稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線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)備計量過程能力在線SPC分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：用于實時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；存儲所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫；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)庫中讀取待分析數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計量系統(tǒng)能力指數(shù)進行分析。本發(fā)明能夠?qū)崟r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，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定可控，降低計量過程風(fēng)險。本發(fā)明還提供一種稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線SPC分析方法。
【專利說明】稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線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)備計量過程能力在線SPC (統(tǒng)計過程控制)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，其凈重與我們消費者的利益緊密相連。
[0003]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中針對稱重式灌裝機的計量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該計量系統(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和過程控制PLC 6相連接，實時獲取包裝的產(chǎn)品的重量變化，并將信號轉(zhuǎn)化為便于識別的重量數(shù)據(jù)值。當重量值達到設(shè)定值時，稱重儀表4發(fā)送開關(guān)信號到過程控制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]該計量系統(tǒng)工作過程如下:
[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)測到包裝容器5到位后，向過程控制PLC 6發(fā)送信號。過程控制PLC6接收到信號后向稱重儀表4發(fā)送指令，稱重儀表4清零去皮并存儲包裝物皮重，放置包裝物皮重的狀態(tài)即被定義為新的零點。
[0006]2)開始灌裝過程，過程控制PLC 6向灌裝頭組件2的控制閥發(fā)送啟動指令進行灌裝操作。稱重傳感器I實時感知被產(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，轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品重量值，與設(shè)定值進行比較。當重量達到設(shè)定值時，向PLC 6發(fā)送信號，PLC 6根據(jù)接收到的相應(yīng)信號，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存儲實際灌裝凈重，灌裝過程完成。
[0007]國家計量技術(shù)規(guī)范《定量包裝商品凈重計量檢驗規(guī)則》JJF1070-2005對產(chǎn)品計量提出了嚴格的要求，批量定量包裝商品的平均實際凈重應(yīng)大于或等于其標注凈重，尤其是抽樣批次平均凈重不允許出現(xiàn)負偏差。在上述現(xiàn)有技術(shù)的計量系統(tǒng)中，在確定定量包裝產(chǎn)品的重量時，由于過程控制PLC 6中只能檢測當前進行灌裝產(chǎn)品的重量達到設(shè)定值的信號，不能記錄實際的產(chǎn)品重量數(shù)值，無法實現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0008]因此對該灌裝設(shè)備的計量過程能力的分析，只能通過按照一定的規(guī)則線下抽樣的方式獲取部分產(chǎn)品的重量，之后再對抽檢數(shù)據(jù)進行計算分析，從而確定定量包裝產(chǎn)品的凈重與目標符合性，費時費力，獲取的信息又相對有限。對于出現(xiàn)異常的產(chǎn)品，不能及時發(fā)現(xiàn)，更不能及時采取措施，發(fā)現(xiàn)計量風(fēng)險，產(chǎn)品可能已經(jīng)流入市場，且隨著產(chǎn)能的提高，抽檢頻度不變，無形中加大了過程分析風(fēng)險，如果增大抽檢頻度，無疑會大量增加人工成本，且分析過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，通過灌裝前抽檢一定數(shù)量包裝物皮重計算平均皮重，抽取稱量產(chǎn)品的含皮毛重，計算獲取產(chǎn)品實際凈重，進而控制定量包裝產(chǎn)品的凈重，受抽檢方法的限制，不能保證每件產(chǎn)品實際凈重均能滿足要求，存在較大風(fēng)險，尤其是當生產(chǎn)速度較高時，控制更為困難，同時由于抽檢過程中，皮重通過平均值確定，也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，從而存在較大的計量風(fēng)險。
[0010]而且，對于多頭包裝設(shè)備，難于區(qū)分每個灌裝頭的計量情況，從而分別進行分析調(diào)節(jié)，給系統(tǒng)整體狀態(tài)可控增加了難度，也給計量精度的提高造成了困難。
