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粒和重量补偿功能 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粒和重量补偿功能的种子称重系统和称 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。所述的具有在线数粒和重量补偿功能的种子称重系统，其特征在于包装机的后 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选；一个从取样开始到启用新的目标重量 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粒和工控机自动控制与现有技术相比有以下优点。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粒和重量反馈功能的种子称重系统。 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发送数粒开始指令，数粒计重秤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(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(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)发送数粒开始指令，数粒计 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选；一个从取 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粒和重量补偿功能的种子称重系统和称重方法。它由工控机、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