稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線spc分析系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：用于實(shí)時(shí)在線采集稱重式灌裝設(shè)備的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品的皮重、產(chǎn)品凈重；存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)分析分析單元，所述數(shù)據(jù)分析分析單元從所述數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取待分析數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)進(jìn)行分析。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)輸出分析結(jié)果，從而操作人員可依據(jù)結(jié)果采取干預(yù)措施，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定可控，降低計(jì)量過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明還提供一種稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析方法。
【專利說(shuō)明】稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)采集與分析【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC (統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制)分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]稱重式灌裝設(shè)備廣泛應(yīng)用于石油化工、食品飲料、醫(yī)藥等多【技術(shù)領(lǐng)域】，與我們的生活息息相關(guān)，作為商品，其凈重與我們消費(fèi)者的利益緊密相連。
[0003]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)稱重式灌裝機(jī)的計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該計(jì)量系統(tǒng)包括:稱重傳感器1、灌裝頭組件2、光電管3、稱重儀表4、包裝容器5以及過(guò)程控制PLC 6 (可編程邏輯控制器)。稱重傳感器I的支架組件上部平臺(tái)放置有相應(yīng)的包裝容器5，灌裝頭組件2在控制狀態(tài)下定量將產(chǎn)品注入包裝容器5。稱重儀表4與稱重傳感器I和過(guò)程控制PLC 6相連接，實(shí)時(shí)獲取包裝的產(chǎn)品的重量變化，并將信號(hào)轉(zhuǎn)化為便于識(shí)別的重量數(shù)據(jù)值。當(dāng)重量值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，稱重儀表4發(fā)送開(kāi)關(guān)信號(hào)到過(guò)程控制PLC 6，PLC 6據(jù)此發(fā)出控制灌裝頭關(guān)閥指令，灌裝頭控制閥關(guān)閉，停止注入產(chǎn)品。
[0004]該計(jì)量系統(tǒng)工作過(guò)程如下:
[0005]I)首先確定包裝產(chǎn)品的皮重，光電管3固定在設(shè)備機(jī)架上稱重傳感器組件I后側(cè)面，稱重傳感器組件I的上部平臺(tái)放置相應(yīng)的包裝容器5，傳感器即可感知包裝物重量。光電管3監(jiān)測(cè)到包裝容器5到位后，向過(guò)程控制PLC 6發(fā)送信號(hào)。過(guò)程控制PLC6接收到信號(hào)后向稱重儀表4發(fā)送指令，稱重儀表4清零去皮并存儲(chǔ)包裝物皮重，放置包裝物皮重的狀態(tài)即被定義為新的零點(diǎn)。
[0006]2)開(kāi)始灌裝過(guò)程，過(guò)程控制PLC 6向灌裝頭組件2的控制閥發(fā)送啟動(dòng)指令進(jìn)行灌裝操作。稱重傳感器I實(shí)時(shí)感知被產(chǎn)品重量加注物料的重量變化。稱重儀表4獲取稱重傳感器I檢出的重量變化信號(hào)，轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品重量值，與設(shè)定值進(jìn)行比較。當(dāng)重量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，向PLC 6發(fā)送信號(hào)，PLC 6根據(jù)接收到的相應(yīng)信號(hào)，向灌裝頭組件2的控制閥發(fā)出停止灌裝指令，灌裝頭組件2的控制閥關(guān)閉，稱重儀表4存儲(chǔ)實(shí)際灌裝凈重，灌裝過(guò)程完成。
