CN116803891A - 运行灌装设备的方法及对应的灌装设备 - Google Patents

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Abstract

显示和描述了用于运行灌装设备的方法,所述灌装设备具有用于控制介质流的灌装阀,具有用于以测量技术检测由所述灌装阀释放的介质流的时间离散地采样的流量传感器以及具有用于操控所述灌装阀的控制单元,其中所述控制单元在考虑测量的实际灌装量的情况下操控所述灌装阀以定义的目标灌装量来执行灌装过程,所述测量的实际灌装量是借助于由所述流量传感器检测的流量测量值来确定的。减少了由流量测量的时间离散采样引起的测量误差,其方式是所述灌装过程的开始在灌装阀和流量传感器之间同步地进行,使得所述流量传感器的第一采样流量测量值与所述灌装过程中所述灌装阀的初始打开具有定义的时间关系。

Description

运行灌装设备的方法及对应的灌装设备
技术领域
本发明涉及一种用于运行灌装设备的方法,所述灌装设备具有用于控制介质流的灌装阀,具有用于以测量技术检测由所述灌装阀释放的介质流的时间离散地采样的流量传感器以及具有用于操控所述灌装阀的控制单元,其中所述控制单元在考虑实际灌装量的情况下操控所述灌装阀以定义的目标灌装量来执行灌装过程,所述实际灌装量是借助于由所述流量传感器检测的流量测量值来确定的。本发明还涉及这种灌装设备。
背景技术
上述类型的灌装设备在过程技术中广泛使用,例如在化学工业中,但尤其是在食品和饮料工业中。作为流量传感器使用基于非常不同的测量原理的设备,通常使用磁感应流量计,所述磁感应流量计的优点是不需要机械移动部件来执行测量,这与例如在涡流流量计或科里奥利质量流量计的情况下不同。工业上使用的过程技术灌装设施通常具有大量的上述灌装设备,这些灌装设备也可以称为灌装设施内的灌装站。
无论测量原理如何,流量传感器典型地实现了采样系统,该采样系统在离散的时间点检测和输出测量值,并且非时间连续地——例如通过模拟信号——不间断地说明测量值。这通常仅由于流量传感器内的数字信号处理,在所述数字信号处理的范围中对(经过整理的)原始测量信号进行模拟/数字转换,由此自动导致采样。
开头描述的灌装设备包括灌装阀、流量传感器和控制单元。所述灌装阀在技术上可以以多种方式实现;它可以是具有唯一一个可控调节元件的阀,但它也可以包括多个可控组件,例如开关阀和调节阀的组合。所述控制单元操控所述灌装阀,其中该操控实际上大多基于调节。检测调节变量,即灌装量,其方式是对在灌装过程期间采样的流量测量值连续积分,从而在任何时间点灌装量,即测量的实际灌装量,都是已知的并且与预给定的目标灌装量进行比较,这对调节过程而言是典型的。然后根据调节差来操控所述灌装阀,其方式是例如调节所述灌装阀的打开程度。
除了在灌装过程的范围中总是希望尽可能准确地计量介质之外,在灌装到旨在传递给最终用户的容器(瓶、罐、盒)中时,灌装过程的准确性也变得越来越重要。这里必须保证包含最低数量,大多是容器上说明的数量,从而填充中的公差总是由制造商承担费用,因此总是以过度填充来工作。由此部分地也会产生技术问题,例如当填充的介质从其填充到的容器中逸出并从外部污染该容器时,这特别是可能发生在发泡介质的情况下。
发明内容
本发明的任务是设计和扩展用于运行灌装设备的方法和对应的灌装设备,使得灌装过程能够以更高的准确性执行。
先前导出和展示的任务在用于运行灌装设备的方法中通过以下方式解决,即所述灌装过程的开始在灌装阀和流量传感器之间同步地进行,使得所述流量传感器的第一采样流量测量值与所述灌装过程中所述灌装阀的初始打开具有定义的时间关系。