[0011]綜上所述，在當前機械大生產(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，又要滿足計量技術(shù)規(guī)范的相應(yīng)要求，同時也不增加計量損失的情況下，灌裝設(shè)備的計量過程能力顯得尤為重要，對實時監(jiān)視分析灌裝設(shè)備計量過程的系統(tǒng)或方法的需求，越來越迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]針對上述問題，本發(fā)明提供一種灌裝設(shè)備計量過程能力在線SPC分析系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括:用于實時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；存儲所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫；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)庫中讀取待分析數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計量系統(tǒng)能力指數(shù)進行分析。
[0013]本發(fā)明還提供一種灌裝設(shè)備計量過程能力在線SPC分析方法。所述方法包括:從稱重式灌裝設(shè)備的計量儀表實時在線采集數(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)存儲在數(shù)據(jù)庫中；從所述數(shù)據(jù)庫中讀取待分析數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計量系統(tǒng)能力指數(shù)進行分析。
[0014]本系統(tǒng)所述的在線SPC分析系統(tǒng)，通過建立與設(shè)備每個稱重儀表的通訊，隨著設(shè)備運行，實時、動態(tài)地獲取每件產(chǎn)品的計量數(shù)據(jù)，并增加每件產(chǎn)品的其他過程輔助信息，建立豐富的數(shù)據(jù)庫，實時地對數(shù)據(jù)進行在線動態(tài)SPC分析與分析，實現(xiàn)了在線連續(xù)監(jiān)控，具有檢測結(jié)果與被檢測對象運行狀態(tài)的同步性、檢測過程實時性和連續(xù)性。
[0015]在數(shù)據(jù)完整采集記錄存儲的情況下，除了在線動態(tài)分析，還可對數(shù)據(jù)進行動態(tài)分析，按各種搜索條件進行組合分析，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計量結(jié)果的影響，同時可以對包裝物質(zhì)量進行監(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)出進行各種查詢分析。
[0016]另外，本發(fā)明還可以進行語音及顏色報警.出現(xiàn)問題即可及時采取干預(yù)措施，必要時可自動修改過程操作參數(shù)，將可能產(chǎn)生的風(fēng)險消滅在萌芽狀態(tài)。
[0017]另外，本發(fā)明可自動對過程進行自動干預(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)的實時性。實現(xiàn)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定可控，降低計量過程風(fēng)險，同時可以實現(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，應(yīng)用如景大為可觀。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中針對稱重式灌裝機的計量系統(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)備計量過程能力在線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)備計量過程能力在線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)備計量在線SPC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明提供一種稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線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，存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進行分析的數(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)備的每個灌裝單元(例如灌裝頭)的計量儀表相連。數(shù)據(jù)采集卡與計量儀表的連接方式可以是串口(RS232)、并口(RS485)、紅外、藍牙、網(wǎng)口、GSM、GPRS、3G等，具體視計量儀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)運行過程中，對每個灌裝單元的計量儀表的獲取的皮重、凈重數(shù)據(jù)實時進行采集，存儲在數(shù)據(jù)庫(例如，為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫)中。另外，還可將皮重、凈重與灌裝單元、灌裝日期、灌裝時間、產(chǎn)品名稱、批次、目標值、班組、班次、包裝物廠家等信息相匹配，然后存儲在數(shù)據(jù)庫中。隨著生產(chǎn)過程的持續(xù)進行，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集與存儲。
[0024]數(shù)據(jù)分析單元從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，進行分析。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)庫讀取數(shù)據(jù)，計算計量系統(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、單值移動極差圖或均值極差圖，從而對稱重式灌裝設(shè)備的灌裝能力進行測定。