[0007]國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范《定量包裝商品凈重計(jì)量檢驗(yàn)規(guī)則》JJF1070-2005對(duì)產(chǎn)品計(jì)量提出了嚴(yán)格的要求，批量定量包裝商品的平均實(shí)際凈重應(yīng)大于或等于其標(biāo)注凈重，尤其是抽樣批次平均凈重不允許出現(xiàn)負(fù)偏差。在上述現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)量系統(tǒng)中，在確定定量包裝產(chǎn)品的重量時(shí)，由于過(guò)程控制PLC 6中只能檢測(cè)當(dāng)前進(jìn)行灌裝產(chǎn)品的重量達(dá)到設(shè)定值的信號(hào)，不能記錄實(shí)際的產(chǎn)品重量數(shù)值，無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0008]因此對(duì)該灌裝設(shè)備的計(jì)量過(guò)程能力的分析，只能通過(guò)按照一定的規(guī)則線下抽樣的方式獲取部分產(chǎn)品的重量，之后再對(duì)抽檢數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，從而確定定量包裝產(chǎn)品的凈重與目標(biāo)符合性，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，獲取的信息又相對(duì)有限。對(duì)于出現(xiàn)異常的產(chǎn)品，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，更不能及時(shí)采取措施，發(fā)現(xiàn)計(jì)量風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)品可能已經(jīng)流入市場(chǎng)，且隨著產(chǎn)能的提高，抽檢頻度不變，無(wú)形中加大了過(guò)程分析風(fēng)險(xiǎn)，如果增大抽檢頻度，無(wú)疑會(huì)大量增加人工成本，且分析過(guò)程存在較大的滯后性。[0009]另外，現(xiàn)有技術(shù)采用的抽檢方法，通過(guò)灌裝前抽檢一定數(shù)量包裝物皮重計(jì)算平均皮重，抽取稱量產(chǎn)品的含皮毛重，計(jì)算獲取產(chǎn)品實(shí)際凈重，進(jìn)而控制定量包裝產(chǎn)品的凈重，受抽檢方法的限制，不能保證每件產(chǎn)品實(shí)際凈重均能滿足要求，存在較大風(fēng)險(xiǎn)，尤其是當(dāng)生產(chǎn)速度較高時(shí)，控制更為困難，同時(shí)由于抽檢過(guò)程中，皮重通過(guò)平均值確定，也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，從而存在較大的計(jì)量風(fēng)險(xiǎn)。
[0010]而且，對(duì)于多頭包裝設(shè)備，難于區(qū)分每個(gè)灌裝頭的計(jì)量情況，從而分別進(jìn)行分析調(diào)節(jié)，給系統(tǒng)整體狀態(tài)可控增加了難度，也給計(jì)量精度的提高造成了困難。
[0011]綜上所述，在當(dāng)前機(jī)械大生產(chǎn)的背景下，定量包裝產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)非常龐大，而且生產(chǎn)速度也非常快，在既保證生產(chǎn)效率不降低，又要滿足計(jì)量技術(shù)規(guī)范的相應(yīng)要求，同時(shí)也不增加計(jì)量損失的情況下，灌裝設(shè)備的計(jì)量過(guò)程能力顯得尤為重要，對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)視分析灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程的系統(tǒng)或方法的需求，越來(lái)越迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括:用于實(shí)時(shí)在線采集稱重式灌裝設(shè)備的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品的皮重、產(chǎn)品凈重；存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)分析分析單元，所述數(shù)據(jù)分析分析單元從所述數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取待分析數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)進(jìn)行分析。
[0013]本發(fā)明還提供一種灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析方法。所述方法包括:從稱重式灌裝設(shè)備的計(jì)量?jī)x表實(shí)時(shí)在線采集數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括灌裝產(chǎn)品的皮重、凈重；將所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中；從所述數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取待分析數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)進(jìn)行分析。
