DD246641A1 - METHOD FOR CONTROLLING PROCESSING MACHINES AT OPTIMAL WORKING SPEEDS - Google Patents

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DD246641A1 DD28785586A DD28785586A DD246641A1 DD 246641 A1 DD246641 A1 DD 246641A1 DD 28785586 A DD28785586 A DD 28785586A DD 28785586 A DD28785586 A DD 28785586A DD 246641 A1 DD246641 A1 DD 246641A1
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Guenter Bleisch
Joachim Hennig
Manfred Woelk
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Nagema Veb K
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Verarbeitungsmaschinen nach optimalen Arbeitsgeschwindigkeiten, die eine definierte, von vorgeschalteten Einrichtungen anfallende oder in Speichern vorhandene Verarbeitungsgutmenge verarbeiten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit von Verarbeitungsmaschinen zu entwickeln, welches das Ausfallverhalten der Maschine und des vorgeschalteten Prozesses mit dem daraus resultierenden stark schwankenden Verarbeitungsgutvorrat am Eingang der Maschine beruecksichtigt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass die Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine auf die gewinnoptimale Arbeitsgeschwindigkeit eingestellt wird, wenn eine mittlere Speicherbelegung vorhanden ist und/oder eine gleichbleibende Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr vorliegt. Die Arbeitsgeschwindigkeit wird auf eine kostenoptimale Arbeitsgeschwindigkeit eingestellt, wenn die mittlere Speicherbelegung ueberschritten wird und/oder die Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr unter einen festgelegten Gradienten sinkt. Die Arbeitsgeschwindigkeit wird auf eine produktivitaetsoptimale Arbeitsgeschwindigkeit eingestellt, wenn die mittlere Speicherbelegung ueberschritten wird und/oder die Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr ueber einen festgelegten Gradienten steigt. FigurThe invention relates to a method for controlling processing machines according to optimum operating speeds, which process a defined quantity of processing material arising from upstream devices or stored in stores. The invention has for its object to develop a method for determining the optimum operating speed of processing machines, which takes into account the failure behavior of the machine and the upstream process with the resulting greatly fluctuating processing stock at the entrance of the machine. This object is achieved according to the invention in that the working speed of the processing machine is set to the optimum operating speed when an average memory occupancy is present and / or a constant tendency of the processing material supply is present. The operating speed is set to a cost-optimal operating speed if the average memory occupancy is exceeded and / or the tendency of the processing material supply falls below a specified gradient. The operating speed is set to a productivity-optimal operating speed when the average memory occupancy is exceeded and / or the tendency of the processing material supply exceeds a predetermined gradient. figure

