用于批量分发系统的过满补偿技术方案

本发明专利技术公开了一个批量分发系统，用于提供一个材料过满补偿以将一个精确数量的材料由源分发到目的地。该系统也可检测一个诸如阀或泵的流量控制装置的可能故障。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计一个批量分发系统，具体地，设计一个具有自动过满补偿以将一预定精确量的材料由材料源分发到材料目的地的批量分发系统。问题已知一些批量分发系统，其中材料利用控制和监测分发材料数量的自控设备由材料源递送到材料目的地。进一步知道一些批量分发系统，其中，一个精确的预定量材料由材料源递送到材料目的地以使得分发材料的过满和欠满量最小。批量分发系统被用于工业过程中，其中，分发的材料数量必须精确地控制使得分发的材料数量的欠满以及过满都最小。一个未受控的过满量是不期望的，因为它将导致分发材料的浪费；如果材料是危险类型的，则分发材料的过满可能是危险的；在材料所分发的客户只希望支付所指定数量的材料费用并有协议在先时，过满对于材料的销售者是昂贵的。在其他情况下，尤其是涉及昂贵材料的情况中，过满代表经济上的浪费。在其他涉及昂贵材料的情况中，欠满可能导致所分发材料的整批量的浪费。一个这样的例子可以是照片胶卷制造，这里所分发的材料为银，而欠满将使得沉积在胶卷上的银不足，从而使得整批量的胶卷对于它所要使用的目的无用。欠满在许多应用中也是不期望的。最明显的这种应用是，其中材料所分发的客户已指定了一所要分发预定量的材料而他期望对此支付费用。任何欠满都代表了对于客户已支付费用的材料的短缺或对材料未被分发负责任。曾经作过尝试，通过依赖于基于由在系统操作中已有的欠满或过满而获得的经验的估计来对过满或欠满进行手动补偿。例如，如果希望分发100加仑而如果经验显示如果控制阀在装满100加仑容器时关闭，则产生1加仑的过满，则通过在已分发了99加仑时关闭阀而可以较容易地补偿这一过满，这样分发的99加仑加上预计的1加仑过满的总量为所希望分发的100加仑。然而，这一技术仅满足于包括材料流量率在内的条件恒定的情况。这些参数的任何一个，诸如质量流量率的变化将产生不希望的过满和欠满。这在其中当使用重力来将材料由流体源传到流体目的地时质量流量率不恒定和变化的情况中特别合适。因此可见，问题是如何从材料源传输一精确量的材料到材料目的地，使得以最小的过满或欠满量来分发一指定量的材料。解决方案根据本专利技术的系统可以解决上述或其他问题，该系统使得可以以最小的过满或欠满量来从材料源传输一精确量的材料到材料目的地。根据本专利技术，包括一个流量计和一个远程控制阀的自控设备串接地安置在材料发往目的地的路径上。该系统还包括称为批量控制器的自控设备，该控制器接收分发材料的流量率信息并处理该信息以确定受控的流量系统的特征。该批量控制器使用所处理的信息来在所需时刻关闭阀以实现以最小欠满或过满量来分发材料到目的地。根据本专利技术的系统通过分发一定量的测试性批量材料以确定所控系统的工作特征。在这些测试性运作中，所分发材料的批量大小被指定为所要执行的测试数目。由此，可以接收该测试性批量的统计量，其中统计量包括流量率和每次测试运行所达到的过满/欠满量。在执行了指定数目的测试后，积累并存储所测试的数据。该存储的测试数据使得可以对各种操作条件所期望的过满/欠满量作一个估计。因此，材料以产品批量进行分发，其中每一批量与指定该所要分发的批量大小的数据有关。包括位于分发线上的流量计的装置将数据传输到一个批量控制器。该批量控制器使用这一包括所存储的过满/欠满估计的数据来将一个数量等于所指定的期望批量值的批量材料分发到目的地。当批量的分发正在传输过程中时，批量控制器接收来自流量计的流量率并将相对于时间的所分发材料的数量累加。可以通过将所测定的流量率乘以该批量的累加分发时间来获得该测定量。这一过程继续进行直至对于该批量，所分发的总材料量达到所要分发的材料目标量。此时，批量控制器使用所估计的过满数据以发送一个信号到控制阀来在该批量的最终目标量的实际分发结束的很短时间前关闭该控制阀。该控制阀在结束到来自批量控制器的信号之后需要一有限量的时间来关闭。在关闭控制阀之后，仍由一有限量的材料在发往目的地的途中。通过一个总的估计数据来补偿这一剩余材料和关闭时间值的累积效应，使得控制阀最终关闭前和仍在途中的材料到达目的地之前，为该批量所分发的材料总量将以高精确度接近于目标量。