本发明所基于的发现是流量测量时的误差或在基于流量测量的测量值确定实际灌装量时的误差会发生波动,所述波动取决于第一采样流量测量值与实际存在的流量的距离有多大——理解为时间上的距离有多大。由于采样,流量传感器可能会在一个采样周期持续时间的最长时间内“失灵”。如果在最不利的情况下介质流恰好在采样时间点刚刚过去之后引入,则介质流在采样周期的持续时间内保持不被识别并且因此不被考虑。最近的采样时间点越接近于介质流引入的时间点,误差就越小。通过根据本发明的方法的设计,在灌装阀的初始打开(以及因此介质流的引入)与第一采样流量测量值的检测触发之间建立了定义的时间关系。因此从这个意义上讲,“同步”应理解为灌装过程的开始在灌装阀和流量传感器之间同步地进行:由此并不意味着完全同时,而是具有合适的时间依赖性。结果是在任何情况下都可以抑制测量误差的分散,此外还可以减小和甚至最小化测量误差的大小。
在该方法的进一步扩展中规定,所述流量传感器的第一采样流量测量值在时间上位于所述灌装阀的初始打开时,使得尽可能接近于所述灌装阀的初始打开来检测所述流量测量值。这种方法还导致由测量流量值的采样引起的测量流量值的分散得到消除或至少强烈减少。该措施可以相对容易地实现。
该方法的一种优选设计涉及测量误差的最小化,该优选设计的特征在于,所述流量传感器的第一采样流量测量值在时间上在所述灌装阀的初始打开时执行,使得尽可能接近于所述流量传感器的测量范围下限来检测所述流量测量值。由此使得流量传感器由于该测量的时间离散化而不记录流量测量值的时间段最小化,在该时间段中流量传感器如上所述是“失灵的”。
在上述方法的一种扩展中规定,定义地延时到所述灌装阀的初始打开时来确定所述第一采样流量测量值,特别是在考虑操控灌装阀的变化与介质流在流量测量位置处经过流量传感器的变化之间由系统引起的停滞时间的情况下。例如当从介质的流动方向看灌装阀布置在流量传感器之前时可能是这种情况。
上述任务也在一种灌装设备中解决,所述灌装设备具有用于控制介质流的灌装阀,具有用于以测量技术检测由所述灌装阀释放的介质流的时间离散地采样的流量传感器以及具有用于操控所述灌装阀的控制单元,其中所述控制单元在考虑实际灌装量的情况下操控所述灌装阀以定义的目标灌装量来执行灌装过程,所述实际灌装量是借助于由所述流量传感器检测的流量测量值来确定的,也就是通过以下方式,同步装置在灌装阀和流量传感器之间同步地触发灌装过程的开始,使得所述流量传感器的第一采样流量测量值与灌装过程中所述灌装阀的初始打开具有定义的时间关系。如在先前描述的方法中,所述灌装阀的初始打开意味着触发灌装过程的灌装阀的打开。
对于灌装设备,用于运行灌装设备的方法的上述扩展当然也代表了灌装设备的扩展。
在灌装设备的第一优选设计中规定,所述同步装置由所述灌装阀和所述流量传感器中的同步本地时钟实现,其中所述控制单元向所述灌装阀和所述流量传感器传送用于触发灌装阀的初始打开和触发所述第一采样流量测量值的检测的命令。每个命令都包含执行所述命令的执行时间点。当传送的执行时间点与所述同步本地时钟的相应时间一致时,所述灌装阀和所述流量传感器执行所述命令。所述灌装阀和所述流量传感器只需要在相应的执行时间点之前足够长的时间获得所述命令,从而也能可靠地在传送的执行时间点执行所述命令。
灌装阀打开的触发和第一次采样流量测量值的检测触发之间的哪个时间关系或哪个时间偏移最适合于产生尽可能小的测量误差可以由灌装设备通过对应的测试运行简单且自动地确定。如果过程条件保持不变(所述过程条件通常会在一定界限内这样做),则灌装过程将非常相似,即使不是几乎相同。因此,可以系统地测试灌装阀初始打开的触发与第一采样流量测量值的检测触发之间的不同时间偏移,其中以下时间偏移是最适合的,在所述时间偏移的情况下定期地确定出高于测量阈值的最小流量测量值。