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die.Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Verarbeitungsmaschinen nach optimalen Arbeitsgeschwindigkeiten, die eine definierte, von vorgeschalteten Einrichtungen anfallende oder in Speichern vorhandene Verarbeitungsgutmenge verarbeiten. Derartige Verarbeitungsmaschinen, wie z. B. Verpackungsmaschinen, Getränkemaschinen und Lebensmittelmaschinen, arbeiten unter stochastischen Betriebsbedingungen, d. h. ihre Ausfälle und Schwankungen in der Verarbeitungsgutzuführung bei Einordnung in Verarbeitungslinien, treten weitgehend zeitinvariant auf. Die Möglichkeit der stufenlosen Einstellung der Arbeitsgeschwindigkeit muß in diesen Maschinen vorhanden sein.The invention relates to a method for controlling processing machines at optimum operating speeds that process a defined quantity of processing material arising from upstream devices or stored in stores. Such processing machines, such. As packaging machines, beverage machines and food machines, operate under stochastic operating conditions, d. H. their failures and variations in processing input when placed in processing lines are largely time-invariant. The possibility of stepless adjustment of the working speed must be present in these machines.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Aus der DE-OS 31 20603 ist für Verarbeitungsmaschinen eine Lösung bekannt, bei der die tatsächliche Produktivität aus der eingegebenen Zahl von Gefäßen, der Behandlungszeit, der möglichen Produktivität und dem aktuellen Befüllungsgrad stetig rechnerisch ermittelt wird. Die sich daraus ergebenden Kenngrößen werden zur Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine selbst und/oder weiterer zugeordneter Maschinen herangezogen. Die Ermittlung erfolgt nach einem Berechnungsalgorithmus mittels Rechner auf der Grundlage von Sensorimpulsen aus dem Bereich der Maschine, die kontrollierend wirken. Die Regelungsgröße wird durch die Sensorimpulse adaptiv selbsttätig verändert und optimiert. Nachteilig ist, daß die Regelung nur nach einer definierten Anzahl von Produkten erfolgt und keine Effektivitätskriterien zugrunde liegen. Diesen Nachteil beseitigt die in der DE-OS 2508113 beschriebene Lösung. Über direkt im Produktionsprozeß erfaßte Daten und ein Programm, das das gewünschte Ziel festhält, wird die optimale Arbeitsgeschwindigkeit ermittelt. Dabei wird durch Verarbeitung der über Sensoren erhaltenen Werte und der von Hand eingegebenen Sollwert-Angaben unter Berücksichtigung des Zielprogramms Art und Weise der Änderung der zuvor eingestellten Arbeitsgeschwindigkeit im Hinblick auf Erreichen des Optimalwertes festgelegt. Die Änderung wird automatisch durchgeführt. Anschließend wird erneut eine Information über den mit veränderter Arbeitsgeschwindigkeit ablaufenden Produktionsvorgang eingeholt, die Arbeitsgeschwindigkeit wiederholt bis zum Erreichen des Optimalwertes verändert und auf diesen Wert automatisch eingestellt.From DE-OS 31 20 603 a solution is known for processing machines, in which the actual productivity of the input number of vessels, the treatment time, the potential productivity and the current degree of filling is determined continuously calculated. The resulting parameters are used to control the operating speed of the machine itself and / or other associated machines. The determination is made according to a calculation algorithm by means of computers on the basis of sensor pulses from the area of the machine, which have a controlling effect. The control variable is adaptively automatically changed and optimized by the sensor pulses. The disadvantage is that the regulation takes place only after a defined number of products and no effectiveness criteria are based. This disadvantage eliminates the solution described in DE-OS 2508113. Via data recorded directly in the production process and a program that records the desired destination, the optimum operating speed is determined. In this case, by processing the values obtained by means of sensors and the manually entered nominal value information taking into account the target program, the manner of changing the previously set operating speed with respect to reaching the optimum value is determined. The change will be made automatically. Subsequently, information about the running at a modified operating speed production process is obtained again, the operating speed repeatedly changed until it reaches the optimum value and automatically adjusted to this value.

Auf der Grundlage stetig zu ermittelnder Informationen wird durch die Einrichtung der eingestellte Optimalwert der Arbeitsgeschwindigkeit laufend überprüft und bei veränderten Bedingungen des Verarbeitungsprozesses und Systemparametern korrigiert.On the basis of continuously ascertainable information, the device continuously checks the set optimum value of the working speed and corrects it with changed conditions of the processing process and system parameters.

Nachteilig ist, daß die Anwendung dieser Lösung voraussetzt, daß ein ausreichender Verarbeitungsgutvorrat zeitunabhängig für die Verarbeitungsmaschine vorhanden ist. Das ist für Verarbeitungsmaschinen der oben beschriebenen Art (Verpackungsmaschinen, Getränkemaschinen u.a.) wegen des stochastischen Ausfallverhaltens der Maschine bzw. einer Maschinengruppe oder -linie nur mit Pufferung des Verarbeitungsgutes in größeren Speichern erreichbar.The disadvantage is that the application of this solution requires that a sufficient supply of processing material is available independent of time for the processing machine. This is achievable for processing machines of the type described above (packaging machines, beverage machines, etc.) because of the stochastic failure behavior of the machine or a machine group or line only with buffering of the processed material in larger storage.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen optimalen effektivitätsorientierten Produktausstoß für Verarbeitungsmaschinen zu erreichen.The aim of the invention is to achieve optimum efficiency-oriented product output for processing machines.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit von Verarbeitungsmaschinen zu entwickeln, welches das Ausfal!verhalten der Maschine und des vorgeschalteten Prozesses mit dem daraus resultierenden stark schwankenden Verarbeitungsgutvorrat am Eingang der Maschine berücksichtigt.The invention has for its object to develop a method for determining the optimal operating speed of processing machines, which takes into account the Ausfal! Behavior of the machine and the upstream process with the resulting highly fluctuating processing stock at the entrance of the machine.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine auf die gewinnoptimale Arbeitsgeschwindigkeit eingestellt wird, wenn eine mittlere Speicherbelegung vorhanden ist und/oder eine gleichbleibende Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr vorliegt. Die Arbeitsgeschwindigkeit wird auf eine kostenoptimale Arbeitsgeschwindigkeit eingestellt, wenn die mittlere Speicherbelegung unterschritten wird und/oder die Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr unter einen festgelegten Gradienten sinkt.-The object is achieved in that the operating speed of the processing machine is set to the optimal profit operating speed when a mean memory usage is present and / or there is a constant tendency of the processing material supply. The working speed is set to a cost-optimal working speed if the average memory usage is undercut and / or the tendency of the processing material supply falls below a specified gradient.

