调整包装机入口压力的方法技术

一种用于控制包装机(100)的调节阀(206)的方法(400)，其中包装机(100)是配置为接收板基包装材料卷(102)的卷筒式包装机。包装机(100)配置为通过调节阀(206)与加工线(202)连接上，其中加工线(202)配置为通过调节阀(206)向包装机(100)进给液体食品(216)。该方法(400)包括使用流量计(106)确定(S402)所述包装机(100)中所述液体食品的产品流量；使用压力传感器(204)确定(S404)所述包装机(100)中所述液体食品的入口压力测量值(306)；并且将所述入口压力测量值用于所述包装机(100)来调整所述调节阀(206)，所述调节阀配置为接收来自流量前馈模块(308)的输出信号以及来自流量比例

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】调整包装机入口压力的方法


[0001]本专利技术涉及包装技术。更具体地，涉及控制包装机的调节阀。

技术介绍

[0002]如今，众所周知使用卷筒式包装机来生产不同类型的食品，例如牛奶。卷筒式包装机配置为与加工线相连接，使得食品可以从加工线进给到包装机。卷筒式包装机(也称为灌装机)有几个优势。一个优势是：与坯料投入的包装系统相比，连续生产包装可以达到更快速度。另一个优势是，通过连续填充包装材料的管并在管的下端形成包装，可以降低不必要的微生物进入包装的风险。
[0003]尽管如今的卷筒式包装机在每小时生产的包装方面是高效的，而且包装机有不同的系统来确保生产的包装符合既定的质量要求，但仍有改进的空间。例如，由于包装物是以高速生产的，如果没有发现并处置好偏差，包装机中一个零件的偏差可能会导致生产出相对大量的不符合既定质量要求的包装。这样做的后果可能是在包装材料、食品以及生产时间方面增加损失。因此，为了能够在财务成本和环境成本方面提供更有效的包装机，食品生产商要求在处理偏差方面改进包装机。
[0004]由于这个原因，人们需要的包装机能够比如今的包装机有更稳定的生产，从而减少包装材料废料、产品废料和生产停工。已知的控制系统的实例可以参见比尔
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博尔顿“仪表与控制系统
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第13章
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控制器”，2014年1月1日(2014
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01
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01)，XP055737048，ISBN：978
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7506
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5。另外，JP S59 109918A、US 2012/192969 A1和US 2017/344032 A1等文件可能与本申请有关。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是至少部分地克服上述现有技术中的一个或多个限制。
[0006]根据第一方面，提供了一种控制包装机的调节阀的方法，其中包装机是卷筒式包装机，该卷筒式包装机配置为接收板基包装材料的卷，其中包装机配置为通过调节阀连接到加工线，其中加工线配置为通过调节阀将液体食品进给到包装机，该方法包括：
[0007]使用流量计确定液体食品在包装机中的产品流量；
[0008]使用压力传感器确定包装机中液体食品的入口压力测量值；并且
[0009]通过调节阀调整包装机的入口压力，所述调节阀被配置为接收来自流量前馈模块的输出信号和来自流量比例
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积分
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微分(PID)模块的输出信号，其中流量前馈模块将入口压力测量值和流量设定点作为输入信号，而流量PID模块将产品流量和流量设定点作为输入信号。
[0010]本文中术语“入口压力”是指液体食品的入口压力，其中入口压力是液体食品在调节阀之前的压力。因此，入口压力可以是用于调整流量前馈模块和流量PID模块输出信号的压力。
[0011]本文中术语“产品流量”是指由流量计确定的液体食品的流量。因此，产品流量是
指液体食品的流量，其中液体食品从加工线进给到包装机。产品流量可以是流量前馈模块的输入信号。产品流量可以是流量PID模块的输入信号。
[0012]本文中术语“入口压力测量”是指由压力传感器确定的液体食品的入口压力的测量值，也称为样本。因此，入口压力测量值是液体食品的入口压力，其中液体食品在调节阀之前从加工线进给到包装机。入口压力测量值可以成为流量前馈模块的输入信号。
[0013]本文中术语“流量前馈模块”是指本领域内已知的任何前馈控制系统。本公开内容中的流量前馈模块可以将入口压力测量值和流量设定点作为输入信号。然而，流量前馈模块也可以有其他输入信号，并不限于这些实例。
[0014]本文中术语“流量比例
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积分
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微分(PID)模块”是指任何PID控制器，其中PID控制器是本领域中已知的控制环机制。本公开内容中的流量PID模块可以将产品流量和流量设定点作为输入信号。然而，流量PID模块也可以有其他输入信号，并不限于这些实例。