在替代设计的优选灌装设备中规定,所述同步装置由所述控制单元、所述灌装阀和所述流量传感器之间的时间确定性总线系统实现,其中所述控制单元向所述灌装阀和所述流量传感器传送用于触发所述灌装阀的初始打开和触发所述第一采样流量测量值的检测的命令,并且以时间确定性的方式传送的命令在由所述灌装阀和所述流量传感器接收后立即由所述灌装阀和所述流量传感器执行。时间确定性总线通信通常基于分配给各个总线用户以用于通信(发送)的时间片和先前准确设定的总线通信规划,在该规划中考虑了因果关系、最大反应时间等。这种类型的标准化总线的示例是实时以太网、ARCNET、FlexRay和TTP。
灌装设备的另一种设计的特征在于,所述同步装置由所述控制单元与所述灌装阀之间或所述控制单元与所述流量传感器之间的至少一个第一通信连接以及由所述灌装阀与所述流量传感器之间的第二通信连接来实现。用于触发所述灌装过程的命令由所述控制单元经由所述第一通信连接传送给所述灌装阀或所述流量传感器。接收触发命令的灌装阀或接收触发命令的流量传感器经由所述第二通信连接同步灌装阀的初始打开或第一采样流量测量值的确定。这里使用本地第二通信连接,其也可以称为“触发线路”。可以在接收触发信号的设备上预留合适的时间偏移,从而实现期望的时间协调。
在灌装设备的另一优选设计中规定,所述同步装置由检测所述灌装设备的状态变量的状态变量传感器和通信连接实现,所述状态变量传感器经由所述通信连接至少间接地将检测到的状态变量传送到所述灌装阀和/或所述流量传感器,其中所述灌装阀和/或所述流量传感器评估所传送的状态变量,并且根据所述评估本地触发所述灌装阀的初始打开和/或所述流量传感器的第一采样流量测量值的检测。灌装设备的状态变量可以是例如在灌装设施中运输的待灌装容器的位置信息。因此,在容器在传送带上运输的情况下,这将是传送带位置,如果容器在运输转盘上传送以到达灌装设备,则位置信息对应地可以是运输转盘的旋转角度。
灌装设备的有利设计的特征在于,所述灌装设备的元件,即控制单元、流量传感器和灌装阀集成在一个外壳中,和/或其中所述控制单元、所述流量传感器的电子组件(即基本上由所述流量传感器提供的原始测量数据的信号处理器和可能的通信接口)以及所述灌装阀的电子组件(即基本上是用于操控所述灌装阀的功率电子组件以及可能的通信接口)在一个印刷电路板上实现。通过由此产生的电子组件的紧密联合,在结构上确保了组件之间可以进行快速通信,因为取消了在电子组件单独设计和远程布置的情况下所需要的技术实现的组成部分,例如具有固有等待时间的现场总线系统。
附图说明
详细地,现在存在大量设计和扩展根据本发明的用于运行灌装设备的方法和根据本发明的灌装设备的可能性。为此,一方面参考从属于独立权利要求的权利要求,另一方面参考以下结合附图对实施例的描述。
在附图中
图1示意性地示出了现有技术中已知的用于运行灌装设备的方法以及这种灌装设备,
图2示意性地示出了在流量传感器时间上离散采样的情况下灌装阀的操控或打开程度与实际灌装量以及测量的灌装量之间的关系的图示,
图3示出了根据本发明用于同步运行灌装阀和流量传感器以减少误差分散的过程,
图4示出了根据本发明用于同步运行灌装阀和流量传感器以减少误差扩散和减少灌装错误的过程,
图5示出了根据本发明用于运行灌装设备的方法以及对应的灌装设备,其中在灌装阀和流量传感器之间时间协调地运行,
图6示出了使用实时时钟的根据本发明的方法和根据本发明的灌装设备,
图7示出了使用时间确定性总线系统的根据本发明的方法和根据本发明的灌装设备,