[0014]本系統(tǒng)所述的在線SPC分析系統(tǒng)，通過(guò)建立與設(shè)備每個(gè)稱重儀表的通訊，隨著設(shè)備運(yùn)行，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地獲取每件產(chǎn)品的計(jì)量數(shù)據(jù)，并增加每件產(chǎn)品的其他過(guò)程輔助信息，建立豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線動(dòng)態(tài)SPC分析與分析，實(shí)現(xiàn)了在線連續(xù)監(jiān)控，具有檢測(cè)結(jié)果與被檢測(cè)對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)的同步性、檢測(cè)過(guò)程實(shí)時(shí)性和連續(xù)性。
[0015]在數(shù)據(jù)完整采集記錄存儲(chǔ)的情況下，除了在線動(dòng)態(tài)分析，還可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，按各種搜索條件進(jìn)行組合分析，為管理工作提供借鑒。尤其是記錄的是產(chǎn)品的凈重，直接消除了包裝物皮重對(duì)計(jì)量結(jié)果的影響，同時(shí)可以對(duì)包裝物質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控分析，為包裝物質(zhì)量控制提供支持，更可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出進(jìn)行各種查詢分析。
[0016]另外，本發(fā)明還可以進(jìn)行語(yǔ)音及顏色報(bào)警.出現(xiàn)問(wèn)題即可及時(shí)采取干預(yù)措施，必要時(shí)可自動(dòng)修改過(guò)程操作參數(shù)，將可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)消滅在萌芽狀態(tài)。
[0017]另外，本發(fā)明可自動(dòng)對(duì)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)干預(yù)，操作人員亦可依據(jù)結(jié)果采取干預(yù)措施，保證了干預(yù)的實(shí)時(shí)性。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定可控，降低計(jì)量過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的100%覆蓋和可追溯,尤其是消除了人工抽檢去皮為皮重平均值的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用如景大為可觀。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)稱重式灌裝機(jī)的計(jì)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明提供的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明提供的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析方法的流程圖；
[0021]圖4為本發(fā)明提供的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量在線SPC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明提供一種稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。所述系統(tǒng)包括采集稱重式灌裝設(shè)備的數(shù)據(jù)用的數(shù)據(jù)采集卡，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)分析分析單元。
[0023]其中，數(shù)據(jù)采集卡與待分析的稱重式灌裝設(shè)備相連，具體地，與稱重式灌裝設(shè)備的每個(gè)灌裝單元(例如灌裝頭)的計(jì)量?jī)x表相連。數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)量?jī)x表的連接方式可以是串口(RS232)、并口(RS485)、紅外、藍(lán)牙、網(wǎng)口、GSM、GPRS、3G等，具體視計(jì)量?jī)x表的通訊口和硬件結(jié)構(gòu)而定。數(shù)據(jù)采集卡在稱重式灌裝設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)每個(gè)灌裝單元的計(jì)量?jī)x表的獲取的皮重、凈重?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行采集，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)(例如，為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù))中。另外，還可將皮重、凈重與灌裝單元、灌裝日期、灌裝時(shí)間、產(chǎn)品名稱、批次、目標(biāo)值、班組、班次、包裝物廠家等信息相匹配，然后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。隨著生產(chǎn)過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與存儲(chǔ)。
