称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分析系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分析系统，所述系统包括：用于实时在线采集称重式灌装设备的数据的数据采集卡，所述数据包括产品的皮重、产品净重；存储所述数据的数据库；数据分析分析单元，所述数据分析分析单元从所述数据库中读取待分析数据，对产品皮重、产品净重、产品平均皮重、产品平均净重或计量系统能力指数进行分析。本发明专利技术能够实时输出分析结果，从而操作人员可依据结果采取干预措施，实现生产过程的稳定可控，降低计量过程风险。本发明专利技术还提供一种称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分析方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动采集与分析
，更具体地，涉及一种称重式灌装设备计量过程能力在线SPC（统计过程控制）分析系统。 
技术介绍
称重式灌装设备广泛应用于石油化工、食品饮料、医药等多
，与我们的生活息息相关，作为商品，其净重与我们消费者的利益紧密相连。 图1为现有技术中针对称重式灌装机的计量系统结构示意图，该计量系统包括：称重传感器1、灌装头组件2、光电管3、称重仪表4、包装容器5以及过程控制PLC 6（可编程逻辑控制器）。称重传感器1的支架组件上部平台放置有相应的包装容器5，灌装头组件2在控制状态下定量将产品注入包装容器5。称重仪表4与称重传感器1和过程控制PLC 6相连接，实时获取包装的产品的重量变化，并将信号转化为便于识别的重量数据值。当重量值达到设定值时，称重仪表4发送开关信号到过程控制PLC 6，PLC 6据此发出控制灌装头关阀指令，灌装头控制阀关闭，停止注入产品。 该计量系统工作过程如下： 1）首先确定包装产品的皮重，光电管3固定在设备机架上称重传感器组件1后侧面，称重传感器组件1的上部平台放置相应的包装容器5，传感器即可感知包装物重量。光电管3监测到包装容器5到位后，向过程控制PLC 6发送信号。过程控制PLC6接收到信号后向称重仪表4发送指令，称重仪表4清零去皮并存储包装物皮重，放置包装物皮重的状态即被定义为新的零点。 2）开始灌装过程，过程控制PLC 6向灌装头组件2的控制阀发送启 动指令进行灌装操作。称重传感器1实时感知被产品重量加注物料的重量变化。称重仪表4获取称重传感器1检出的重量变化信号，转换成产品重量值，与设定值进行比较。当重量达到设定值时，向PLC 6发送信号，PLC 6根据接收到的相应信号，向灌装头组件2的控制阀发出停止灌装指令，灌装头组件2的控制阀关闭，称重仪表4存储实际灌装净重，灌装过程完成。 国家计量技术规范《定量包装商品净重计量检验规则》JJF1070-2005对产品计量提出了严格的要求，批量定量包装商品的平均实际净重应大于或等于其标注净重，尤其是抽样批次平均净重不允许出现负偏差。在上述现有技术的计量系统中，在确定定量包装产品的重量时，由于过程控制PLC 6中只能检测当前进行灌装产品的重量达到设定值的信号，不能记录实际的产品重量数值，无法实现闭环控制。 因此对该灌装设备的计量过程能力的分析，只能通过按照一定的规则线下抽样的方式获取部分产品的重量，之后再对抽检数据进行计算分析，从而确定定量包装产品的净重与目标符合性，费时费力，获取的信息又相对有限。对于出现异常的产品，不能及时发现，更不能及时采取措施，发现计量风险，产品可能已经流入市场，且随着产能的提高，抽检频度不变，无形中加大了过程分析风险，如果增大抽检频度，无疑会大量增加人工成本，且分析过程存在较大的滞后性。 另外，现有技术采用的抽检方法，通过灌装前抽检一定数量包装物皮重计算平均皮重，抽取称量产品的含皮毛重，计算获取产品实际净重，进而控制定量包装产品的净重，受抽检方法的限制，不能保证每件产品实际净重均能满足要求，存在较大风险，尤其是当生产速度较高时，控制更为困难，同时由于抽检过程中，皮重通过平均值确定，也会导致数据失真，从而存在较大的计量风险。 而且，对于多头包装设备，难于区分每个灌装头的计量情况，从而分别进行分析调节，给系统整体状态可控增加了难度，也给计量精度的提高造成了困难。 综上所述，在当前机械大生产的背景下，定量包装产品的生产规模 已经非常庞大，而且生产速度也非常快，在既保证生产效率不降低，又要满足计量技术规范的相应要求，同时也不增加计量损失的情况下，灌装设备的计量过程能力显得尤为重要，对实时监视分析灌装设备计量过程的系统或方法的需求，越来越迫在眉睫。 
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种灌装设备计量过程能力在线SPC分析系统。所述系统包括：用于实时在线采集称重式灌装设备的数据的数据采集卡，所述数据包括产品的皮重、产品净重；存储所述数据的数据库；数据分析分析单元，所述数据分析分析单元从所述数据库中读取待分析数据，对产品皮重、产品净重、产品平均皮重、产品平均净重或计量系统能力指数进行分析。 本专利技术还提供一种灌装设备计量过程能力在线SPC分析方法。所述方法包括：从称重式灌装设备的计量仪表实时在线采集数据，所述数据包括灌装产品的皮重、净重；将所述数据存储在数据库中；从所述数据库中读取待分析数据，对产品皮重、产品净重、产品平均皮重、产品平均净重或计量系统能力指数进行分析。 本系统所述的在线SPC分析系统，通过建立与设备每个称重仪表的通讯，随着设备运行，实时、动态地获取每件产品的计量数据，并增加每件产品的其他过程辅助信息，建立丰富的数据库，实时地对数据进行在线动态SPC分析与分析，实现了在线连续监控，具有检测结果与被检测对象运行状态的同步性、检测过程实时性和连续性。 在数据完整采集记录存储的情况下，除了在线动态分析，还可对数据进行动态分析，按各种搜索条件进行组合分析，为管理工作提供借鉴。尤其是记录的是产品的净重，直接消除了包装物皮重对计量结果的影响，同时可以对包装物质量进行监控分析，为包装物质量控制提供支持，更可以将数据导出进行各种查询分析。 另外，本专利技术还可以进行语音及颜色报警.出现问题即可及时采取干预措施，必要时可自动修改过程操作参数，将可能产生的风险消灭在萌 芽状态。 另外，本专利技术可自动对过程进行自动干预，操作人员亦可依据结果采取干预措施，保证了干预的实时性。实现生产过程的稳定可控，降低计量过程风险，同时可以实现数据的100%覆盖和可追溯，尤其是消除了人工抽检去皮为皮重平均值的风险，应用前景大为可观。 附图说明图1为现有技术中针对称重式灌装机的计量系统的结构示意图； 图2为本专利技术提供的称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分析系统的结构示意图； 图3为本专利技术提供的称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分析方法的流程图； 图4为本专利技术提供的称重式灌装设备计量在线SPC控制系统的结构示意图。 具体实施方式本专利技术提供一种称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分析系统，其结构如图2所示。所述系统包括采集称重式灌装设备的数据用的数据采集卡，存储数据的数据库，对数据进行分析的数据分析分析单元。 其中，数据采集卡与待分析的称重式灌装设备相连，具体地，与称重式灌装设备的每个灌装单元（例如灌装头）的计量仪表相连。数据采集卡与计量仪表的连接方式可以是串口（RS232）、并口（RS485）、红外、蓝牙、网口、GSM、GPRS、3G等，具体视计量仪表的通讯口和硬件结构而定。数据采集卡在称重式灌装设备的持续运行过程中，对每个灌装单元的计量仪表的获取的皮重、净重数据实时进行采集，存储在数据库（例如，为关系型数据库）中。另外，还可将皮重、净重与灌装单元、灌装日期、灌装时间、产品名称、批次、目标值、班组、班次、包装物厂家等信息相匹配，然后存储在数据库中。随着生产过程的持续进行，实现数据的自动采集与存储。 ...

