[发明专利]直落式多组份物料下料装置控制器

说明书

本发明公开了直落式多组份物料下料装置控制器，包括输入模块、存储模块、输出模块和处理模块，处理模块基于当前和累积下料误差，对下料阀进行迭代预测控制，使得各下料阀轮流下料，在混料斗中将物料混合均匀。本发明基于距离传感器和称重模块的检测，通过搅拌器对下料仓内的物料堆积进行调节以保证落料形态稳定，从而为迭代预测提供了条件。与现有技术相比，本发明使得下料装置在迭代学习过程中的落料能被有效利用，防止了物料的浪费，并且可应用于小批量快速配料。

本申请为申请号201710895674.6、申请日2017年09月19日、发明名称“直落式多组份物料下料装置及其控制器”的分案申请。

技术领域

本发明涉及定量下料领域，具体涉及一种直落式多组份物料下料装置控制器。

背景技术

在工农业制造和商品包装中，有大量的粉粒物料，如铁精矿、煤粉等炼铁原料，聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、轻甲基纤维素、聚丙烯睛、环氧树脂粉末涂料等化工原料，石英砂、水泥等建材原料，洗衣粉等日用化工产品，小米、大豆等谷物豆类农产品，或粉、渣、粒状加工食品，饲料、化肥、农药等农业生产物料，以及粉粒状的保健品、中西药剂、调味品等均需要自动定量包装或者配料制造。

目前我国有很多企业仍然采用手工定量配料或者包装，一方面劳动强度大，速率慢，经济效益差；另一方面，食品、药品等手工定量往往不能满足卫生要求，有毒有害的物料，人工参与定量容易对人体造成伤害。因此对生产企业来说，急需提供价廉的具有较高速率和准确度的多组份自动定量下料设备或者装置，满足大量的物料定量包装或者配料制造要求。

目前国内外粉粒物料自动定量下料装置常用方法有两种，容积式和称重式。容积式定量依据物料容积进行计量充填或者投料，定量投料迅速，但定量物料质量受到物料密度变化而变化。如申请号为200920248298.2的中国专利考虑到快速下料时难以控制定量而通过先快后慢的方法来减小供料落差的影响，但其下料终值只能接近期望值，准确度不高。

称重式定量依据物料质量进行计量充填或者投料，需要在下料过程中不断称重，根据称重结果反馈控制下料量，由于称重受到下料冲击和空中滞后物料影响较大，下料速度和精度都面临很多困难。为了补偿空中物料对计量精度的干扰，很多方案采用提前关闭阀门的技术，如申请号为201410230888.8的中国专利将配料称重过程划分为三个阶段，并在最后一个阶段采用迭代学习控制方式来计算关闭提前控制量，但该方案仅能提高学习完成后的下料精度，在学习过程中的累积下料精度则无法保证。

发明内容

由于下料过程中的空中落料量受到输送装置关闭速度、下料口到秤斗料面间落差大小、物料下落形态流率等因素影响，提前关闭输送装置的时间难以通过离线实验一次性确定。为此，本发明通过对下料装置的下料仓和计量斗进行改进，减小物料的空中落差及形态变化，同时通过在迭代预测中将累积误差作为被控量，从而实现高精度连续下料，并能适用于小批量快速配料下料。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的直落式多组份物料下料装置，包括：机架、下料仓、下料阀、计量斗、称重模块、落料阀、混料斗和控制器；

所述下料阀位于下料仓的底部开口处，所述下料仓和下料阀为2～6组，

位于下料阀下方的所述计量斗，安装在固定于机架的称重模块上，且其底部开口受落料阀控制；所述计量斗的上部有一个分料器；

所述混料斗位于落料阀下方，且其底部有一个推板；

所述控制器通过对各个下料阀的打开时间控制和对称重模块的传感数据读取，分别进行各组份物料的下料标定，对其下料的空中量进行迭代预测；并基于累积下料量与配方数据的对比对下料阀的关闭时间进行调节；控制器依次控制各下料阀动作，在完成一次配方量下料后，打开落料阀，然后在检测到混料斗中的物料累积到设定值后，打开推板，将混合均匀的物料排出。