[0024]數(shù)據(jù)分析單元從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)分析單元根據(jù)設(shè)定的篩選條件(例如，某一產(chǎn)品、某一生產(chǎn)日期、某一班次等)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取數(shù)據(jù)，計(jì)算計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)Cpk值、產(chǎn)品平均皮重、凈重，產(chǎn)品皮重和產(chǎn)品凈重的控制限等，生成皮重、凈重的直方圖、單值移動(dòng)極差圖或均值極差圖，從而對(duì)稱重式灌裝設(shè)備的灌裝能力進(jìn)行測(cè)定。
[0025]基于凈重計(jì)算Cpk值，計(jì)算方法是公知的，在此不再詳述。一般情況下，如果在Cpk值在1.33 (設(shè)定值)以上，則表明設(shè)備計(jì)量保證能力較好。但特殊情況下，如皮重?cái)?shù)據(jù)出現(xiàn)大的非正常波動(dòng)(波動(dòng)幅度大于皮重平均值的±10%或以上，另外波動(dòng)的判斷還可以從計(jì)算皮重的直方圖、單值移動(dòng)極差圖或均值極差圖來(lái)確定)，即使Cpk值在1.33以上，表面看計(jì)量保證能力較好，但實(shí)際凈重仍可能出現(xiàn)異常，此時(shí)可能輸送系統(tǒng)或稱臺(tái)出現(xiàn)異常，檢查相應(yīng)部分并處理以消除異常。
[0026]如果Cpk值略低于1.33，如在1.2-1.33之間，產(chǎn)品平均凈重低于(或高于)目標(biāo)值或直方圖中數(shù)據(jù)在目標(biāo)值左側(cè)(或右側(cè))，表明設(shè)備計(jì)量能力較差。進(jìn)一步，適當(dāng)上調(diào)(或下調(diào))目標(biāo)凈重設(shè)定參數(shù)，即可提升Cpk值。
[0027]Cpk值低于1.33較多，如在1.0-1.2之間，產(chǎn)品平均凈重在適當(dāng)范圍內(nèi)，單值移動(dòng)極差圖上數(shù)據(jù)呈穩(wěn)定跳躍變化，則說(shuō)明儀表檢測(cè)控制能力正常，執(zhí)行部件如灌裝頭組件可能存在異常，查找處理灌裝頭組件異常，則Cpk值上升。如若前述情況單值移動(dòng)極差圖上數(shù)據(jù)呈無(wú)規(guī)律大幅度波動(dòng)，則稱重儀表存在問(wèn)題，需檢測(cè)處理。如果產(chǎn)品平均凈重合適(超過(guò)目標(biāo)值土 10%)，則稱重儀表存在問(wèn)題，需檢測(cè)處理。
[0028]如若Cpk值低于1.0,則系統(tǒng)計(jì)量保證能力較差，需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行檢查分析。
[0029]上述數(shù)值或比率僅為舉例，在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)行業(yè)規(guī)范設(shè)定判定用的閾值。
[0030]更進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還可以包括報(bào)警單元。當(dāng)數(shù)據(jù)分析分析單元確定灌裝重量出現(xiàn)異常時(shí)，例如凈重?cái)?shù)據(jù)超出設(shè)定規(guī)范限時(shí)，或者按設(shè)定計(jì)算準(zhǔn)則平均凈重低于設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，數(shù)據(jù)分析分析單元指令報(bào)警單元立即發(fā)出警報(bào)，警報(bào)可以是語(yǔ)音、色彩、光警報(bào)，從而操作人員實(shí)時(shí)采取措施，既可實(shí)現(xiàn)及時(shí)人工干預(yù)(修改操作參數(shù)或調(diào)整硬件進(jìn)行干預(yù))，也可設(shè)定當(dāng)計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)Cpk值小于設(shè)定值時(shí)，報(bào)警單元也可發(fā)出警報(bào)。
[0031]更進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還可以包括模式設(shè)置單元，供用戶設(shè)置分析模式用，分析模式包括動(dòng)態(tài)模式和靜態(tài)模式。數(shù)據(jù)分析分析單元根據(jù)模式設(shè)置單元設(shè)置的分析模式從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。