【技术保护点】
一种称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分析系统，其特征在于，所述系统包括：用于实时在线采集称重式灌装设备的数据的数据采集卡，所述数据包括产品的皮重、产品净重；存储所述数据的数据库；数据分析分析单元，所述数据分析分析单元从所述数据库中读取待分析数据，对产品皮重、产品净重、产品平均皮重、产品平均净重或计量系统能力指数进行分析。

【技术特征摘要】
1.一种称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分析系统，其特征在
于，所述系统包括：
用于实时在线采集称重式灌装设备的数据的数据采集卡，所述数据
包括产品的皮重、产品净重；
存储所述数据的数据库；
数据分析分析单元，所述数据分析分析单元从所述数据库中读取待
分析数据，对产品皮重、产品净重、产品平均皮重、产品平均净重或计
量系统能力指数进行分析。
2.根据权利要求1所述的称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分
析系统，其特征在于，所述数据采集卡通过串口、并口、红外、蓝牙、
网口、GSM、GPRS、3G中的任一种方式与称重式灌装设备的每个灌装单元
的计量仪表相连。
3.根据权利要求1所述的称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分
析系统，其特征在于，采集的所述数据还包括与产品皮重、产品净重相
匹配的如下匹配数据中的一种或多种：灌装单元、灌装日期、灌装时间、
产品名称、批次、目标值、班组、班次、包装物厂家信息，所述数据分
析分析单元根据上述匹配数据中的一种或多种从数据库读取数据。
4.根据权利要求1所述的称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分
析系统，其特征在于，还包括报警单元，当所述数据分析分析单元确定
产品皮重、产品净重、产品平均皮重、产品平均净重或计量系统能力指
数在设定规范外时，指令报警单元发出警报。
5.根据权利要求1所述的称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分
析系统，其特征在于，所述系统还包括干预单元，当所述数据分析分析
单元确定产品皮重、产品净重、产品平均皮重、产品平均净重或计量系
统能力指数在设定规范外时，所述数据分析分析单元指令所述干预单元
对所述称重式灌装设备重新设定或修正灌装仪表目标灌装量值。
6.根据权利要求1所述的称重式灌装设备计量过程能力在线SPC分

\t析系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵江，付晓先，张连英，魏堃，胡建男，王东晖，郑光，王占甫，张广实，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：