图8示出了根据本发明的方法和根据本发明的灌装设备,其中在灌装阀和流量传感器之间具有通信连接,以及
图9示出了根据本发明的方法和根据本发明的灌装设备,其中使用灌装设备或灌装设备的参与组件的状态变量。
具体实施方式
在附图中示出了用于运行灌装设备2的方法1以及对应的灌装设备2。在任何情况下,灌装设备2包括用于控制介质流的灌装阀3、用于以测量技术检测由灌装阀3释放的介质流V′的时间离散地采样的流量传感器4以及用于操控灌装阀3的控制单元5。灌装设备2连接到介质管道15,经由介质管道15向灌装设备2供应待灌装的介质。控制单元5操控灌装阀3,以在执行灌装过程时将定义的目标灌装量Vsoll也实际输送到容器6中,如图1所示。为此,借助于由流量传感器4检测的流量测量值V′来确定测量的实际灌装量Vist。例如,如果检测的测量流量值V′是体积流量,即单位时间的体积吞吐量,则将这些值时间离散地积分为测量和计算的实际灌装量Vist。通常由测量的实际灌装量Vist和期望的目标灌装量Vsoll形成调节差,并且(使用合适的调节器)计算灌装阀3的打开程度P的调节变量并输出到灌装阀3。这种方法,即构建用于执行灌装过程的调节电路,通常是必要的,因为由灌装阀3释放的介质流V′不仅取决于灌装阀3的打开位置,而且例如取决于在灌装阀3的输入端侧占主导的介质压力,该介质压力在过程技术的设施中肯定会波动。
图1中的图示也是示意性的,因为示出了两个单独的通信连接,一个在控制单元5和灌装阀3之间,另一个在控制单元5和流量传感器4之间。然而这并不重要,这些连接应理解为功能性的。重要的是在灌装阀3、流量传感器4和控制单元5之间存在所需程度的信息交换。这种信息交换也可以利用组件之间的串行总线来实现,从而控制单元5只需要唯一的通信接口。
与所有技术测量系统相同,这里示出的灌装设备2也具有测量误差,所述测量误差可以例如通过校准灌装设备2在一定界限内得到最小化。
本发明基于这样的发现,即通过使用时间离散地采样的流量传感器4带来了即使通过校准也不能消除的方法性错误。为了解释这种情况,在图2上部的图表中示意性地示出了灌装阀3的打开程度P随时间的时间变化过程。灌装阀3到时间点topen为止一直完全关闭,然后完全打开并在时间点tchange半关闭,以最终在时间点tclose再次完全关闭。灌装过程在这里结束。
在图2的下部示出了灌装量的变化过程。用Vreal表示的曲线变化过程说明了实际灌装量,即没有被任何测量误差篡改的灌装量,该灌装量通过灌装阀3输出。用Vist表示的曲线变化过程表示由进行采样的流量传感器4检测并因此测量的实际灌装量。此外,采样函数fsample也显示在时间轴上方,具有在时间上等距的采样时间点ts0、ts1、ts2等。时间离散地采样的流量传感器4在这些采样时间点分别确定流量测量值。需要注意的是,这里未显示各个测量流量值,而是仅显示了实际无误差的灌装量Vreal和测量的实际灌装量Vist形式的流量测量值的时间积分。
容易看出,第零个采样时间ts0在灌装阀3的初始打开时间点topen之前不远。然而,体积流量随着灌装阀3在时间点topen的打开而引入,但不是由时间离散地采样的流量传感器4确定的,而是在采样时间点ts1处一次性确定的。在此之前的时间里,流量传感器4对于实际存在的介质流V′是“失灵”的。因此,实际上在以测量技术检测释放的介质流V′时,初始打开灌装阀3的时间点topen与流量传感器4在时间点ts1检测到第一采样流量测量值之间的体积流量V′是缺失的。因此在时间点tclose完成灌装过程后,最终会在流量测量中产生误差Vfault,该误差与时间离散地采样的流量传感器4有关。