[0032]動(dòng)態(tài)模式用于當(dāng)天計(jì)量過(guò)程能力分析分析。在動(dòng)態(tài)模式中，數(shù)據(jù)分析分析單元從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取當(dāng)天的數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)定篩選條件的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)列表、直方圖、單值移動(dòng)極差圖或均值極差圖等方式進(jìn)行分析，生成分析報(bào)告。當(dāng)出現(xiàn)凈重?cái)?shù)據(jù)超出設(shè)定規(guī)范限時(shí)，或者按設(shè)定計(jì)算準(zhǔn)則平均凈重低于設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，數(shù)據(jù)分析分析單元指令報(bào)警單元發(fā)出警報(bào)。
[0033]靜態(tài)模式用于長(zhǎng)期數(shù)據(jù)分析分析與追溯，可以對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析、分析、展示，以及按設(shè)定條件進(jìn)行凈重及包裝物皮重方面的分析分析。系統(tǒng)可以按各種篩選條件，如天、月、季、年及任意時(shí)間段進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選分析、展示，做出灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力的長(zhǎng)期分析，按照灌裝頭進(jìn)行分析展示可以了解每個(gè)灌裝頭的能力狀況，按照班組可以了解各個(gè)班組的操作狀況，還可按產(chǎn)品等進(jìn)行篩選分析、展示，更可以組合條件進(jìn)行篩選展示分析。通過(guò)分析分析，為設(shè)備維修計(jì)劃、包裝物質(zhì)量控制、員工管理與考核提供支持。為設(shè)備維護(hù)計(jì)劃的編制及各種管理需要提供信息支持。分析是通過(guò)計(jì)算產(chǎn)品平均皮重、凈重，皮重、凈重的直方圖、單值移動(dòng)極差圖或均值極差圖、過(guò)程計(jì)量能力指數(shù)Cpk值、均值等而確定，與動(dòng)態(tài)模式的分析方法一致，在此不再贅述。
[0034]本系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)模式和靜態(tài)模式之間的切換不影響數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集存儲(chǔ)及動(dòng)態(tài)超限報(bào)警。
[0035]更進(jìn)一步，所述系統(tǒng)還包括干預(yù)單元。當(dāng)數(shù)據(jù)分析分析單元確定現(xiàn)凈重?cái)?shù)據(jù)超出設(shè)定規(guī)范限時(shí)，或者按設(shè)定計(jì)算準(zhǔn)則平均凈重低于設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，除了指令報(bào)警單元發(fā)出警報(bào)，還可以通過(guò)干預(yù)單元進(jìn)行及時(shí)干預(yù)，實(shí)現(xiàn)rocA循環(huán)(質(zhì)量環(huán))控制。例如，如果分析出平均凈重低于目標(biāo)值時(shí)，干預(yù)模塊向該灌裝單元發(fā)送指令，按照平均凈重與目標(biāo)值之間的差值，重新設(shè)定或修正灌裝儀表目標(biāo)灌裝量值，從而令該灌裝單元按照新設(shè)定的目標(biāo)值灌裝。
[0036]相應(yīng)地，模式設(shè)置單元還可以由用戶設(shè)置干預(yù)模式，干預(yù)模式包括自動(dòng)干預(yù)模式和人工干預(yù)模式。
[0037]本系統(tǒng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)時(shí)間段的計(jì)量數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)功能，為計(jì)量控制提供幫助。
[0038]本發(fā)明還提供一種稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析方法，其流程如圖3所示。首先，從稱重式灌裝設(shè)備的計(jì)量?jī)x表采集數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括灌裝產(chǎn)品的皮重、凈重。所述數(shù)據(jù)還可以包括系統(tǒng)通過(guò)設(shè)定，自動(dòng)建立的與前述數(shù)據(jù)匹配的灌裝日期、灌裝時(shí)間、產(chǎn)品名稱、批次、目標(biāo)值、班組、班次、包裝物廠家等。采集的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。然后，從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)，針對(duì)所述數(shù)據(jù)生成凈重、產(chǎn)品平均凈重、Cpk值的直方圖、單值移動(dòng)極差圖或均值極差圖。當(dāng)出現(xiàn)凈重?cái)?shù)據(jù)超出設(shè)定規(guī)范限時(shí)，或者按設(shè)定計(jì)算準(zhǔn)則平均凈重低于目標(biāo)值時(shí)，發(fā)出警報(bào)?；蛘撸?dāng)Cpk值小于設(shè)定值時(shí)發(fā)出警報(bào)。警報(bào)可以是語(yǔ)音、色彩、光警報(bào)等。