[0025]基于凈重計算Cpk值，計算方法是公知的，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)備計量保證能力較好。但特殊情況下，如皮重數(shù)據(jù)出現(xiàn)大的非正常波動(波動幅度大于皮重平均值的±10%或以上，另外波動的判斷還可以從計算皮重的直方圖、單值移動極差圖或均值極差圖來確定)，即使Cpk值在1.33以上，表面看計量保證能力較好，但實際凈重仍可能出現(xiàn)異常，此時可能輸送系統(tǒng)或稱臺出現(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)目標值或直方圖中數(shù)據(jù)在目標值左側(cè)(或右側(cè))，表明設(shè)備計量能力較差。進一步，適當上調(diào)(或下調(diào))目標凈重設(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)品平均凈重在適當范圍內(nèi)，單值移動極差圖上數(shù)據(jù)呈穩(wěn)定跳躍變化，則說明儀表檢測控制能力正常，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極差圖上數(shù)據(jù)呈無規(guī)律大幅度波動，則稱重儀表存在問題，需檢測處理。如果產(chǎn)品平均凈重合適(超過目標值土 10%)，則稱重儀表存在問題，需檢測處理。
[0028]如若Cpk值低于1.0,則系統(tǒng)計量保證能力較差，需對整個系統(tǒng)進行檢查分析。
[0029]上述數(shù)值或比率僅為舉例，在實際生產(chǎn)中，可以根據(jù)行業(yè)規(guī)范設(shè)定判定用的閾值。
[0030]更進一步，所述系統(tǒng)還可以包括報警單元。當數(shù)據(jù)分析分析單元確定灌裝重量出現(xiàn)異常時，例如凈重數(shù)據(jù)超出設(shè)定規(guī)范限時，或者按設(shè)定計算準則平均凈重低于設(shè)定目標值時，數(shù)據(jù)分析分析單元指令報警單元立即發(fā)出警報，警報可以是語音、色彩、光警報，從而操作人員實時采取措施，既可實現(xiàn)及時人工干預(yù)(修改操作參數(shù)或調(diào)整硬件進行干預(yù))，也可設(shè)定當計量系統(tǒng)能力指數(shù)Cpk值小于設(shè)定值時，報警單元也可發(fā)出警報。
[0031]更進一步，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)庫中讀取數(shù)據(jù)，進行分析。
[0032]動態(tài)模式用于當天計量過程能力分析分析。在動態(tài)模式中，數(shù)據(jù)分析分析單元從數(shù)據(jù)庫讀取當天的數(shù)據(jù)，對設(shè)定篩選條件的數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)列表、直方圖、單值移動極差圖或均值極差圖等方式進行分析，生成分析報告。當出現(xiàn)凈重數(shù)據(jù)超出設(shè)定規(guī)范限時，或者按設(shè)定計算準則平均凈重低于設(shè)定目標值時，數(shù)據(jù)分析分析單元指令報警單元發(fā)出警報。
[0033]靜態(tài)模式用于長期數(shù)據(jù)分析分析與追溯，可以對整個數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的分析、分析、展示，以及按設(shè)定條件進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、年及任意時間段進行數(shù)據(jù)篩選分析、展示，做出灌裝設(shè)備計量過程能力的長期分析，按照灌裝頭進行分析展示可以了解每個灌裝頭的能力狀況，按照班組可以了解各個班組的操作狀況，還可按產(chǎn)品等進行篩選分析、展示，更可以組合條件進行篩選展示分析。通過分析分析，為設(shè)備維修計劃、包裝物質(zhì)量控制、員工管理與考核提供支持。為設(shè)備維護計劃的編制及各種管理需要提供信息支持。分析是通過計算產(chǎn)品平均皮重、凈重，皮重、凈重的直方圖、單值移動極差圖或均值極差圖、過程計量能力指數(shù)Cpk值、均值等而確定，與動態(tài)模式的分析方法一致，在此不再贅述。
[0034]本系統(tǒng)在動態(tài)模式和靜態(tài)模式之間的切換不影響數(shù)據(jù)的自動采集存儲及動態(tài)超限報警。
[0035]更進一步，所述系統(tǒng)還包括干預(yù)單元。當數(shù)據(jù)分析分析單元確定現(xiàn)凈重數(shù)據(jù)超出設(shè)定規(guī)范限時，或者按設(shè)定計算準則平均凈重低于設(shè)定目標值時，除了指令報警單元發(fā)出警報，還可以通過干預(yù)單元進行及時干預(yù)，實現(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值時，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值之間的差值，重新設(shè)定或修正灌裝儀表目標灌裝量值，從而令該灌裝單元按照新設(shè)定的目標值灌裝。
[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)模式包括自動干預(yù)模式和人工干預(yù)模式。
[0037]本系統(tǒng)具有較強的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，可以實現(xiàn)各個時間段的計量數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計功能，為計量控制提供幫助。