如上所述，根据本专利技术的系统在开始产品批量的传输之前，执行一定数目的测试性批量运行。执行测试性批量运行的目的在于获得使系统能够精确估计随后用于产品批量传输过程的过满信息的信息。该传输多个测试性批量的过程包括指定所要传输的一定量的测试批量，存储每一个批量的流量率和其他信息，并由所存储的该多个测试性批量的信息，获得将要用于所要传输的实际批量的过满信息。更具体地，测试批量的获得和存储的所存储信息包括每一批量的流量率和所获得或计算出的过满量。通过将过满过满量除以流量率以获得和存储每一测试批量的比例来获得进一步的信息。该信息还包括对所获得的每一批量的各个比例进行平均和标准偏差计算。最后，所存储的信息还包括将平均比例用作在获取一个估计的函数中的一个线性因子，该函数随后用在实际批量的传输过程中。本专利技术的过程还有助于确定该控制阀的一个可能故障或一个初始故障。例如，在本专利技术的分发系统中使用的控制阀在接收到关闭信号之后需要一有限时间来关闭。该时间可以是5-10秒的量级。测试性批量的传输过程使得系统控制器可以考虑控制阀的关闭时间。该控制阀的关闭时间与材料的过满有关，这是由于材料可以在阀关闭所需的5-10秒时间间隔流过阀。本专利技术的批量控制器将与阀特征有关的该信息累加，使得如果阀随后改变特征或需要一个更长的时间来关闭，可以由批量控制器确定，这是因为当阀正常工作时，过满量将明显多于先前的过满量。由此信息，批量控制器可以确定控制阀在接收到关闭信号之后花费了更长的时间来关闭。由此，批量控制器可以产生一个警告，或其他任何适合的信号以警告系统操作员系统控制阀存在一个可能的故障。附图简述通过阅读下面结合附图进行的详细描述可以更好地理解本专利技术的上述或其他特性。附图说明图1为一个批量系统的示意图2为一个批量控制器的示意图；图3为本专利技术优选实施例的步骤的流程图；图4为一个用于产生测试数据的方法的流程图；图5为一个用于确定一个过满估计器函数的优选方法的流程图；图6为一个用于将过满估计器函数用以防止一个批量的过满的方法的流程图；图7为另一个用于获得测试数据以提供一个估计器函数的方法的流程图；图8为在产生一个过满估计函数以改善精确度的优选方法中的附加步骤的流程图；图9为另一个用于产生一个过满估计函数的方法；和图10为用于存储测试数据的数据结构的示意图；图11为用于检测一个材料流动控制器的可能故障的方法的示意图。详述图1示出了本专利技术的批量分发系统100。由流量源101接收材料并提供给安置于路径102上的流量计103。阀107接收由流量计103经由路径106而来的材料。器件107可选地为泵。材料由由阀107经由路径108流到目的地110。批量控制器105监测和控制通过批量分发系统100的材料流量。流量计103将流量信息经由路径104发送到批量控制器105。当批量控制器105确定指定数量的材料流过流量计103，则批量控制器105通过路径109将信号发往阀107。本专利技术是一个用于产生一个过满估计器函数的方法，该方法确定在批量控制器105发出终结流量信号的时刻和阀107关闭的时刻之间将流过阀107的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于操作材料分发系统（１００）以由材料源（１０１）分发材料到材料目的地的方法，所述方法包括以下步骤： 运行ｎ个批量（４０３，４１５），其中材料由所述源分发到所述目的地； 确定（４０９）在每个批量运行期间的所述材料的流量率； 将包括每个批量的所确定的流量率和材料过满量累加并记录（４１４）； 使用所述记录数据以确定任何流量率的估计的材料过满量（５０９，５１０）； 运行至少一个后续批量（６０４）； 为所述后续批量指定一个将要分发的目标材料数量（６０２）； 为至少一个后续批量测量流量率（６０８）并为所述测量的流量率确定一个材料过满量（６１１）； 用所述估计材料过满量减目标量以获得一个材料流量终结信号量（６１３）；和 响应所述终结信号来终结（６１４）所述材料流量以将所述目标数量的材料分发到所述目的地。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DT弗拉赫蒂，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]