专利名称：具有在线数粒和重量补偿功能的种子称重系统和称重方法
技术领域：
本发明涉及种子称重系统和称重方法，特别是一种具有在线数�：椭亓坎钩スδ� 的种子称重系统和称重方法。
背景技术：
由于制种技术的提高，有些种子(例如玉米)实现了单粒播种，播种面积与所需种 子的粒数是固定的。对于出售的袋装种子，每袋中种子的数量比重量更有实际意义。传统的按重量分装的方法，由于种子含水量以及颗粒大小不同，同样1000粒种 子，重量差别很大。以国内先锋种业玉米种子为例1000粒的重量大约在190g 360g范围 内。对应计量规格8000粒，重量范围大约在1500g 3000g之间。如果采用单纯计重法， 每袋的粒数差别太大。用数粒机粒数的分装方法，是最精确的。但是由于受到数粒机数粒速度的制约。目 前还无法实现。以分装玉米种子为例分装规格8000粒、数粒机速度500粒/分，分装1袋 大约需要16分钟，分装速度太慢，无法满足企业的产能要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有在线数�：椭亓坎钩スδ艿闹肿映浦叵低澈统� 重方法，主要解决现有种子称重装置和方法所存在的上述技术问题，它采用“粒数+计重” 的方式，通过实时取样、数粒、计重，获取粒数与重量的对应关系，及时调整分装的目标重 量，从而实现用称重的方法达到按粒数分装的目的，它能够很好地解决单纯计重或单纯数 粒存在的问题，使每袋分装粒数更接近分装规格。为实现上述目的，本发明是这样实现的。—种具有在线数粒和重量补偿功能的种子称重系统，其特征在于它是由工控机、 数粒计重秤、取样器、包装秤、包装机组成；所述的包装秤的上方配有储料的缓冲斗，取样器 的一端装在缓冲斗中，取样器的另一端位于数粒计重秤的振动托盘上方；所述的包装秤的 下方配有包装机；该称重系统的控制部分采用局域网联网结构，它包括上述的具有联网功 能的数粒计重秤、包装秤，工控机作为整个系统的控制中心，对上述系统中的设备进行协调 控制，实现用单位粒数重量来修正包装秤的目标重量和加料参数。所述的具有在线数�：椭亓坎钩スδ艿闹肿映浦叵低常涮卣髟谟诎盎暮� 面选配分选秤，包装机和分选秤之间可以选配输送带过渡。所述的具有在线数粒和重量补偿功能的种子称重系统，其特征在于所述的取样 器具有S型溜管，该S型溜管一端在缓冲斗中，另一端位于数粒计重秤的振动托盘上方，S型 溜管可以缓冲种子从高处下落的冲击，防止落入振动托盘时四处飞溅。一种种子称重方法，其特征在于它通过如上所述的种子称重系统来实现，它具有 如下具体步骤①工控机向数粒计重秤发送数粒开始指令，数粒计重秤控制取样器对包装 秤上部缓冲斗中的种子进行取样，取到的样品落入数粒计重秤的振动托盘中；②数粒计重秤按预置的单位粒数开始数粒，计重，并向工控机返回数粒完成信号和单位粒数重量；数粒 计重秤排空振动托盘中的剩余样品，准备接收下一次样品；③工控机将接收到的单位粒数 重量信息存入堆栈，并按统计学算法求出当前正在包装的种子的单位粒数重量；所述的按 照统计学方法计算求出的当前正在包装的种子的单位粒数重量，是对单次取样的纠偏，防 止单次取到的样品与实际物料有偏离，得出一个错误的结果(如后面所述的加权计算)；④ 工控机根据正在包装的种子的单位粒数重量和分装规格，演算包装秤的目标重量；包装秤 的目标重量是指每袋的分装重量；⑤当目标重量改变时，为了保证包装速度，工控机根据新 的目标重量自动调整包装秤的加料参数；⑥工控机将新的目标重量和加料参数发送给包 装秤，包装秤按新的参数自动调整计量；一个从取样开始到启用新的目标重量的周期结束； 连续重复上述过程，不断获取单位粒数重量，并不断修正分装的目标重量，使得每包的分装 粒数更接近分装规格。所述的种子称重方法，其特征在于所述的步骤⑥之后进一步包括步骤⑦工控机将 新的参数传给包装秤的同时，开始按预置的延时时间进行倒计时，计时时间到，将新的目标 重量发给分选秤，分选秤按新的目标重量进行分�。