[0039]優(yōu)選地，在對(duì)數(shù)據(jù)分析前還包括確定分析模式，分析模式包括動(dòng)態(tài)模式和靜態(tài)模式。動(dòng)態(tài)模式用于當(dāng)天計(jì)量過(guò)程能力分析分析，為操作人員提供支持。靜態(tài)模式用于長(zhǎng)期數(shù)據(jù)分析分析與追溯，可以對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析、分析、展示，以及按設(shè)定條件進(jìn)行凈重及包裝物皮重方面的分析分析，用于管理人員分析。
[0040]優(yōu)選地，在對(duì)數(shù)據(jù)分析前還包括確定干預(yù)模式，干預(yù)模式包括人工干預(yù)模式和自動(dòng)干預(yù)模式。當(dāng)警報(bào)發(fā)出后，根據(jù)分析結(jié)果由人工或者自動(dòng)修改或重新設(shè)定相應(yīng)的灌裝單元對(duì)應(yīng)參數(shù),使得灌裝產(chǎn)品符合設(shè)定規(guī)范。
[0041 ] 本發(fā)明還提供了 一種稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量在線SPC控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)相比，該控制系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集卡8、工控機(jī)9，報(bào)警設(shè)備10 (例如，音響設(shè)備)。數(shù)據(jù)采集卡8通過(guò)通訊線7連接到每一個(gè)稱重儀表4。稱重儀表4的數(shù)量、通訊線7的數(shù)量與稱重式灌裝設(shè)備的灌裝頭數(shù)(包裝產(chǎn)品工位數(shù))相同。一臺(tái)工控機(jī)單獨(dú)供一條多工位灌裝機(jī)計(jì)量系統(tǒng)使用，也可供多灌裝機(jī)的多個(gè)工位計(jì)量系統(tǒng)共用。
[0042]稱重傳感器組件I的上部平臺(tái)放置相應(yīng)的包裝容器5，包裝容器5中盛放有產(chǎn)品，空秤狀態(tài)為系統(tǒng)的設(shè)置零點(diǎn)；在設(shè)備自動(dòng)狀態(tài)下，PLC通過(guò)光電管監(jiān)測(cè)到包裝容器5全部到位后，向稱重儀表發(fā)出啟動(dòng)指令，稱重儀表存儲(chǔ)包裝物重量并清零，設(shè)置過(guò)程零點(diǎn)，進(jìn)入灌裝計(jì)量過(guò)程。
[0043]稱重傳感器I感知包裝容器5內(nèi)的產(chǎn)品物料加載在稱重傳感器I的組件支架的上部平臺(tái)上產(chǎn)生的重力，產(chǎn)生信號(hào)的變化，稱重儀表4將信號(hào)的變化解析為灌裝產(chǎn)品的重量值，與設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)向過(guò)程控制PLC 6發(fā)出信號(hào)，過(guò)程控制PLC6向灌裝頭組件發(fā)出關(guān)閉控制閥指令停止灌裝，稱重儀表4待狀態(tài)穩(wěn)定后記錄此時(shí)的重量數(shù)據(jù)，即為包裝產(chǎn)品的實(shí)際凈重。
[0044]工控機(jī)9通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡8、通訊線7獲取稱重儀表4暫時(shí)存儲(chǔ)的灌裝完成后產(chǎn)品的凈重，并存儲(chǔ)，同時(shí)與設(shè)定的凈重規(guī)范限進(jìn)行比對(duì)，少于規(guī)范限即向報(bào)警設(shè)備10發(fā)出信號(hào)，報(bào)警設(shè)備10進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警/顏色報(bào)警，操作人員即可進(jìn)行處置。
[0045]上述實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳實(shí)時(shí)方式，每個(gè)稱重儀表4在獲取當(dāng)前每件包裝產(chǎn)品的重量值時(shí)，在灌裝完畢狀態(tài)穩(wěn)定后將獲取的重量值發(fā)送到計(jì)算機(jī)中，以便工控機(jī)9記錄當(dāng)前每件包裝產(chǎn)品的凈重。
[0046]在工控機(jī)9將確定的當(dāng)前每件包裝產(chǎn)品的凈重保存在特定的數(shù)據(jù)庫(kù)中時(shí)，工控機(jī)9還可以根據(jù)當(dāng)前的灌裝的相關(guān)信息，例如灌裝時(shí)間，灌裝的產(chǎn)品、班組以及班次等信息，將灌裝的相關(guān)信息與確定的凈重一并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。由于整個(gè)灌裝的過(guò)程是周而復(fù)始的持續(xù)進(jìn)行的，因此工控機(jī)9記錄當(dāng)前每個(gè)包裝產(chǎn)品的凈重，從而實(shí)現(xiàn)凈重?cái)?shù)據(jù)的全覆蓋，即精確獲取每個(gè)包裝產(chǎn)品的凈重。
