DD256381A1

DD256381A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE AUTOMATIC CORRECTION OF THE SHUT-OFF DEPARTMENT IN DOSING PROCESSES OF SHEETABLE MATERIALS, INCLUDING DISCONTINUOUS FLOW DENSITY AND DIFFERENT FILLING HEATERS

Info

Publication number: DD256381A1
Application number: DD29861686A
Authority: DD
Inventors: Alfred Rieger
Original assignee: Welzow Baumaschinen
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1988-05-04

Abstract

Schaltungsanordnung zur automatischen Korrektur des Vorhaltabschaltpunktes bei Dosierprozessen schuettfaehiger Materialien unter Beruecksichtigung diskontinuierlicher Flussdichte und unterschiedlicher Fuellhoehen. Anwendungsgebiet der Erfindung sind Dosierprozesse, vorzugsweise zur Herstellung von Beton, bituminoesen und aehnlichen Gemengen. Ihr Ziel besteht darin, die Nachteile der Grob-Fein-Stromdosierung, der Nichtbeachtung variabler Fallhoehen bekannter automatischer sowie manueller Nachlaufkorrekturen auszuschliessen und eine hohe Dosiergenauigkeit bei einem Dosierzeitminimum zu erreichen. Dies wird dadurch erreicht, dass vom Nachlauf bei Mindestdosiermenge der Teil subtrahiert wird, der sich aus dem Mengenzuwachs und dem mit einem Faktor, welcher die variablen Fallhoehen beim Dosieren beruecksichtigt, multiplizierten Messwert ergibt. Das Ergebnis wird analog oder digital vom Sollwert subtrahiert und bewirkt eine Abschaltung der Dosierorgane. Fig. 1Circuit arrangement for the automatic correction of the Vorhaltabschaltpunktes in dosing of schuettfaehiger materials, taking into account discontinuous flux density and different filling heights. Field of application of the invention are dosing processes, preferably for the production of concrete, bituminous and similar mixtures. Their aim is to exclude the disadvantages of coarse fine current dosing, the failure of variable drop heights of known automatic and manual overrun corrections and to achieve a high dosing accuracy at a dosing time minimum. This is achieved by subtracting from the minimum amount dosing the fraction resulting from the increase in quantity and the measured value multiplied by a factor which takes into account the variable falling heights during dosing. The result is subtracted analog or digital from the setpoint and causes a shutdown of the dosing. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Korrektur des Vorhaltabschaltpunktes bei Dosierungen von schütt- bzw. fließfähigen Materialien mit diskontinuierlicher Flußdichte und wechselnden Dosiermengen mit ihren daraus resultierenden unterschiedlichen Fallhöhen. Insbesondere gilt dies für die Dosierung mehrerer Komponenten in einem gemeinsamen Wägebehälter, den sogenannten Gattierwaagen, wobei sich für jede Komponente eine andere Fallhöhe ergibt. Vorzugsweises Einsatzgebiet der Erfindung sind Dosierprozesse, wie sie bei der Betonaufbereitung und der Herstellung bituminöser Gemische, keramischer Massen oder anderer Gemenge auftreten.The invention relates to a circuit arrangement for the automatic correction of the Vorhaltabschaltpunktes at dosages of pourable or flowable materials with discontinuous flux density and varying Dosiermengen with their resulting different drop heights. In particular, this applies to the metering of several components in a common weighing container, the so-called Gattierwaagen, resulting in a different case height for each component. Preferred fields of application of the invention are dosing processes, as occur in the treatment of concrete and the production of bituminous mixtures, ceramic masses or other mixtures.

Characteristic of the known state of the art

Es sind mehrere Möglichkeiten bekannt, die diskontinuierliche Flußdichte und die daraus resultierende unterschiedliche Dosiergeschwindigkeit bei Dosierprozessen schütt- bzw. fließfähiger Materialien zu berücksichtigen. Eine Möglichkeit ist die in der Praxis häufig genutzte manuelle Einstellung und ständige Korrektur des Vorhalteabschaltpunktes in Abhängigkeit vom Meßwert der vorigen Dosierung. Nachteilig bei dieser Lösung ist der Einfluß subjektiver Faktoren und die notwendige Unterbrechung automatischer Arbeitsabläufe bei Rezepturänderungen. Eine weitere Möglichkeit, die sogenannte Grob-Fein-Stromdosierung, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiergeschwindigkeit kurz vor Erreichen des Sollwertes so reduziert wird, daß die Dosierfehler minimiert werden. Nachteilig hierbei ist die sich durch Verringerung der Dosiergeschwindigkeit ergebende längere Dosierzeit.There are several possibilities known to take into account the discontinuous flux density and the resulting different dosing speed in metering processes pourable or flowable materials. One possibility is the frequently used in practice manual adjustment and constant correction of Vorhalteabschaltpunktes depending on the measured value of the previous dosage. The disadvantage of this solution is the influence of subjective factors and the necessary interruption of automatic workflows for recipe changes. Another possibility, the so-called coarse-fine current metering, is characterized in that the metering rate is reduced shortly before reaching the target value so that the metering errors are minimized. The disadvantage here is the resulting by reducing the dosing speed longer dosing.