灰桓龃尤⊙嫉狡粲眯碌哪勘曛亓� 的周期结束。分选秤的目标重量是指重量选别时的基准值。基准值到上限值和基准值到下 限值的范围通常认为是合格品，超出上限值认为偏重，低于下限值认为偏轻。所述的种子称重方法，其特征在于所述的在线获取单位粒数重量的过程中，设定 从取样器的取样点到缓冲斗包装口的待包装种子的重量为G，将待包装物料重量G分为η层 (n ^ 2)，每层的重量为Ι/nG，每包装出Ι/nG的种子时，开始重新取样以获得新的单位粒数 重量，并将获取的新的单位粒数重量存入堆栈，使得每层的重量都对应一个单位粒数重量。所述的种子称重方法，其特征在于所述的当前单位粒数重量的计算过程中，当累 计包装出去的重量等于或大于分层重量时，用堆栈中最先入栈的m个(m < η)单位粒数重 量，通过加权计算获得当前单位粒数重量；其中，即将包装的种子单位粒数重量B的权重最 高，其上下相邻的种子单位粒数重量A和C的权重次之，在获得当前单位粒数重量的同时， 移出堆栈中最下面的一个数据。本发明装置和方法与现有技术相比的优点在于。现有按粒数分装技术通常的做法是采用离线千粒重(1000粒种子对应的重量) 方法。即一个大的筒仓对多台包装秤供料。在分装开始前，人工对整个筒仓中的物料求出 一个千粒重，然后根据分装规格，求出分装的目标重量值。再由人工输入到每台包装秤的仪 表中。由于从取样到修改包装秤的目标重量，整个过程是人工操作，一个周期至少需要30 分钟。大约7000 kg (由筒仓大小和包装产能决定)种子，才能对应一个千粒重。也就是每 包装7000kg种子，才能按粒数与重量的对应关系，对包装秤的目标重量进行一次修正。由 于不同批次的种子，含水量和颗粒大小差异很大，加之一个筒仓对多台包装秤供料，这个千 粒重与实际正在包装的种子的千粒重对应性很差。另外，由于整个过程人工干预过多，频繁 的人工计算和输入难免会发生误操作。并且当分装的目标重量改变时，为了保证包装秤的 计量速度和精度，每次要人工调整加料参数，操作过程非常麻烦。本发明由于采用在线数�：凸た鼗远刂朴胂钟屑际跸啾扔幸韵掠诺�。每条生产线配置一台数粒计重秤，取样口设在每台包装秤上方的储料斗中，取到 的样品更能真实反映实际包装种子的特性。
采用将储料斗中物料重量分层的方式，使每层的重量对应一个单位粒数重量。当 这一层物料下移到包装口时，启用这一层的单位粒数重量。由于采用工控机对取样，数粒、计重、包装秤的目标重量和加料参数修改等全过程 进行自动控制，不用人工干预，可以缩短获取新的单位粒数重量的周期。如果数粒速度按 500粒/分，每次数1000粒，考虑到取样和排空时间，每次获取新的单位粒数重量的周期大 约在5分钟以内。如果包装秤的产能按80kg/分计算，大约400kg种子，就可以对应一个 单位粒数重量。也就是每包装400kg种子，就可以按粒数与重量的对应关系，对包装秤的目 标重量进行一次修正。由于采用工控机自动控制，包装秤和分选秤的目标重量可以实现联动。
图1是本发明系统的结构示意图。图2是本发明系统的控制部分结构示意图。图3是本发明中一种千粒重的取样方法的示意图。
具体实施例方式请参阅图1、2，本发明公开了一种具有在线数�：椭亓糠蠢」δ艿闹肿映浦叵低�。 如图所示它由工控机1、数粒计重秤2、取样器3、包装秤4、包装机5和分选秤6 (可选配， 也可不要)组成；所述的包装秤4的上方配有储料的缓冲斗9，缓冲斗9中装有取样器3，取 样器3的另一端位于数粒计重秤2的振动托盘21上方；所述的包装秤4的下方配有包装机 5，包装机5的后面可以选配分选秤6，包装机5和分选秤6之间由输送带8过渡；该称重系 统的控制部分采用局域网联网结构，它包括上述的具有联网功能的数粒计重秤2、包装秤4 和分选秤6，工控机1作为整个系统的控制中心，对上述系统中的设备进行协调控制，完成 种子取样、数粒、单位粒数重量计算、包装秤和分选秤的目标重量演算和控制参数调整，存 储称重数据，并具有与上位计算机10进行数据交换。