СПОСОБ КОНТРОЛЯ, РЕГУЛИРОВКИ И ОПТИМИЗАЦИИ РАЗЛИВОЧНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ВСЕХ ТИПОВ, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ БУТЫЛОК ДЛЯ НАПИТКОВ Российский патент 2011 года по МПК B67C3/00 

Изобретение относится к способу контроля, регулировки и оптимизации разливочных установок для продуктов всех типов, в которых твердые или жидкие продукты разливаются в такие сосуды, как банки, бутылки или нечто подобное. В частности, предложенное на рассмотрение изобретение относится к разливочным установкам для напитков.

Такого рода разливочные установки для напитков используются в полностью автоматическом режиме, к примеру, начиная от подачи бутылок, в случае необходимости, отделения для мойки бутылок, отделения для контроля ненаполненных бутылок, к собственно разливочной машине, устройству для укупорки бутылок и, наконец, к устройствам для этикетирования, а в случае необходимости, упаковки в соответствующие групповые упаковки для транспортировки и для укладки на паллеты этих групповых упаковок.

Из-за очень чувствительного зачастую к внешним воздействиям, в частности к вредоносным микробам, содержимого бутылок, в частности в секторе производства продуктов питания, разливочные установки эксплуатируются зачастую в так называемых чистых производственных помещениях, причем, по возможности, должно быть предотвращено вмешательство людей в процесс розлива.

Из-за сложности соединения машин, включая устройства транспортировки и необходимой регулировки, стараются согласовать друг с другом все элементы установки таким образом, чтобы имел место бесперебойный процесс розлива при максимально оптимальном расходе, то есть, как правило, максимально большом расходе, измеренном количеством бутылок в час.

В результате такого режима эксплуатации возможно распознавать возникающие внутри установки ошибки как можно раньше. При этом максимально заблаговременно можно распознавать, в частности, нарушения нормального расхода бутылок и устранять их как можно быстрее, чтобы иметь возможность без помех использовать максимальную производительность установки.

Из ЕРО 982696 известно устройство автоматического контроля географических пространств, зон и объектов, причем речь идет о промышленных установках, гражданских и военных хранилищах, казармах, электростанциях и других подобных сооружениях, уже известное из ЕРО 982696 А2.

При этом данное устройство работает с использованием неподвижного изображения или базового файла, с которыми сравнивается каждое из актуальных изображений, находящееся в контролируемом пространстве. Посредством формирования соответствующих параметров отличия вначале определяются изменения. В процессе последующего анализа отличий делают попытку распознать движущиеся элементы, такие как животные, люди, автомобили и т.д. В ходе дальнейшего анализа следует распознавать процессы или изменения, представляющие особый интерес, и передавать эти данные человеку. Автоматический запуск функций в ЕРО 982696 А2 не предусмотрен.

Задача изобретения состоит, в основном, в том, чтобы осуществлять контроль за установками или машинами. В рамках данного контроля за установками или машинами можно, к примеру, в полной мере сэкономить на использовании находящегося внутри установки и выполняющего функции по распознаванию ошибок и/или регулировке мощности обслуживающего персонала, по меньшей мере, однако, существенно снизить этот фактор. Далее могут быть реализованы дополнительные функции, служащие для обеспечения безопасности людей или же безопасности процесса.

В предпочтительном варианте контроль за установкой и связанное с ним распознавание ошибок и/или регулировка мощности установки осуществляются автоматически или, по меньшей мере, в основном автоматически.

В способе задача решается в соответствии с изобретением тем, что для получения необходимых параметров регулировки используются оптоэлектронные системы распознавания и прикомандированные к этим системам устройства для обработки данных. В предпочтительном варианте под этими оптоэлектронными системами распознавания подразумевается, по меньшей мере, одна электронная камера в сочетании с последовательно включенным, автоматизированным устройством для обработки изображения.

При этом посредством устройства для обработки изображения, среди прочего, возможно получать своевременную информацию о рабочем состоянии, по меньшей мере, одного участка всей установки, причем содержание записанного камерой изображения анализируется и используется для активного воздействия на управление установкой, или для приведения в действие возможных мероприятий для обеспечения безопасности людей или для устранения повреждений.

В изобретении под терминами «анализ записанного изображения» и/или «обработка изображения» следует понимать далее, что соответствующее программное обеспечение на основании записанных изображений получает информацию об объектах, находящихся на изображении. При этом известным способом определяется, прежде всего, какие объекты находятся на изображении. Под этими объектами могут пониматься, например, такие сосуды, как бутылки или банки, причем эти сосуды могут находиться также с различной ориентацией в различных местах, то есть, к примеру, стоять вертикально на транспортере или же лежать на полу после падения.

Под другими объектами могут подразумеваться, например, люди, которые находятся внутри разливочной установки. И эти люди могут находиться в различных местах и при этом принимать различные положения или же, вообще, осуществлять перемещения. Известные системы для обработки изображений работают при распознавании объекта, к примеру, по способу снятия размера с последующим сравнением по контуру, на основании чего можно сделать заключение, к примеру, о распознавании признаков. Целью данного принципа действия является определение всей относительной информации по объекту, или об объекте.