Die Arbeitsgeschwindigkeit wird auf eine produktivitätsoptimale Arbeitsgeschwindigkeit eingestellt, wenn die mittlere Speicherbelegung überschritten wird und/oder die Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr über einen festgelegten Gradienten steigt.The operating speed is set to a productivity-optimal operating speed when the average memory usage is exceeded and / or the processing material feed trend increases over a specified gradient.

Weiterhin wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Veränderung der Arbeitsgeschwindigkeit von der gewinnoptimalen Arbeitsgeschwindigkeit auf die produktivitäts- bzw. kostenoptimaie Arbeitsgeschwindigkeit durch Annäherung an den Grenzwert in Intervallen oder stetig erfolgen kann.Furthermore, the object is achieved in that the change in the operating speed of the optimal profit operating speed on the productivity or cost optimal working speed can be done by approaching the limit at intervals or steadily.

Die Speicherbelegung wird über Sensoren ermittelt.The memory usage is determined by sensors.

Diese Lösung hat den Vorteil, daßThis solution has the advantage that

• eine maximale Effektivität des Einsatzes der Verarbeitüngsmaschine in der Verarbeitungslinie durch optimale Abstimmung ihrer tatsächlichen Produktivität unter Beachtung der entstehenden Verarbeitungskosten auf die zur Verarbeitung vorhandene Gutmenge erreicht wird;• maximum effectiveness of the use of the processing machine in the processing line is achieved by optimally coordinating its actual productivity taking into account the processing costs incurred on the amount of produce available for processing;

• die insbesondere zeitbezogene Stabilität des Verarbeitungsprozesses durch einen vorausschauenden gleichmäßigeren Betrieb der Verarbeitüngsmaschine erreicht wird;The particular time-related stability of the processing process is achieved by a more predictable, more uniform operation of the processing machine;

• die Belastung der Bedien-und Wartungskräfte sinkt;• the load on the operating and maintenance staff drops;

• die Abmessungen der notwendigen Speicher reduziert werden können.• the dimensions of the necessary memory can be reduced.

Des weiteren körinen durch zwingende Vorgaben der Zielfunktion spezielle Produktionsbedingungen optimal berücksichtigt werden (z.B. maximale Produktivität im Saisonbetrieb unter Vernachlässigung der Verarbeitungskosten).Furthermore, due to compulsory specifications of the objective function, special production conditions are optimally taken into account (for example, maximum productivity in seasonal operation, neglecting the processing costs).

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die dazugehörige Figur zeigt eine grafische Darstellung der Abhängigkeit der Kosten, der Produktivität und des Gewinns von der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The accompanying figure shows a graphic depiction of the dependency of costs, productivity and profit on the working speed of the machine.