[0015]本文中术语“流量设定点”是指包括机器速度百分比的输入信号，其中机器速度百分比是指每个时间单位可灌装多少个包装的数值。机器速度百分比可以取决于包装物的大小和/或包装物中可能被灌装的产品。然而，流量设定点也可以包括其他输入值，如起始流量百分比和/或额定流量百分比。起始流量百分比可以在起始事件的开始阶段使用，以提高机器的速度。额定流量百分比是包装机以额定速度运行时的数值。
[0016]将流量前馈模块与流量PID模块结合在一起的优势是可快速确定调节阀的正确实时工作点。调节阀的较快反应允许实现灌装参数的稳定性，即产品液位和产品流量的稳定性。因此，可以实现具有较高鲁棒性的稳定的包装机。换句话说，通过能够以改善的反应时间来控制调节阀，在卷筒式包装机内形成的包装管的产品液位可以波动更小，继而又为正在生产的包装提供了较少的质量问题。
[0017]本公开的方法获得的另一个优势是，可以减少包装材料废料和产品废料。因此，通过本公开的方法，可以利用进给到包装机的液体食品的入口压力，通过流量前馈模块和流量PID模块的输出信号来调整调节阀。
[0018]通过调整调节阀，可以控制从加工线进给到包装机的液体食品的产品流量、产品压力和产品液位。通过本公开，与传统包装机(其对入口压力可能未知)相比，可以控制液体食品的入口压力。例如，传统的包装机和控制系统可能不知入口产品压力，并假定固定的入口压力值作为流量前馈输入。
[0019]另一个优势是，通过以本公开的方式确定入口压力，可以提高对入口产品线中发生的压力干扰的反应速度。
[0020]另一个优势是，压力传感器可以配置为集成在已有的包装机和加工生产线的连接处。因此，有可能将压力传感器集成到由包装机和加工线组成的传统生产线中。
[0021]然而，另一个优势是可以提高包装重量的准确性。换言之，对包装管的高度进行高精度控制，不仅可以减少正在生产的包装的质量问题，而且还可以提高包装重量的准确性。在包装机的横向密封系统上方放置一致数量的产品将导致在横向密封系统的帮助下形成的包装，可能与成型挡板相结合，可以生产出一致的包装。
[0022]总的来说，通过使用本公开内容，可以实现更加可控，从而实现稳定的包装机。
[0023]该方法可进一步包括：使用液位检测器确定由包装机形成的包装材料的竖直管中容纳的液体食品的产品液位，并使用该产品液位来调整调节阀。
[0024]为了改善控制，可以通过使用液位检测器直接确定包装管中的液位。这可以是光基传感器，用于确定传感器和水平面之间的距离，并设有可确定水平面的参考。
[0025]调整调节阀的步骤可以进一步使用液位PID模块进行控制，液位PID模块配置为确定流量设定点，其中液位PID模块将产品液位和液位设定点作为输入信号。
[0026]本文中术语“液位PID模块”是指任何PID控制器，其中PID控制器是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制包装机(100)的调节阀(206)的方法(400)，其中所述包装机(100)是配置为接收板基包装材料卷(102)的卷筒式包装机，其中所述包装机(100)配置为通过所述调节阀(206)连接到加工线(202)，其中所述加工线(202)配置为通过所述调节阀(206)将液体食品(216)进给到所述包装机(100)，所述方法(400)包括：使用流量计(106)确定(S402)所述包装机(100)中所述液体食品的产品流量；使用压力传感器(204)确定(S404)所述包装机(100)中所述液体食品的入口压力测量值(306)；并且调整所述调节阀(206)，所述调节阀配置为接收来自流量前馈模块(308)的输出信号以及来自流量比例
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积分
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微分(PID)模块(310)的输出信号，其中所述流量前馈模块(308)将入口压力测量值(306)和流量设定点作为输入信号，并且其中所述流量PID模块(310)将所述产品流量和所述流量设定点作为输入信号。2.根据权利要求1所述的方法(400)，其中所述调整(S406)调节阀(206)的步骤包括：通过所述调节阀(206)调节所述液体食品(216)的流量。3.根据权利要求1或2所述的方法(400)，其中所述流量PID模块(310)将所述产品流量与所述流量设定点之差作为输入。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(400)，其中所述方法(400)进一步包括使用液位检测器(208)确定由所述包装机(100)形成的所述包装材料(102)的竖直管(308)中容纳的所述液体食品(216)的产品液位，并且根据所确定的产品液位计算所述流量设定点。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，包括根据液位PID模块(312)的输出计算流量设定点，所述液位PID模块将所述产品液位和液位设定点作为输入信号，优选将所述产品液位与所述液位设定点之差作为输入。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，其中所述流量设定点是根据产品液位、液位设定点、机器速度百分比、额定流量百分比和/或起始流量百分比中的一个或多个计算的。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，其中所述压力传感器(204)包括金属膜。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，其中调整调节阀(206)的步骤(S406)取决于来自所述加工线(202)的实时压力测量值。9.一种灌装控制系统(302)，配置为调整包装机(100)的调节阀(206)，其中所述包装机(100)是配置为接收板基包装材料卷(102)的卷筒式包装机，其中所述包装机(100)配置为通过所述调节阀(206)连接到加工线(202)，其中所述加工线(202)配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：法比奥，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：发明
国别省市：