自适应秤体的智能动态称重仪表的设计

1 前言

动态称重系统是应用于动态电子称重控制系统，对工作物料进行快速称重计量和精确实时控制。广泛应用于粮食、化工、冶金、建材等行业生产现场的称重计量和控制。

动态称重追求的目标：以最快的速度、最佳的精度全自动完成称重过程。而速度与精度是一对矛盾体，速度快就要求秤体单位时间内的落料量大，这样就很难控制精度，而精度高就要求单位时间内加料的量要越少越好。因此目前市场上的动态称重都是采用分级加料的方式，来达到速度与精度的平衡，即采用大、中加料来加快速度、慢加料来控制精度，这样就产生了一个较为纠结的问题：大、中、小三级加料分别要加多少料才最为合适，才能达到速度与精度的完美结合，即在满足用户精度要求的前提下，达到速度最快，这是困扰动态称重仪表行业的一个老大难问题，系统的自诊断、自适应及功能自组织的形成，使称重计量向测量系统的信息处理智能化、组合化和功能自适应方向发展。

阻碍上述目标实现的主要因素：秤体本身的机械性能；动态称重仪表的控制性能。

传统的解决上述问题的方法是：依据秤体调试技术人员的经验，通过多次对秤体的调试，手工找出大、中、小三个重量点。作为正常工作过程中的重量参数来控制秤体的加料进程和动作。

这一方法存在的不足：

调试人员的经验决定了秤体的工作性能。对称重企业发展不利，也给用户带来很多不便。

一旦秤体机械特性发生改变，就必须重新调试。

改变，就必须重新调试。

调试出来了参数是经验积累，不一定是科学的。且调试必须在现场进行，调试工作相当繁琐。

通过对秤体机械及加料过程的全面分析，利用学习算法，自动获取秤体机械特性参数，得到加料过程的大、中、小三个重量参数，完成对称重过程的自动控制。这就是自适应秤体的智能动态称重仪表设计背景和思路。

2 仪表主要功能

与传统动态称重仪表相比，自适应秤体的智能动态称重仪表具有以下先进的功能：

（1）每个秤体在第一次包装某种物料时，仪表将自动学习获取相应的快中慢参数并记忆在仪表中，仪表以后的称重过程将由这些参数控制自动完成。（2）不同物料的品种号只需学习一次，对于同一物料，用户可以任意修改目标量，仪表都将按照相应的参数自动完成称量。（3）用户若需要改变当前的物料类型，只需简单地变更品种号即可。仪表可记忆多达10个不同物料类型的品种号供用户选择。（4）不管用户秤体采用的是2级还是3级进料方式，仪表都将采用2级进料方式，其中利用快中慢三个阀门或中慢两个阀门控制快进料，利用慢进阀门控制慢进料。（5）为了满足小定量包装的需要，仪表设计了利用中、慢两个阀门来控制快进的工作方式，而不同方式的转换由仪表根据品种号来自动切换完成。其中0-4号品种为正常称量模式，5-9号品种为小定量包装模式。

3 仪表主要特点

与传统动态称重仪表相比，智能型动态称重仪表具有以下特点：

（1）速度快，由于仪表采用了2级进料，并能根据秤体机械特性和称重物料的重量特性自动获取相应的参数，使得仪表可以尽量多的使用快进方式完成加料，慢进料的重量可以降到最低，因此大大地加快了进料速度。（2）精度高，由于慢进提前量是自动获取的，并能根据秤体机械特性的变化而实时调整，因此大大提高了最终的定量精度。只要秤体的机械特性可以达到的精度，仪表可以使其完美地达到。（3）操作方便，用户无需设置快中慢参数，只需调用相应的品种号即可，而同一物料的不同目标量也只需改变目标量，无需再去设置或学习相应的快中慢参数，而是由仪表根据保存的参数自动获取。（4）调试方便，传统的动态称重仪表为了使秤体达到最佳称重效果，要在工作现场反复调试以获取最佳的快中慢参数，这对于秤体调试的工作人员来说是一个相当头疼的事情，调试多次也不一定能达到满意的效果，而且使用一段时间后，参数可能又要调整，改变物料时又要调整。因此秤体调试一直是困扰秤厂的一个头疼问题。而本仪表彻底解决了这一问题，使得秤厂技术人员从繁琐的秤体调试工作中解脱出来，专注于提高秤体的机械性能，以提高产品的质量，获得更多的客户。（5）人性化设计的仪表操作界面，采用触摸式平板显示器，不但使得数据显示更为清晰、全面而且操作采用中文提示，相当方便。（6）扩展的功能，仪表添加了网络功能，可实现远程控制和维护。

4 学习算法程序框图

学习算法程序框图如图1所示。

5 结语

随着工业现代化的进程进一步推进，智能动态称重仪表将得到广泛应用，特别是自适应秤体的

智能动态仪表通过自带的学习算法替代传统的经验调试方法，使以足够快的数据采集速度、科学的算法将秤体的机械性能发挥到极致，以在满足称重精度的前提下做到速度最快成为可能。