[0038]本發(fā)明還提供一種稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線SPC分析方法，其流程如圖3所示。首先，從稱重式灌裝設(shè)備的計量儀表采集數(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)通過設(shè)定，自動建立的與前述數(shù)據(jù)匹配的灌裝日期、灌裝時間、產(chǎn)品名稱、批次、目標值、班組、班次、包裝物廠家等。采集的數(shù)據(jù)被存儲到數(shù)據(jù)庫中。然后，從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，針對所述數(shù)據(jù)生成凈重、產(chǎn)品平均凈重、Cpk值的直方圖、單值移動極差圖或均值極差圖。當出現(xiàn)凈重數(shù)據(jù)超出設(shè)定規(guī)范限時，或者按設(shè)定計算準則平均凈重低于目標值時，發(fā)出警報。或者，當Cpk值小于設(shè)定值時發(fā)出警報。警報可以是語音、色彩、光警報等。
[0039]優(yōu)選地，在對數(shù)據(jù)分析前還包括確定分析模式，分析模式包括動態(tài)模式和靜態(tài)模式。動態(tài)模式用于當天計量過程能力分析分析，為操作人員提供支持。靜態(tài)模式用于長期數(shù)據(jù)分析分析與追溯，可以對整個數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的分析、分析、展示，以及按設(shè)定條件進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)模式和自動干預(yù)模式。當警報發(fā)出后，根據(jù)分析結(jié)果由人工或者自動修改或重新設(shè)定相應(yīng)的灌裝單元對應(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9，報警設(shè)備10 (例如，音響設(shè)備)。數(shù)據(jù)采集卡8通過通訊線7連接到每一個稱重儀表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。一臺工控機單獨供一條多工位灌裝機計量系統(tǒng)使用，也可供多灌裝機的多個工位計量系統(tǒng)共用。
[0042]稱重傳感器組件I的上部平臺放置相應(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；在設(shè)備自動狀態(tài)下，PLC通過光電管監(jiān)測到包裝容器5全部到位后，向稱重儀表發(fā)出啟動指令，稱重儀表存儲包裝物重量并清零，設(shè)置過程零點，進入灌裝計量過程。
[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上產(chǎn)生的重力，產(chǎn)生信號的變化，稱重儀表4將信號的變化解析為灌裝產(chǎn)品的重量值，與設(shè)定的目標值進行比較，當達到設(shè)定值時向過程控制PLC 6發(fā)出信號，過程控制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)定后記錄此時的重量數(shù)據(jù)，即為包裝產(chǎn)品的實際凈重。
[0044]工控機9通過數(shù)據(jù)采集卡8、通訊線7獲取稱重儀表4暫時存儲的灌裝完成后產(chǎn)品的凈重，并存儲，同時與設(shè)定的凈重規(guī)范限進行比對，少于規(guī)范限即向報警設(shè)備10發(fā)出信號，報警設(shè)備10進行語音報警/顏色報警，操作人員即可進行處置。
[0045]上述實施例只是本發(fā)明的一種較佳實時方式，每個稱重儀表4在獲取當前每件包裝產(chǎn)品的重量值時，在灌裝完畢狀態(tài)穩(wěn)定后將獲取的重量值發(fā)送到計算機中，以便工控機9記錄當前每件包裝產(chǎn)品的凈重。
[0046]在工控機9將確定的當前每件包裝產(chǎn)品的凈重保存在特定的數(shù)據(jù)庫中時，工控機9還可以根據(jù)當前的灌裝的相關(guān)信息，例如灌裝時間，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)庫中。由于整個灌裝的過程是周而復(fù)始的持續(xù)進行的，因此工控機9記錄當前每個包裝產(chǎn)品的凈重，從而實現(xiàn)凈重數(shù)據(jù)的全覆蓋，即精確獲取每個包裝產(chǎn)品的凈重。
[0047]另外，為了便于不同用戶對獲取到的每個包裝產(chǎn)品的凈重進行分析，該計量系統(tǒng)還包括局域網(wǎng)連接，所述工控機9通過局域網(wǎng)與遠程計算機連接，遠端用戶可以實時掌握設(shè)備計量情況。
[0048]工控機9通過對記錄的數(shù)據(jù)按一定設(shè)定規(guī)則進行計算分析，例如計算產(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值，即發(fā)出報警信號，進行語音報警和顏色報警，操作人員據(jù)此對灌裝機上的相應(yīng)設(shè)置進行調(diào)整。在自動干預(yù)模式下，同時工控機9通過干預(yù)單元向過程控制PLC 6發(fā)出指令，過程控制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)中利用工控機與各個稱重儀表的緊密結(jié)合，進行數(shù)據(jù)采集、數(shù)學(xué)運算與信號分析處理，獲取每個包裝產(chǎn)品的凈重，最大限度地獲得了每個包裝產(chǎn)品的凈重信息，同時降低了勞動強度，還在過程中自動消除了人工抽檢時，扣除的皮重是隨機抽檢空桶的平均重量所帶來的誤差。