本发明中工控机1可以采用研华PPC系列工控机，也可以采用其它系列的工控 机；所述的包装秤4是按预置目标重量对被包装物料进行称重分装的电子秤，可采用上海 Yamato制造的ADW系列电脑组合秤，也可以采用上海Yamato制造的ADW系列包装秤；所述 的数粒计重秤2可采用上海Yamato制造的JCS系列数粒计重秤，其中数粒部分由AIDEX公 司配套，亦或是独立成套的数粒计重秤。当然，所述的硬件选配并不限于上述形式。所述的局域网可以使用以太网，及具有以太网接口的数粒计重秤、包装秤和分选 秤。所述的取样器3可具有S型溜管7，该S型溜管7 —端在缓冲斗9中，另一端位于 数粒计重秤2的振动托盘21上方，该S型溜管可以缓冲种子从高处下落的冲击，防止落入 振动托盘时四处飞溅。通过上述种子称重系统来实现的种子称重方法，具有如下具体步骤。①工控机1向数粒计重秤2发送数�？贾噶睿＜浦爻�2控制取样器3对包装 秤4上部缓冲斗9中的种子进行取样，取到的样品落入数粒计重秤的振动托盘21中；②数 粒计重秤2按预置的单位粒数开始数粒，计重，并向工控机1返回数粒完成信号和单位粒数重量；数粒计重秤2排空振动托盘21中的剩余样品，准备接收下一次样品；③工控机1将接 收到的单位粒数重量信息存入堆栈，并按统计学算法求出当前正在包装的种子的单位粒数 重量；④工控机1根据正在包装的种子的单位粒数重量和分装规格，演算包装秤4和分选秤 6的目标重量；⑤当目标重量改变时，为了保证包装速度，工控机1根据新的目标重量自动 调整包装秤4的加料参数；⑥工控机1将新的目标重量和加料参数发送给包装秤4，包装秤 4按新的参数自动调整计量；⑦工控机1将新的参数传给包装秤4的同时，开始按预置的延 时时间进行倒计时，计时时间到，将新的目标重量发给分选秤6，分选秤6按新的目标重量 进行分选；一个从取样开始到启用新的目标重量的周期结束；连续重复上述过程，不断根 据新获取的单位粒数重量，来修正分装的目标重量，使得每包的分装粒数更接近分装规格。当然，若系统中没有配备分选秤，则相关步骤⑦可以忽略。本发明系统和方法中所述的单位粒数可以是百粒重、千粒重或万粒重等。以下结合图3并以一种千粒重的取样计算方法来进一步介绍本发明。如图3所示，所述的获取单位粒数重量的过程中，设定从取样器3的取样点到缓冲 斗9包装口的待包装种子的重量为G，将待包装物料重量G分为η层，每层的重量为1/nG， 每包装出Ι/nG的种子时，开始重新取样以获得新的单位粒数重量，并将获取的新的单位粒 数重量存入堆栈，使得每层的重量都对应一个单位粒数重量。所述的当前单位粒数重量的计算过程中，当累计包装出去的重量等于或大于分层 重量时，用堆栈中最先入栈的m个(m < η)单位粒数重量，通过加权计算获得当前单位粒数 重量；其中，即将包装层的种子单位粒数重量B的权重最高，其上下相邻层的种子单位粒数 重量A和C的权重次之(比如即将包装的种子单位粒数重量B占60%的权重，其上下相邻 的种子单位粒数重量A和C，各占20%的权重)，在获得当前单位粒数重量的同时，移出堆栈 中最下面的一个数据。综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡 依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
权利要求
一种具有在线数�：椭亓坎钩スδ艿闹肿映浦叵低常涮卣髟谟谒怯晒た鼗�(1)、数粒计重秤(2)、取样器(3)、包装秤(4)、包装机(5)组成；所述的包装秤(4)的上方配有储料的缓冲斗(9)，取样器(3)的一端装在缓冲斗(9)中，取样器(3)的另一端位于数粒计重秤(2)的振动托盘(21)上方；所述的包装秤(4)的下方配有包装机(5)；该称重系统的控制部分采用局域网联网结构，它包括上述的具有联网功能的数粒计重秤(2)、包装秤(4)，工控机(1)作为整个系统的控制中心，对上述系统中的设备进行协调控制，实现用单位粒数重量来修正包装秤的目标重量和加料参数。