图2中的图示是示意性的并且被选择为使得所基于的效果可清楚地得到识别。很明显,当灌装过程本身的持续时间在少量几个采样步骤ts的范围内时,观察到的、由采样引起的误差特别重要。灌装过程持续的采样步骤ts越多,当流量传感器4在时间点ts1的具有不等于0的流量测量值的第一采样流量测量值与灌装阀3初始打开的时间点topen之间的距离较大时开头产生的误差就越不重要。在工业灌装过程中,如果灌装过程例如在几秒或甚至更少的范围内,则经常出现灌装过程仅短暂持续的不利情况。一个同样重要的问题不仅是时间离散的测量带来了测量误差,而且是该测量误差的分散,所述分散因此导致在一般情况下采样函数fsample在每个灌装过程中都在时间点fopen、fchange和fclose不同地偏移。
用于最大程度避免通过流量传感器4的时间离散工作方式引起的这些系统性误差(灌装误差本身和灌装误差的波动)的想法是,灌装过程的开始在灌装阀3和流量传感器4之间同步地进行,使得流量传感器4的第一采样tsl流量测量值与灌装过程中灌装阀3的初始打开topen具有定义的时间关系。因此,采样函数fsample始终与灌装过程具有始终相同的时间关系,因此与时间点topen、tchange和tclose具有始终相同的时间关系。
上述概念根据原理在图3中示出。在图3的上部再次示出了灌装阀3的打开程度P;该图示与图2的变化过程没有不同。在图3的下部,现在考虑以下条件,即灌装过程的开始在灌装阀3和流量传感器4之间同步地进行,而且使得流量传感器4在时间点ts1的第一采样测量流量值与灌装过程中灌装阀3在时间点topen的初始打开具有定义的时间关系。由此,制造的误差的波动范围受到强烈限制。这里进行时间同步,其条件是流量传感器4的第一采样ts1流量测量值在时间上就在灌装阀3的初始打开topen时执行,使得尽可能接近于流量传感器4的测量范围下限地检测流量测量值。这可以在图3的下部看出,因为与图2中的图示相比,这里流量传感器4的第一采样流量测量值的时间点ts1更接近于灌装阀3的初始打开的时间点topen,使得流量传感器4对已经存在的介质流V′失灵的时间范围被最小化。可以看出,这里可以看出流量测量中的误差Vfault小于图2中的示例。
上面说明的测量规则,即采样函数fsample应当如何优选地布置在灌装时间点,特别是流量传感器4在时间点ts1的第一采样流量测量值应当在灌装阀3于时间点topen的初始打开时如何表现(尽可能接近或接近于测量范围下限),在任何情况下都确保测量误差的波动范围最大程度得到消除,但这并不一定能使绝对测量误差最小化。在本发明的范围中已经认识到,产生的测量误差不仅在测量开始时出现,如果第一采样时间点ts1和灌装阀在时间点topen的打开不重合的话,而且在灌装过程中灌装过程发生变化(即当灌装阀的打开程度P发生变化时)的每个位置上出现,并且由于采样要经过时间延迟才感知到所述变化。这种情况基于图4而变得清楚。这里第一采样时间点ts1与灌装阀3在时间点topen的打开之间比图4中离得更远,尽管所得到的测量误差Vfault比图3中的更小。
因此,在该方法的一种优选设计中规定,流量传感器4在时间点ts1的第一采样测量流量值与灌装过程中灌装阀3在时间点topen的初始打开具有定义的时间关系,使得灌装误差最小化。可以通过不同的途径确定为此所需的在第一采样流量测量值的时间点ts1与灌装阀3打开的时间点topen之间的时间偏移。一种可能性是执行具有不同大小的时间偏移量的一系列测量,然后选择具有最小误差的时间协调。另一种可能性在于纯粹的理论考虑,例如基于如图2至图4中的图形表示,利用该理论考虑可以确定使得测量误差很小或者甚至最小的时间偏移。