Im Ausführungsbeispiel wird die Erfindung an Hand einer Einschlagmaschine für Hartkaramellen beschrieben. Bei derartigen Maschinen steht in der Regel die Verarbeitungsaufgabe, eine bestimmte Produktmenge mit definierter Qualität effektiv herzustellen. Die effektiv herstellbare Produktmenge (verpackte Hartkaramellen) wird bestimmt von der anfallenden Gutmenge (geprägte oder gegossene Hartkaramellen) nach dem vorgeschalteten Prozeß wie den für den zu realisierenden Verpackungsprozeß gegebenen Verarbeitungsbedingungen. Sowohl die anfallende Gutmenge als auch die Verarbeitungsbedingungen verändern sich während der Realisierung des Prozesses. Aus Anpassungsgründen ist die Verpackungsmaschine in der Regel mit einer Einrichtung zum stufenlosen Verstellen der Arbeitsgeschwindigkeit nB in einem festgelegten Bereich ausgerüstet. Dieser Bereich ist mit den Grenzwerten minimale Arbeitsgeschwindigkeit nA und nominelle Arbeitsgeschwindigkeit n^ festgelegt. Eine rechnerische Produktivität Q1- (Produktmenge pro Zeiteinheit) ist der Arbeitsgeschwindigkeit nB direkt proportional. Die Linearität von Produktivität Qr und Arbeitsgeschwindigkeit nB ist jedoch bekanntermaßen nur rechnerisch gegeben. Dei tatsächliche Produktivität Qt der Verpackungsmaschine wird bestimmt von der rechnerischen Produktivität Q1- und den während des Prozesses auftretenden Ausfällen, in denen die Maschine aus produktionsorganisatorischen, maschinentechnischen oder verarbeitungstechnischen Gründen stillgesetzt werden muß, leer läuft oder Ausschuß produziert. Diese Ausfälle (ausgenommen die produktionsorganisatorischen) erhöhen sich bei steigender Arbeitsgeschwindigkeit nB progressiv. Die aus den Ausfällen resultierenden Produktionsverluste Qv erreichen folglich bei steigender ArbeitsgeschwindigkeitnB einen Wert, der dem rechnerischen Produktivitätszuwachs gleich ist, so daß die tatsächliche Produktivität Qt einen Maximalwert aufweist.In the embodiment, the invention will be described with reference to a wrapping machine for hard caramels. In such machines is usually the processing task to produce a certain amount of product with defined quality effectively. The effectively producible amount of product (packaged hard caramels) is determined by the resulting amount of good (embossed or cast hard caramels) after the upstream process as given for the packaging process to be realized processing conditions. Both the resulting yield and the processing conditions change during the realization of the process. For adaptation reasons, the packaging machine is usually equipped with a device for stepless adjustment of the operating speed n B in a specified range. This range is defined with the minimum operating speed limits n A and nominal operating speed n ^. A computational productivity Q 1 - (product quantity per unit of time) is directly proportional to the working speed n B. However, the linearity of productivity Q r and operating speed n B is known to be given only by calculation. The actual productivity Q t of the packaging machine is determined by the computational productivity Q 1 - and the failures occurring during the process, in which the machine must be shut down for production-organizational, technical or processing reasons, idles or produces rejects. These failures (except for the production organizational) increase progressively as the operating speed n B increases. The production losses Q v resulting from the failures consequently reach a value equal to the calculated productivity increase as the working speed B increases, so that the actual productivity Q t has a maximum value.

dQr _ dQv dQ, _dQ r _ dQ v dQ, _

dnB dnB dnB dn B dn B dn B

- Damit erreicht die Arbeitsgeschwindigkeit nB einen produktivitätsoptimalen Wert n0.- Thus, the operating speed n B reaches a productivity-optimal value n 0 .