В следующем варианте осуществления данного изобретения посредством использования такого рода систем распознавания возможно также обеспечивать полностью автоматический режим работы и в случае неполадок, то есть распознавание ошибок может сразу же автоматически приводить к запуску программы управления, которая, в случае необходимости, также влечет за собой полностью автоматизированное устранение ошибок.

Принципиальное использование оптоэлектронных устройств для наблюдений за состоянием происходящих в установке процессов известно, к примеру, из DE 10 2004029359 В4.

Известно также о возможности управлять посредством такого рода оптоэлектронных устройств автоматами частичного управления, причем простая и давно известная возможность такого рода состоит в применении фоторелейных барьеров, с которых выводится, по меньшей мере, одна информация в режиме индикации «да/нет».

Оптоэлектронная система в соответствии с изобретением, в противоположность этому, значительно более многообразна. Посредством использования предложенного на рассмотрение изобретения может быть таким же образом считано, к примеру, количество перемещенных объектов, к примеру, предназначенных для наполнения, или уже наполненных бутылок, пространственное положение бутылок, положение, в котором бутылка упала и, тем самым имеется опасность сбоя в работе других частей установки.

Известно из уровня техники о возможности производить регулировку мощности всей установки для розлива в сосуды или регулировки мощности отдельных машин установки на основании загруженности транспортеров и/или накопительных участков между отдельными машинами. При этом требованиям уровня техники отвечает возможность располагать на транспортерах, а также на накопительных участках определенное количество так называемых переключателей для заторов, которые подают цифровой сигнал тогда, когда они приводятся в действие посредством преобладающего между сосудами давления подпора, то есть, когда транспортирующий участок или накопительный участок загружен бутылками или банками. Такой принцип действия, естественно, выдает лишь очень грубые данные о степени загруженности транспортирующего участка или накопительного участка, к примеру, в градации «пусто», «20% заполнения» и «50% заполнения». Более точные данные степени загруженности позволили бы осуществлять улучшенное управление установкой, однако в настоящее время они не определяются, так как использование большего количества переключателей для заторов означает существенное повышение конструктивных и технологических затрат.

В соответствии с изобретением, к примеру, загруженность транспортирующих или накопительных участков считывается посредством одной или нескольких камер, причем соответствующие показатели степени загруженности определяются посредством электронной обработки записанных изображений. При этом с использованием соответствующей программы, к примеру, для каждого отдельного накопительного участка определяется более точная, то есть с мелким шагом градации, степень загруженности, к примеру с шагом в 2%.

Для определения этой степени загруженности с мелким шагом градации действие по обработке изображения осуществляется следующим образом: сначала записанное изображение анализируется в том отношении, какое количество бутылок или банок к моменту приемки находится на накопительном участке, причем в предпочтительном варианте каждая отдельная бутылка распознается как объект типа «бутылка», то есть распознается как таковая. Затем установленное количество бутылок сравнивается с записанным в памяти вычислительного устройства возможным максимальным количеством бутылок, в результате чего определяется фактическая степень загруженности.

В зависимости от установленной степени загруженности соответствующего накопительного участка далее может предпочтительным образом регулироваться пропусканная способность отдельной машины, причем, среди прочего, устраняется дорогостоящая прокладка кабельной сети.

Другие варианты осуществления изобретения выявляются из зависимых пунктов формулы изобретения. Так, к примеру, следующая возможность в соответствии с изобретением состоит в использовании тепловизионных камер, вследствие чего становится возможным измерение, наряду с чисто оптическим различием, к примеру, и температур. Такой принцип действия подходит, в частности, для контроля отдельных процессов внутри всей установки в целом. Так, к примеру, предусмотрено осуществлять контроль за предусмотренным обычно в установках для розлива продуктов питания пастеризатором в том отношении, чтобы температура входящего в этот пастеризатор сосуда и/или температура выходящего из пастеризатора сосуда находилась в заданных границах.

За счет использования в соответствии с изобретением тепловизионной камеры в сочетании с последующей обработкой изображений и использованием установленных данных (фактических температур) для регулировки установки надежность процесса может увеличиваться и далее без увеличения, к примеру, затрат на прокладку кабельной сети.

Также в соответствии с изобретением за счет комбинации тепловизионной камеры и последующей аналитической обработки изображения может осуществляться также и контроль защиты ленты всей разливочной установки. Аналогичным образом возможен также и контроль собственных температур определенных машин и/или резервуара для хранения.

Далее системы могут применяться и для того, чтобы иметь возможность распознавать неправильно позиционированные сосуды и упавшие сосуды. В соответствии с изобретением могут контролироваться данные параметров вхождения в соответствующие установки из промежуточных накопителей.

Системы в соответствии с изобретением могут использоваться далее и для того, чтобы реализовывать защитную функцию в отношении работающих внутри установки людей или персонала. Так, возможно анализировать фактическое местоположение, и/или фактическое положения тела, и/или произведенные в сравнении с предыдущими съемками перемещения каждого находящегося внутри установки человека.