所描述的灌装设备2的运行原理在图5中以客观对应的方式再次示出。与图1不同,这里灌装过程的开始在灌装阀3和流量传感器4之间以同步方式sync(topen,ts1)执行,也就是说在时间上彼此协调。在同步sync时具体规定,流量传感器4在时间点ts1的第一采样流量测量值在时间上就在灌装阀3于时间点topen的初始打开时执行,使得尽可能接近于流量传感器4的测量范围下限来检测流量测量值。这是一种技术标准,其确保了选择尽可能早的技术上有意义的检测时间点。
存在用于在灌装阀3和流量传感器4之间实现所要求的同步sync的各种技术可能性。为此,一般设置同步装置7,该同步装置在灌装阀3和流量传感器4之间同步地触发灌装过程的开始,使得流量传感器4的第一采样ts1流量测量值与灌装过程中灌装阀3的初始打开topen具有定义的时间关系。
在根据图6的灌装设备2中规定,同步装置7由灌装阀3和流量传感器4中的同步本地时钟8a、8b实现。两个本地同步时钟显示时间T1。控制单元5向灌装阀3和流量传感器4发送命令topen!和ts1!以触发分配阀3的初始打开和触发第一采样流量测量值的检测,其中命令topen!和ts1!分别包含用于执行相应命令topen!、ts1!的执行时间点topen、ts1。当执行时间点topen、ts1与同步本地时钟8a、8b的相应时间T1一致时,灌装阀3和流量传感器4执行这些命令。
根据图7的灌装设备2示出了同步装置7的替代实现。该解决方案在于在控制单元5、灌装阀3和流量传感器4之间使用时间确定性总线系统9。控制单元5向灌装阀3和流量传感器4发送命令topen!、ts1!以触发灌装阀3的初始打开和触发第一采样流量测量值的检测。在控制单元5中示意性地示出了用于时间确定性总线系统9的成员的时间确定性通信规划。由于每个总线用户都获得为其通信定义的时间片,因此不会出现时间确定性总线系统9的总线消息冲突和仲裁的问题,因此确定性通信行为得到了保证。以时间确定性方式传送的命令topen!和ts1!在由灌装阀3和流量传感器4接收后立即由灌装阀3和流量传感器4执行。从而这里也实现了在灌装过程中,流量传感器4的第一采样ts1流量测量值与灌装阀3的初始打开topen具有定义的时间关系。
同步装置7的另一替代设计在图8中示出了灌装设备2。这里所示的灌装设备2的特征在于同步装置7由控制单元5和灌装阀3之间的第一通信连接10并且通过灌装阀3和流量传感器4之间的第二通信连接11实现。控制单元5经由第一通信连接10向灌装阀3传送用于触发灌装过程的命令topen!。接收到触发命令topen!的灌装阀3经由第二通信连接11同步灌装阀3的初始打开topen!和第一采样流量测量值的确定ts1!,其方式是灌装阀3经由第二通信连接11向流量传感器4传送用于检测第一采样流量测量值的命令ts1!。
图9示出了灌装设备2的另一设计。在该灌装设备2中规定,同步装置7由检测灌装设备2的状态变量x并且通过通信连接13传送给灌装阀3和流量传感器4的状态变量传感器12实现。灌装阀3和流量传感器4评估eval1、eval2所传送的状态变量x,并根据评估eval1、eval2本地触发灌装阀3的初始打开topen和流量传感器4的第一采样ts1流量测量值的检测。在图8中,状态变量传感器12是位置传感器,其通过检测运输转盘14的旋转角phi间接检测待灌装容器6的位置作为灌装设备2的状态变量x。
灌装设备2的一种这里未示出的设计规定,将状态变量x传送到控制单元5,控制单元5评估eval1、eval2状态变量x和将对应的控制命令topen!、ts1!传送到灌装阀3和流量传感器4,然后在那里执行所述控制命令。
附图标记
1 方法
2 灌装设备
3 灌装阀
4 流量传感器
5 控制单元
6 容器