Die spezifischen Verfahrenskosten kv sind die für die Realisierung des Verpackungsprozesses notwendigen Aufwendungen für die Anschaffung und Installation der Verpackungsmaschine, für ihre Bedienung und Wartung und für die zu ihrem Betrieb notwendige Energie und Materialien sowie die entstehenden Verarbeitungsgutverlsute (im Beispiel Verluste von Verpackungsmittel und Hartkaramellen) bezogen auf die hergestellte Produktmengeneinheit. Diese Verfahrenskosten kvsind ebenfalls von der Arbeitsgeschwindigkeit nB abhängig. Sie weisen bei einer kostenoptimalen Arbeitsgeschwindigkeit ηκ einen Minimalwert auf (siehe Figur). Diese Abhängigkeit resultiert aus der Berechnung der spezifischen Verfahrenskosten bezogen auf die arbeitsgeschwindigkeitsabhängige tatsächliche Produktivität Q, und aus der Abhängigkeit einzelner Aufwendungen (für Energie, Reparaturen, Verarbeitungsgutverluste) von der Arbeitsgeschwindigkeit nB. Weil die spezifischen VerfahrenskostenThe specific process costs kv are the expenses necessary for the realization of the packaging process for the purchase and installation of the packaging machine, for its operation and maintenance, and for the energy and materials required for its operation, as well as the resulting processing good (in the example losses of packaging material and hard caramels) on the manufactured product unit of measure. These process costs k v are also dependent on the operating speed n B. They have at a cost-optimal working speed ηκ a minimum value (see figure). This dependency results from the calculation of the specific process costs in relation to the working speed-dependent actual productivity Q, and from the dependency of individual expenses (for energy, repairs, processing goods losses) on the operating speed n B. Because the specific process costs

sowohl von der arbeitsgeschwindigkeitsabhängigen tatsächlichen Produktivität Q1 als auch von arbeitsgeschwindigkeitsabhängigen Aufwendungen beeinflußt werden, giltare affected by both the work rate dependent actual productivity Q 1 and the work speed dependent expenses

nK<n0.n K <n 0 .

Damit kann nach effektivitätsorientiertem Gesichtspunkt ein Bereich optimaler Arbeitsgeschwindigkeiten der . Verpackungsmaschine definiert werden. Die Auswahl der Arbeitsgeschwindigkeit in diesem Bereich macht die Vorgabe einer Zielfunktion notwendig. Das kann nach der Zielfunktion minimale Kosten oder die Zielfunktion maximale tatsächliche Produktivität einer der beiden Grundwerte (nK oder no) des Bereiches optimaler Arbeitsgeschwindigkeiten sein. Ebenso kann das eine Arbeitsgeschwindigkeit πβ innerhalb des Bereiches der optimalen Arbeitsgeschwindigkeiten nach'einer weiteren Zielfunktion sein, beispielsweise nach maximalem Gewinn (in Figur maximaler Zusatzgewinn AG). Der Zusatzgewinn AG aus erhöhter tatsächlicher Produktivität Q, entsteht, weil im Bereich der kostenoptimalen Arbeitsgeschwindigkeit nK dem relativ starken Anstieg der tatsächlichen Produktivität Qt ein geringer Anstieg der spezifischen Verfahrenskosten kv gegenübersteht. Damit wird bei maximalem Zusatzgewinn AG eine gewinnoptimale Arbeitsgeschwindigkeit nc definiert und es gilt: Π|<<ηα<η0. Für das Betreiben der Verpackungsmaschine nach optimaler Arbeitsgeschwindigkeit nopt ist zu beachten, daß deren Werte von den Verarbeitungsbedingungen, insbesondere der Qualität der Verpackungsmittel und des Verpackungsgutes (Hartkaramelie) sowie dem maschinentechnischen Zustand bestimmt werden und sich während des Prozesses ändern können. Daraus ergibt sich die Bestimmung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit nopt nach statistischen Untersuchungen als mittlere Größe, bezogen auf definierte Verarbeitungsbedingungen und das Betreiben der Verpackungsmaschine nach diesen Werten. Gleichermaßen sind diese Werte als „a priori"-lnformation im Rechner der Verpackungsmaschine zu nutzen und durch Prozeßinformationen laufend zu präzisieren. Die Einstellung oder Korrektur der Arbeitsgeschwindigkeit nB ist zwar manuell möglich. Weil das aber im Verarbeitungsprozeß kaum realisierbar ist, wird die .rechnergestützte Ermittlung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit nop, und ihre automatische Einstellung bzw. Korrektur in der Verpackungsmaschine für die Lösung herangezogen. Die Vorgabe der Zielfunktion an den Steuerrechner der Verpackungsmaschine zur Auswahl der jeweiligen gültigen Arbeitsgeschwindigkeit ng in Abhängigkeit von den aktuellen Produktionsbedingungen wird'manuell durch die Bedienperson und automatisch nach Prozeßinformation vorgesehen.Thus, according to an efficiency-oriented point of view, a range of optimal working speeds of the. Packaging machine can be defined. The selection of the working speed in this area requires the specification of a target function. This may be either the minimum cost objective or the maximum actual productivity objective function of either of the two basic values (n K or n o ) of the range of optimal operating speeds. Likewise, the one working speed πβ can be within the range of the optimal operating speeds nach'einer goal function, for example, after maximum gain (in Figure maximum additional gain AG). The additional gain AG from increased actual productivity Q, arises because, in the area of the cost-optimal operating speed n K, the relatively high increase in the actual productivity Q t is offset by a slight increase in the specific process costs kv. Thus, at maximum additional gain AG, a profit-optimal operating speed nc is defined and the following applies: Π | << ηα <η 0 . For the operation of the packaging machine after optimum operating speed n opt , it should be noted that their values are determined by the processing conditions, in particular the quality of the packaging material and the packaged goods (hard caramelia) as well as the machine condition and can change during the process. The result of this is the determination of the optimum working speed n opt according to statistical investigations as average size, based on defined processing conditions and the operation of the packaging machine according to these values. Likewise, these values are to be used as "a priori" information in the computer of the packaging machine and to be precisely specified by process information.The setting or correction of the operating speed n B is possible manually, but because this is hardly realizable in the processing process, the computer-aided Determination of the optimum operating speed n op , and its automatic setting or correction in the packaging machine used for the solution The specification of the objective function to the control computer of the packaging machine for selecting the respective valid operating speed ng depending on the current production conditions'manually by the operator and automatically provided for process information.