Что касается возможного результата такого рода анализа, то речь могла бы идти о том, что человек находится в аварийной ситуации. Индикаторами аварийной ситуации могли бы быть, например, изображение «лежит на полу» в сочетании с более длительной по времени неподвижностью соответствующего человека.

Далее могло бы быть определено, не находятся ли люди в не предназначенной для их пребывания зоне установки, к примеру в стерильной зоне.

При распознавании таких ситуаций посредством предусмотренных в соответствии с изобретением расширенных функциональностей управления установкой могли бы инициироваться соответствующие мероприятия, к примеру срабатывание сигнала тревоги.

Устройством в соответствии с изобретением может контролироваться и непосредственно находящийся на обрабатывающих машинах, к примеру на этикетировочных машинах, запас расходных материалов, чтобы при снижении запаса ниже определенного минимального уровня инициировать соответствующие мероприятия.

Возможно также записывать пути передвижения обслуживающего персонала разливочной установки, чтобы затем получить предпочтительные данные для формообразования будущих установок.

Изобретение описывается далее на основании примера осуществления. В частности, чертеж, лишь схематично, изображает установку для розлива в бутылки для напитков.

Показанная символически, обозначенная позицией 1 установка должна служить, к примеру, для розлива в бутылки для напитков. При этом бутылки от первой машины 2 по обозначенным позицией 3 транспортирующим сегментам подаются к следующей машине 4. Транспортирующие сегменты 3 приводятся в действие посредством приводных двигателей М.

Для контроля за установкой, к примеру, и для контроля степени загруженности транспортирующих сегментов, и для регулировки установки предусмотрены камеры, обозначенные в общем позицией 5, данные, с которых подаются на устройство 6 для обработки данных таким образом, что становится возможной регулировка установки и, в частности, может производиться автоматическое распознавание и устранение ошибок. Линейное изменение или степень загруженности транспортирующего участка символически обозначена посредством двойной стрелки.

В представленном примере осуществления изобретения производится контроль соответствующего положения находящегося внутри установки человека. Этот человек не должен, к примеру, заходить в зону S безопасности. Зона безопасности обозначена, к примеру, посредством нанесенной на пол цеха цветной маркировки. Если человек заступит за эту цветную маркировку, то этот факт будет распознан устройством обработки изображения, вследствие чего, к примеру, будет выдан сигнал предупреждения или же установка полностью прекратит работу.

Использованные в соответствии с изобретением оптические системы распознавания могут применяться для контроля потока бутылок, по меньшей мере, на участках разливочной установки, и/или для контроля степени загруженности столов-накопителей, и/или для идентификации отдельных бутылок в потоке бутылок, без ограничения изобретения посредством таких специфических вариантов использования.

В соответствии с изобретением предусмотрено также проверять посредством оптической системы распознавания удовлетворяет ли установка всем требованиям по чистоте. Посредством обработки изображений могут распознаваться загрязнения на полу.

Посредством представленного изобретения далее может также контролироваться достигнутый внутри резервуара уровень наполнения и изменяться посредством воздействия со стороны клапанов для розлива.

Изобретение относится к области розлива напитков в автоматическом режиме. Способ контроля, в котором для получения необходимой для регулировки или контроля установки информации используют оптические электронные системы распознавания и прикомандированные к этим системам устройства для обработки данных. В способе используют устройства для приема изображений и устройства для обработки изображений. Оптические системы распознавания используют для распознавания объектов, а в прикомандированных устройствах для обработки данных используют методы анализа изображений и/или распознавания объекта. Изобретение обеспечивает повышение надежности и экономичности работы разливочных установок и использования рабочей силы. 16 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля, регулировки и оптимизации разливочных установок для продуктов всех типов, в частности, для использования в промышленности по производству напитков, причем для получения необходимой для регулировки или контроля установки информации используют оптические электронные системы распознавания и прикомандированные к этим системам устройства для обработки данных, отличающийся тем, что используют устройства для приема изображений и устройства для обработки изображений, причем оптические системы распознавания используют для распознавания объектов, при этом в прикомандированных устройствах для обработки данных используют методы анализа изображений и/или распознавания объекта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют тепловизионные камеры и прикомандированные к ним устройства для обработки данных.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что под объектами понимаются сосуды и/или люди.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что под объектами понимаются отдельные сосуды и/или отдельные люди.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для распознавания положения и/или направления, и/или перемещения объектов.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для контроля за потоком сосудов, по меньшей мере, на участках разливочной установки.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для контроля степени загруженности столов-накопителей.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для контроля за поведением собственных дефектов установок с воздействием на предвключенные или на подключенные далее накопители или части установки.

9. Способ по п.1 или 6, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для измерения температуры сосудов и/или частей установки.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для записи и/или контроля, и/или оптимизации маршрутов движения людей.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для контроля положения и/или перемещения людей.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для защиты людей, например, вместо фоторелейных барьеров.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для учета и регистрации передвижения обслуживающего персонала разливочной установки.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для учета и контроля наличия расходных материалов.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для контроля окружающей обстановки вблизи установки, в частности состояния загрязнения пола.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для регулировки клапанов.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптические системы распознавания используют для контроля зон безопасности и/или острых поверхностей, или стерильных пространств.