[0047]另外，為了便于不同用戶對(duì)獲取到的每個(gè)包裝產(chǎn)品的凈重進(jìn)行分析，該計(jì)量系統(tǒng)還包括局域網(wǎng)連接，所述工控機(jī)9通過(guò)局域網(wǎng)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)連接，遠(yuǎn)端用戶可以實(shí)時(shí)掌握設(shè)備計(jì)量情況。
[0048]工控機(jī)9通過(guò)對(duì)記錄的數(shù)據(jù)按一定設(shè)定規(guī)則進(jìn)行計(jì)算分析，例如計(jì)算產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重、Cpk值等，并生成皮重、凈重的直方圖、單值移動(dòng)極差圖或均值極差圖和數(shù)據(jù)列表。如果設(shè)定批次的產(chǎn)品平均凈重小于目標(biāo)值，即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警和顏色報(bào)警，操作人員據(jù)此對(duì)灌裝機(jī)上的相應(yīng)設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。在自動(dòng)干預(yù)模式下，同時(shí)工控機(jī)9通過(guò)干預(yù)單元向過(guò)程控制PLC 6發(fā)出指令，過(guò)程控制PLC6調(diào)整稱重儀表，修改或重新設(shè)定儀表灌裝參數(shù)。
[0049]由于本發(fā)明的在線SPC分析系統(tǒng)中利用工控機(jī)與各個(gè)稱重儀表的緊密結(jié)合，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)學(xué)運(yùn)算與信號(hào)分析處理，獲取每個(gè)包裝產(chǎn)品的凈重，最大限度地獲得了每個(gè)包裝產(chǎn)品的凈重信息，同時(shí)降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，還在過(guò)程中自動(dòng)消除了人工抽檢時(shí)，扣除的皮重是隨機(jī)抽檢空桶的平均重量所帶來(lái)的誤差。
[0050]由于本發(fā)明可以采集的信號(hào)較為齊全，既可以對(duì)每個(gè)包裝產(chǎn)品計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，還可以監(jiān)控包裝物皮重，以及灌裝過(guò)程的相關(guān)信息，從而監(jiān)控包裝產(chǎn)品的質(zhì)量狀況及其它工作過(guò)程，間接實(shí)現(xiàn)對(duì)包裝產(chǎn)品的質(zhì)量管理，同時(shí)還可用于宏觀分析。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)傳功能，可以很方便地實(shí)現(xiàn)信息共享與干預(yù)控制。
[0051]本發(fā)明提供的在線SPC控制系統(tǒng)包括工控機(jī)及與灌裝機(jī)包裝產(chǎn)品數(shù)量相同的稱重儀表，其中，位于灌裝機(jī)上的各個(gè)稱重儀表，將獲取到的當(dāng)前每件包裝產(chǎn)品的重量信息發(fā)送到工控機(jī)中，工控機(jī)接收到該重量信息后，確定當(dāng)前每個(gè)包裝產(chǎn)品的凈重并保存。由于在本系統(tǒng)中各個(gè)稱重儀表將當(dāng)前每個(gè)包裝產(chǎn)品的重量信息發(fā)送到工控機(jī)中，通過(guò)工控機(jī)確定當(dāng)前每個(gè)包裝產(chǎn)品的凈重，因此可以準(zhǔn)確的確定每個(gè)包裝產(chǎn)品的凈重，從而滿足凈重的相應(yīng)技術(shù)規(guī)范的要求。
[0052]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種組合和變型而不脫離本的精神和范圍。倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 用于實(shí)時(shí)在線采集稱重式灌裝設(shè)備的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品的皮重、產(chǎn)品凈重； 存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)； 