7 同步装置
8a、8b 同步本地时钟
9 时间确定性总线系统
10 第一通信连接
11 第二通信连接
12 状态变量传感器
13 状态变量传感器的通信连接
14 运输转盘
15 介质管道
V′ 释放的介质流
Vsoll 目标灌装量
Vist 测量的实际灌装量
Vreal 实际的实际灌装量
topen 灌装阀的初始打开的时间点
tchange 灌装阀打开的变化的时间点
tclose 灌装阀关闭的时间点
fsample 采样函数
ts0 采样时间点0
ts1 采样时间点1
ts2 采样时间点2
td 系统引起的停滞时间
topen! 用于初始打开灌装阀的命令
ts1! 用于检测第一采样测量值的命令
x 由状态变量传感器检测的状态变量
eval(x) 状态变量x的评估

Claims (13)

1.一种用于运行灌装设备(2)的方法(1),所述灌装设备具有用于控制介质流的灌装阀(3),具有用于以测量技术检测由所述灌装阀(3)释放的介质流(V′)的时间离散地采样的流量传感器(4)以及具有用于操控所述灌装阀(3)的控制单元(5),其中所述控制单元(5)在考虑测量的实际灌装量(Vist)的情况下操控所述灌装阀(3)以定义的目标灌装量(Vsoll)来执行灌装过程,所述测量的实际灌装量是借助于由所述流量传感器(4)检测的流量测量值来确定的,
其特征在于,
所述灌装过程的开始在灌装阀(3)和流量传感器(4)之间同步(sync)地进行,使得所述流量传感器(4)的第一采样(ts1)流量测量值与所述灌装过程中所述灌装阀(3)的初始打开(topen)具有定义的时间关系。
2.根据权利要求1所述的方法(1),其特征在于,所述流量传感器(4)的第一采样(ts1)流量测量值在时间上在所述灌装阀(3)的初始打开(topen)时执行,使得尽可能接近于所述灌装阀(3)的初始打开(topen)来检测所述流量测量值。
3.根据权利要求1所述的方法(1),其特征在于,所述流量传感器(4)的第一采样(ts1)流量测量值在时间上在所述灌装阀(3)的初始打开(topen)时执行,使得尽可能接近于所述流量传感器(4)的测量范围下限来检测所述流量测量值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(1),其特征在于,定义地延时到所述灌装阀(3)的初始打开(topen)时来确定所述第一采样(ts1)流量测量值,特别是在考虑操控所述灌装阀(3)的变化与所述介质流在流量测量位置处经过所述流量传感器(4)的变化之间由系统引起的停滞时间(td)的情况下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(1),其特征在于,所述流量传感器(4)在时间点(ts1)的第一采样测量流量值与所述灌装过程中所述灌装阀(3)在时间点topen的初始打开具有定义的时间关系,使得灌装误差(Vfault)最小化。
6.一种灌装设备(2),所述灌装设备具有用于控制介质流的灌装阀(3),具有用于以测量技术检测由所述灌装阀(3)释放的介质流(V′)的时间离散地采样的流量传感器(4)以及具有用于操控所述灌装阀(3)的控制单元(5),其中所述控制单元(5)在考虑测量的实际灌装量(Vist)的情况下操控所述灌装阀(3)以定义的目标灌装量(Vsoll)来执行灌装过程,所述测量的实际灌装量是借助于由所述流量传感器(4)检测的流量测量值来确定的,
其特征在于,
同步装置(7)在灌装阀(3)和流量传感器(4)之间同步(sync)地触发所述灌装过程的开始,使得所述流量传感器(4)的第一采样(ts1)流量测量值与所述灌装过程中所述灌装阀(3)的初始打开(topen)具有定义的时间关系。
