于根据包装、灌装或配料的工艺流程及其干扰信号控制所述第一比较控制模块及所述滤波模块的操作。

优选地，所述第一干扰信号为机械冲击形成的高频干扰信号，所述第二干扰信号为给料不均匀或称重设备晃动形成的低频干扰信号。

优选地，所述第一级滤波器具有第一滤波参数，所述第一级滤波器使用所述第一滤波参数对所述称重数据进行滤波；所述第二级滤波器具有第二滤波参数，所述第二级滤波器使用所述第二滤波参数对所述称重数据进行滤波。

优选地，所述包装、灌装或配料的工艺流程包括工艺流程的阶段，所述阶段包括：清零阶段、快进料阶段、慢进料阶段、检重阶段及放料阶段。

优选地，所述第一级滤波器以及所述第二级滤波器为线性相位滤波器。

优选地，所述第一级滤波器为贝塞尔滤波器或具有陡降特性的有限脉冲响应(FIR)滤波器。