數(shù)據(jù)分析分析單元，所述數(shù)據(jù)分析分析單元從所述數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取待分析數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)進(jìn)行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)串口、并口、紅外、藍(lán)牙、網(wǎng)口、GSM、GPRS、3G中的任一種方式與稱重式灌裝設(shè)備的每個(gè)灌裝單元的計(jì)量?jī)x表相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)，其特征在于，采集的所述數(shù)據(jù)還包括與產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重相匹配的如下匹配數(shù)據(jù)中的一種或多種:灌裝單元、灌裝日期、灌裝時(shí)間、產(chǎn)品名稱、批次、目標(biāo)值、班組、班次、包裝物廠家信息，所述數(shù)據(jù)分析分析單元根據(jù)上述匹配數(shù)據(jù)中的一種或多種從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)，其特征在于，還包括報(bào)警單元，當(dāng)所述數(shù)據(jù)分析分析單元確定產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)在設(shè)定規(guī)范外時(shí)，指令報(bào)警單元發(fā)出警報(bào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括干預(yù)單元，當(dāng)所述數(shù)據(jù)分析分析單元確定產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)在設(shè)定規(guī)范外時(shí)，所述數(shù)據(jù)分析分析單元指令所述干預(yù)單元對(duì)所述稱重式灌裝設(shè)備重新設(shè)定或修正灌裝儀表目標(biāo)灌裝量值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述`的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析單元的分析還包括計(jì)算產(chǎn)品平均皮重，產(chǎn)品平均凈重，產(chǎn)品皮重和產(chǎn)品凈重的控制限，生成產(chǎn)品皮重和產(chǎn)品凈重的直方圖、單值移動(dòng)極差圖或均值極差圖，并與規(guī)范限相比較。
7.—種稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析方法，其特征在于，所述方法包括: 從稱重式灌裝設(shè)備的計(jì)量?jī)x表實(shí)時(shí)在線采集數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括灌裝產(chǎn)品的皮重、凈重； 將所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中； 從所述數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取待分析數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)進(jìn)行分析。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析方法，其特征在于，還包括采集與產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重相匹配的如下匹配數(shù)據(jù)中的一種或多種:灌裝單元、灌裝日期、灌裝時(shí)間、產(chǎn)品名稱、批次、目標(biāo)值、班組、班次、包裝物廠家信息，根據(jù)上述匹配數(shù)據(jù)中的一種或多種從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述數(shù)據(jù)分析分析單元確定產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)在設(shè)定規(guī)范外時(shí)，發(fā)出警報(bào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述數(shù)據(jù)分析分析單元確定產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計(jì)量系統(tǒng)能力指數(shù)在設(shè)定規(guī)范外時(shí)，所述數(shù)據(jù)分析分析單元指令所述干預(yù)單元對(duì)所述稱重式灌裝設(shè)備重新設(shè)定或修正灌裝儀表目標(biāo)灌裝量值。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的稱重式灌裝設(shè)備計(jì)量過(guò)程能力在線SPC分析方法，其特征在于，所述分析還包括計(jì)算產(chǎn)品平均皮重，產(chǎn)品平均凈重、產(chǎn)品皮重和產(chǎn)品凈重的控制限，生成產(chǎn)品皮重和產(chǎn)品凈 重的直方圖、單值移動(dòng)極差圖或均值極差圖，并與規(guī)范限相比較。
【文檔編號(hào)】B65B57/10GK103786933SQ201210421273
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】趙江, 付曉先, 張連英, 魏堃, 胡建男, 王東暉, 鄭光, 王占甫, 張廣實(shí) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司