7.根据权利要求6所述的灌装设备(2),其特征在于,所述同步装置(7)被构造为使得所述灌装设备(2)执行根据权利要求2至4中至少一项权利要求的特征部分的特征的方法步骤。
8.根据权利要求6或7所述的灌装设备(2),其特征在于,所述同步装置(7)由所述灌装阀(3)和所述流量传感器(4)中的同步本地时钟(8a、8b)实现,其中所述控制单元(5)向所述灌装阀(3)和所述流量传感器(4)传送用于触发所述灌装阀(3)的初始打开和触发所述第一采样(ts1)流量测量值的检测的命令(topen!、ts1!),其中每个命令(topen!、ts1!)都包含执行所述命令(topen!、ts1!)的执行时间点(topen、ts1),以及其中当所述执行时间点(topen、ts1)与所述同步本地时钟(8a、8b)的相应时间一致时,所述灌装阀(3)和所述流量传感器(4)执行所述命令。
9.根据权利要求6或7所述的灌装设备(2),其特征在于,所述同步装置(7)由所述控制单元(5)、所述灌装阀(3)和所述流量传感器(5)之间的时间确定性总线系统(9)实现,其中所述控制单元(5)向所述灌装阀(3)和所述流量传感器(4)传送用于触发所述灌装阀(3)的初始打开和触发所述第一采样流量测量值的检测的命令(topen!、ts1!),并且以时间确定性的方式传送的命令(topen!、ts1!)在由所述灌装阀(3)和所述流量传感器(4)接收后立即由所述灌装阀(3)和所述流量传感器(4)执行。
10.根据权利要求6或7所述的灌装设备(2),其特征在于,所述同步装置(7)由所述控制单元(5)与所述灌装阀(3)之间或所述控制单元(5)与所述流量传感器(4)之间的至少一个第一通信连接(10)以及由所述灌装阀(3)与所述流量传感器(4)之间的第二通信连接(11)来实现,用于触发所述灌装过程的命令由所述控制单元(5)经由所述第一通信连接(10)传送给所述灌装阀(3)或所述流量传感器(4),以及接收触发命令(topen!)的灌装阀(3)或接收触发命令(ts1!)的流量传感器(4)经由所述第二通信连接(11)同步所述灌装阀的初始打开(topen!)和所述第一采样流量测量值的确定(ts1!)。
11.根据权利要求6或7所述的灌装设备(2),其特征在于,所述同步装置(7)由检测所述灌装设备(2)的状态变量(x)的状态变量传感器(12)和通信连接(13)实现,所述状态变量传感器(12)经由所述通信连接至少间接地将检测到的状态变量(x)传送到所述灌装阀(3)和/或所述流量传感器(4),其中所述灌装阀(3)和/或所述流量传感器(4)评估(eval1、eval2)所传送的状态变量(x),并且根据所述评估(eval1、eval2)本地触发所述灌装阀(3)的初始打开(topen)和/或所述流量传感器(4)的第一采样(ts1)流量测量值的检测。
12.根据权利要求11所述的灌装设备(2),其特征在于,所述状态变量传感器(12)是位置传感器,其检测待灌装容器的位置或传送带的传送位置或运输转盘(14)的旋转角度(phi)作为所述灌装设备(2)的状态变量(x)。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的灌装设备(2),其特征在于,所述灌装设备(2)的元件,即控制单元(5)、流量传感器和灌装阀(3)集成在一个外壳中,和/或所述控制单元(5)、所述流量传感器(4)的电子组件以及所述灌装阀(3)的电子组件在一个印刷电路板上实现。
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