Die Prozeßinformation wird an der Zuführeinrichtung (Speicher) der Verpackungsmaschine oder bei Parallelschaltung mehrerer Maschinen an einem vorgeschalteten Speicher für die unverpackten Hartkaramellen gewonnen. Als Sensor ist beispielsweise eine Kraftmeßdose vorgesehen. Ausgehend davon, daß die projektierte, durchschnittlich zur Verarbeitung vorgesehene, Verarbeitungsgutmenge effektivitätsorientiert auf die gewinnoptimale Arbeitsgeschwindigkeit nG der Verarbeitungsmaschine abgestimmt ist, wird diese Betriebsweise als Vorzugsvariante gewählt.· Die Auswahl der gewinnoptimalen Arbeitsgeschwindigkeit nG erfolgt damit bei mittlerer Speicherbelegung mit Verarbeitungsgut oder gleichbleibender Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr. Bei Unterschreiten des vorgegebenen Toleranzfeldes für den mittleren Verarbeitungsgutvorrat oder beifallenderTendenz der Verarbeitungsgutzufuhr nach Unterschreiten eines nach dem technischen und produktionsorganisatorischen Bedingungen vom Anwender einzustellenden Gradienten wird durch den Prozeßrechner der Verarbeitungsmaschine die kostenoptimale Arbeitsgeschwindigkeit nK vorgegeben. Das Verändern der Arbeitsgeschwindigkeit Πβ kann durch unmittelbares Einstellen der kostenoptimalen Arbeitsgeschwindigkeit n< oder durch stufenweise Annäherung an diesen Wert erfolgen. Bei Überschreiten des vorgegebenen Toleranzfeldes für den mittleren Verarbeitungsgutvorrat oder bei steigender Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr nach Überschreiten des eingestellten'Gradienten wird analog die produktivitätsoptimale Arbeitsgeschwindigkeit n0 vorgegeben.The process information is obtained at the feeder (storage) of the packaging machine or when several machines are connected in parallel to an upstream store for the unpacked hard caramels. As a sensor, for example, a load cell is provided. Based on the fact that the projected amount of processed material, which is intended for processing on average, is adjusted to the optimum operating speed n G of the processing machine, this mode of operation is selected as the preferred variant. · The selection of the optimum operating speed n G is thus carried out with medium memory usage of processing material or constant tendency the processing input. Falling below the predetermined tolerance field for the average processing stock or beifallenderTendenz the processing material supply after falling below a set by the technical and production organizational conditions gradient by the user, the cost-optimal operating speed n K is specified by the process computer of the processing machine. Changing the working speed Πβ can be done by directly setting the cost-optimal working speed n <or by gradually approaching this value. When the predetermined tolerance field for the average amount of processing material is exceeded or in the case of an upward tendency of the processing material supply after exceeding the set gradient, the productivity-optimal operating speed n 0 is set analogously.