2.根据权利要求1所述的具有在线数粒和重量补偿功能的种子称重系统，其特征在 于包装机(5)的后面选配分选秤(6)，包装机(5)和分选秤(6)之间可以选配输送带(8)过 渡。
3.根据权利要求1所述的具有在线数�：椭亓坎钩スδ艿闹肿映浦叵低常涮卣髟� 于所述的取样器(3)具有S型溜管(7)，该S型溜管(7) —端在缓冲斗(9)中，另一端位于 数粒计重秤(2)的振动托盘(21)上方。
4.一种种子称重方法，其特征在于它通过如权利要求1或2或3所述的种子称重系统 来实现，它具有如下具体步骤①工控机(1)向数粒计重秤(2)发送数�？贾噶睿＜� 重秤(2)控制取样器(3)对包装秤(4)上部缓冲斗(9)中的种子进行取样，取到的样品落入 数粒计重秤的振动托盘(21)中；②数粒计重秤(2)按预置的单位粒数开始数粒，计重，并向 工控机(1)返回数粒完成信号和单位粒数重量；数粒计重秤(2 )排空振动托盘(21)中的剩 余样品，准备接收下一次样品；③工控机(1)将接收到的单位粒数重量信息存入堆栈，并按 统计学算法求出当前正在包装的种子的单位粒数重量；④工控机(1)根据正在包装的种子 的单位粒数重量和分装规格，演算包装秤(4)的目标重量；⑤当目标重量改变时，为了保证 包装速度，工控机(1)根据新的目标重量自动调整包装秤(4)的加料参数；⑥工控机(1)将 新的目标重量和加料参数发送给包装秤(4)，包装秤(4)按新的参数自动调整计量；一个从 取样开始到启用新的目标重量的周期结束；连续重复上述过程，不断获取单位粒数重量，并 不断修正分装的目标重量，使得每包的分装粒数更接近分装规格。
5.根据权利要求4所述的种子称重方法，其特征在于所述的步骤⑥之后进一步包括步 骤⑦工控机(1)将新的参数传给包装秤(4)的同时，开始按预置的延时时间进行倒计时，计 时时间到，将新的目标量发给分选秤(6)，分选秤(6)按新的目标重量进行分�。灰桓龃尤� 样开始到启用新的目标重量的周期结束。
6.根据权利要求4或5所述的种子称重方法，其特征在于所述的在线获取单位粒数重 量的过程中，设定从取样器(3)的取样点到缓冲斗(9)包装口的待包装种子的重量为G，将 待包装物料重量G分为η层(n ^ 2)，每层的重量为Ι/nG，每包装出Ι/nG的种子时，开始重 新取样以获得新的单位粒数重量，并将获取的新的单位粒数重量存入堆栈，使得每层的重 量都对应一个单位粒数重量。
7.根据权利要求6所述的种子称重方法，其特征在于所述的当前单位粒数重量的计算 过程中，当累计包装出去的重量等于或大于分层重量时，用堆栈中最先入栈的m个(m < η) 单位粒数重量，通过加权计算获得当前单位粒数重量；其中，即将包装的种子单位粒数重量 B的权重最高，其上下相邻的种子单位粒数重量A和C的权重次之，在获得当前单位粒数重 量的同时，移出堆栈中最下面的一个数据。
全文摘要
本发明涉及种子称重系统和称重方法，特别是一种具有在线数�：椭亓坎钩スδ艿闹肿映浦叵低澈统浦胤椒āＫ晒た鼗�、数粒计重秤、取样器、包装秤、包装机和分选秤组成。该称重系统的控制部分采用局域网联网，它包括上述的具有联网功能的数粒计重秤、包装秤和分选秤。工控机作为整个系统的控制中心，对上述系统中的设备进行协调控制，完成取样、数粒、单位粒数重量计算、包装秤和分选秤的目标重量修正、控制参数调整、称重数据保存。它采用在线“粒数+计重”的方式，通过实时获取粒数与重量的对应关系，来修正包装秤的目标重量。从而实现用称重的方法达到按粒数分装的目的。它能够很好地解决单纯称重存在的问题，使每袋分装粒数更接近分装规格。
文档编号G01G13/29GK101922961SQ20101029720
公开日2010年12月22日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者崔英欣, 碓冰和男, 陈袁斌 申请人:上海大和衡器有限公司
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