[0050]由于本發(fā)明可以采集的信號較為齊全，既可以對每個包裝產(chǎn)品計量數(shù)據(jù)進行記錄，還可以監(jiān)控包裝物皮重，以及灌裝過程的相關(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程，間接實現(xiàn)對包裝產(chǎn)品的質(zhì)量管理，同時還可用于宏觀分析。通過計算機網(wǎng)絡(luò)的遠傳功能，可以很方便地實現(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)包括工控機及與灌裝機包裝產(chǎn)品數(shù)量相同的稱重儀表，其中，位于灌裝機上的各個稱重儀表，將獲取到的當前每件包裝產(chǎn)品的重量信息發(fā)送到工控機中，工控機接收到該重量信息后，確定當前每個包裝產(chǎn)品的凈重并保存。由于在本系統(tǒng)中各個稱重儀表將當前每個包裝產(chǎn)品的重量信息發(fā)送到工控機中，通過工控機確定當前每個包裝產(chǎn)品的凈重，因此可以準確的確定每個包裝產(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)人員可以對本發(fā)明進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和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線SPC分析系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 用于實時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； 存儲所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫； 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)庫中讀取待分析數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計量系統(tǒng)能力指數(shù)進行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線SPC分析系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集卡通過串口、并口、紅外、藍牙、網(wǎng)口、GSM、GPRS、3G中的任一種方式與稱重式灌裝設(shè)備的每個灌裝單元的計量儀表相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線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、灌裝時間、產(chǎn)品名稱、批次、目標值、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)備計量過程能力在線SPC分析系統(tǒng)，其特征在于，還包括報警單元，當所述數(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)品平均凈重或計量系統(tǒng)能力指數(shù)在設(shè)定規(guī)范外時，指令報警單元發(fā)出警報。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線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)品平均凈重或計量系統(tǒng)能力指數(shù)在設(shè)定規(guī)范外時，所述數(shù)據(jù)分析分析單元指令所述干預(yù)單元對所述稱重式灌裝設(shè)備重新設(shè)定或修正灌裝儀表目標灌裝量值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述`的稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線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)備計量過程能力在線SPC分析方法，其特征在于，所述方法包括: 從稱重式灌裝設(shè)備的計量儀表實時在線采集數(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)存儲在數(shù)據(jù)庫中； 從所述數(shù)據(jù)庫中讀取待分析數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品皮重、產(chǎn)品凈重、產(chǎn)品平均皮重、產(chǎn)品平均凈重或計量系統(tǒng)能力指數(shù)進行分析。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線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、灌裝時間、產(chǎn)品名稱、批次、目標值、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)備計量過程能力在線SPC分析方法，其特征在于，還包括當所述數(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)品平均凈重或計量系統(tǒng)能力指數(shù)在設(shè)定規(guī)范外時，發(fā)出警報。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線SPC分析方法，其特征在于，還包括當所述數(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)品平均凈重或計量系統(tǒng)能力指數(shù)在設(shè)定規(guī)范外時，所述數(shù)據(jù)分析分析單元指令所述干預(yù)單元對所述稱重式灌裝設(shè)備重新設(shè)定或修正灌裝儀表目標灌裝量值。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的稱重式灌裝設(shè)備計量過程能力在線SPC分析方法，其特征在于，所述分析還包括計算產(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、單值移動極差圖或均值極差圖，并與規(guī)范限相比較。
【文檔編號】B65B57/10GK103786933SQ201210421273
【公開日】2014年5月14日 申請日期: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 申請人:中國石油化工股份有限公司