Beim Einsatz mehrerer Verarbeitungsmaschinen parallel in dergleichen Prozeßstufe ist es notwendig, Prioritäten bei Verändern der Zielfunktionen der einzelnen Maschinen im Prozeßrechner vorzugeben. Zweckmäßig ist es, die.Reihenfolge nach der tatsächlichen Produktivität der einzelnen Maschinen festzulegen, wobei die Zielfunktion der Maschine mit der höchsten tatsächlichen Produktivität zuerst zu verändern ist, weil ein schnellstmöglicher Ausgleich schwankender Verarbeitungsgutmengen wegen der Stabilität des Prozesses anzustreben ist.When using multiple processing machines in parallel in the same process stage, it is necessary to prioritize changing the target functions of the individual machines in the process computer. It is useful to set the order according to the actual productivity of the individual machines, with the objective function of the machine having the highest actual productivity to be changed first, because it is desirable to compensate for fluctuating amounts of processing material as quickly as possible because of the stability of the process.

Im ausgeführten Beispiel wird das Verfahren zur Steuerung von Verarbeitungsmaschinen nach optimalen Arbeitsgeschwindigkeiten nopt für zwei Einschlagmaschinen für Hartkaramellen, die mit einem vorgeschalteten Zwischenspeicher für unverpackte Hartkaramellen verkettet sind, realisiert. Die Belegung des Speichers mit Hartkaramellen wird durch die Produktivität der vorgeschalteten Prägemaschine sowie deren Ausfallverhalten vorgegeben. Ausgehend von der Tendenz der Speicherbelegung, die von einem Prozeßrechner nach Impulsen der Kraftmeßdose bestimmt wird, werden in festgelegten Intervallen die vorzugebenden Zielfunktionen der Einschlagmaschine bestimmt. Weist beispielsweise die Speicherbelegung eine steigende Tendenz mit Überschreitung des festgelegten Gradienten auf, wird die normalerweise gewinnoptimal eingestellte Einschlagmaschine mit der momentan höheren tatsächlichen Produktivität auf die produktivitätsoptimale Arbeitsgeschwindigkeit n0 eingestellt, um bei zeitweiliger Vernachlässigung der Kosten den entstandenen oder sich tendenziell ankündigenden Verarbeitungsgutstau zu beseitigen.In the example being carried out, the method for controlling processing machines at optimum operating speeds n opt for two hard-carving machines linked with an upstream intermediate storage for unpacked hard caramels is realized. The occupation of the store with hard caramels is determined by the productivity of the upstream embossing machine and its failure behavior. Based on the tendency of the memory occupation, which is determined by a process computer for pulses of the load cell, the predetermined target functions of the wrapping machine are determined at predetermined intervals. For example, if the memory occupancy has an increasing tendency exceeding the set gradient, the normally optimal set wrapping machine with the current higher actual productivity is set to the productivity optimum operating speed n 0 to eliminate the accumulated or tending processing jam with temporary neglect of the cost.

Steigt die Speicherbelegung bei Überprüfung im nächsten Intervall weiter an, wird die zweite Einschlagmaschine ebenfalls auf die produktivitätsoptimale Arbeitsgeschwindigkeit n0 geführt. Sinkt die Speicherbelegung, so wird die erste Maschine wieder auf die gewinnoptimale Arbeitsgeschwindigkeit η$ zurückgeführt. Voraussetzung für diese Betriebsweise ist, daß unter Berücksichtigung des Ausfallverhaltens der einzelnen Maschinen durch einen internen Regelkreis (Kraftmeßdose im Hartkaramellentrichter der Einschlagmaschine und gesteuerter Zuführweiche) die vom Speicherband der einzelnen Maschine zugeführte Hartkaramellenmenge ein annähernd gleiches Füllniveau im Hartkaramellentrichter beider Maschinen gewährleistet.If the memory usage continues to increase in the next interval during the check, the second wrapping machine is also guided to the productivity-optimal operating speed n 0 . If the memory occupancy drops, the first machine is returned to the profit-optimal operating speed η $ . A prerequisite for this mode of operation is that, taking into account the failure behavior of the individual machines by an internal control loop (load cell in Hartkaramellentrichter the wrapping machine and controlled Zuführweiche) supplied from the storage belt of each machine hard caramel quantity ensures an approximately equal filling level in hard caramel funnels both machines.

Claims (3)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Verfahren zur Steuerung von Verarbeitungsmaschinen nach optimalen Arbeitsgeschwindigkeiten,1. Method for controlling processing machines according to optimum operating speeds, — die nach einem vorgegebenen mathematischen Modell auf der Grundlage empirisch ermittelter Werte berechnet und/ oder- calculated according to a given mathematical model on the basis of empirically determined values and / or — unter Beachtung der stochastischen Betriebsbedingungen durch Anwendung eines Optimierungsverfahrens ermittelt werden, wobei- Be determined under consideration of the stochastic operating conditions by applying an optimization method, wherein — durch Sensoren Ausfallzeiten der Maschine sowie die Verarbeitungsgutmenge- By sensors downtime of the machine and the amount of processed goods • in der Maschine• in the machine absolut und ...absolutely and ... als Funktion der Zeit bestimmt werden undbe determined as a function of time and — diese Werte einem Prozeßrechner zugeführt werden,
gekennzeichnet dadurch, daß
These values are fed to a process computer,
characterized in that
— die Arbeitsgeschwindigkeit der Verarbeitungsmaschine auf die gewinnbptimale Arbeitsgeschwindigkeit (nc) eingestellt wird, wenn ·The working speed of the processing machine is set to the maximum working speed (nc) when eine mittlere Speicherbelegung vorhanden ist und/oder  a middle memory usage is present and / or eine gleichbleibende Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr vorliegt und  there is a consistent tendency of processing input and; — die Arbeitsgeschwindigkeit auf die kostenoptimale Arbeitsgeschwindigkeit (nK) eingestellt wird, wenn- The working speed is set to the cost-optimal working speed (n K ), if • die mittlere Speicherbelegung unterschritten wird und/oder• the average memory usage is undershot and / or die Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr unter einen festgelegten Gradienten sinkt und  the tendency of processing feed below a specified gradient decreases and — die Arbeitsgeschwindigkeit aisi die produktivitätsoptimale Arbeitsgeschwindigkeit (no) eingestellt wird, wenn- the working speed aisi the productivity optimal working speed (n o ) is set, if die mittlere Speicherbelegung überschritten wird und/oder  the average memory usage is exceeded and / or die Tendenz der Verarbeitungsgutzufuhr über einen festgelegten Gradienten steigt.  the trend of processing feed over a specified gradient increases.
2. Verfahren zur Steuerung von Verarbeitungsmaschinen nach optimalen Arbeitsgeschwindigkeiten nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Veränderung der Arbeitsgeschwindigkeit von der gewinnoptimalen Arbeitsgeschwindigkeit (nG) auf die produktivitäts- bzw. kostenoptimale Arbeitsgeschwindigkeit (n0, nK) durch Annäherung an den Grenzwert in Intervallen oder stetig erfolgen kann.2. A method for controlling processing machines according to optimal working speeds according to item 1, characterized in that the change of the operating speed of the optimal profit operating speed (n G ) on the productivity or cost-optimal working speed (n 0 , n K ) by approaching the limit at intervals or continuously. 3. Verfahren zur Steuerung der Verarbeitungsgutzufuhr von Verpackungsmaschinen nach optimalen Arbeitsgeschwindigkeiten nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Speicherbelegung über Sensoren ermittelt wird.3. A method for controlling the processing material supply of packaging machines according to optimum operating speeds according to item 1, characterized in that the memory occupancy is determined by sensors. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
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