Eine weitere bekannte Lösung ist die im Wirtschaftspatent WP G 05 D/2403181 aufgezeigte Schaltungsanordnung zur automatischen Nach I auf korrektur bei Dosierprozessen schüttfähiger Materialien. In ihr wird das von der Wägezelle kommende, der Dosiermenge proportionale Signal, nach der Zeit differenziert. Über einen, in seiner Verstärkung entsprechend den konstruktiven Gegebenheiten einschließlich einer konstanten Fallhöhe, einstellbaren Operationsverstärker erhält man ein dem momentanen Nachlauf proportionalen Meßwert. Dieser Wert wird zu dem von der Kraftmeßdose kommenden Signal addiert und anschließend dem Soll-Istwert-Vergleicher zugeführtAnother known solution is shown in the commercial patent WP G 05 D / 2403181 circuit arrangement for automatic Nach I on correction in dosing processes pourable materials. In it, the signal coming from the load cell, proportional to the metered quantity, is differentiated according to the time. About one, in its gain according to the structural conditions including a constant drop height, adjustable operational amplifier to obtain a current tracking proportional reading. This value is added to the signal coming from the load cell and then fed to the setpoint-actual value comparator

Diese Lösung hat folgende Nachteile: This solution has the following disadvantages:

— Die Summierung des ermittelten Nachlaufes zum statischen, der Dosiermenge entsprechenden Meßwert, erfordert zusätzlichen Aufwand, damit sie rückwirkungsfrei erfolgt.- The summation of the determined follow-up to the static, the metered amount corresponding measured value, requires additional effort so that it takes place without feedback.

— Damit die Schaltung schnell auf Änderungen der Dosiergeschwindigkeit reagieren kann, muß ein Analog/Digital-Wandler mit hoher Umsetzgeschwindigkeit eingesetzt werden.- In order for the circuit to react quickly to changes in the dosing speed, an analog / digital converter with high conversion speed must be used.

— Bei dieser Lösung geht die Fallhöhe des zu dosierenden Materials in die von den konstruktiven Gegebenheiten abhängige Multiplikationskonstante ein. Fehler werden hierbei aber nur unter der Voraussetzung vermieden, wenn eine Komponente und von dieser immer die gleiche Menge dosiert wird, weil nur unter diesen Bedingungen eine konstante Füllhöhe im Wägebehälter und damit eine konstante Fallhöhe des zu dosierenden Materials gegeben ist.- In this solution, the drop height of the material to be dosed in the dependent on the design conditions multiplication constant. Errors are only avoided on the condition that a component and from this always the same amount is metered, because only under these conditions, a constant filling level in the weighing container and thus a constant drop height of the material to be dosed is given.

Bei Einsatz einer Gattierwaage sowie bei der Dosierung unterschiedlicher Mengen einer Komponente ändern sich jedoch die Füllhöhen von Komponente zu Komponente und damit auch die Fallhöhen. Das Verhältnis der maximalen Fallhöhe zur minimalen Fallhöhe beträgt in vielen Anwendungsfällen 10:1, woraus die Notwendigkeit der Beachtung der variablen Fallhöhen abzuleiten ist. Die o.g. Multiplikationskonstante müßte jedesmal neu ermittelt und eingestellt werden. Damit ist mit dieser Lösung eine automatische Korrektur des Vorhaltabschaltpunktes nur bei konstanten Dosiermengen möglich.When using a Gattierwaage as well as the dosage of different amounts of a component, however, the fill levels change from component to component and thus the drop heights. The ratio of the maximum drop height to the minimum drop height is 10: 1 in many applications, from which the necessity of observing the variable drop heights has to be deduced. The o.g. Multiplication constant would have to be redetermined and set each time. Thus, with this solution, an automatic correction of the Vorhaltabschaltpunktes only possible at constant Dosiermengen.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Nachteile der bekannten Lösungen bei der Dosierung unterschiedlicher Mengen sowie bei Gattierwaagen auszuschließen und bei solchen Dosierprozessen eine hohe Dosiergenauigkeit bei gleichzeitiger Minimierung der Dosierzeit und der Vermeidung subjektiver Einflußnahme zu gewährleisten.The aim of the invention is to exclude the mentioned disadvantages of the known solutions in the metering of different amounts as well as in Gattierwaagen and to ensure a high dosing accuracy while minimizing the dosing and avoiding subjective influence in such dosing.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bisher bekannter Lösungen, wie die Nichtbeachtung der unterschiedlichen Füllhöhen derWägebhälterbei Gattierwaagen und der Dosierung unterschiedlicher Mengen einer Komponente, die Änderung des Meßwertes vor dem Vergleicher und Probleme einer schnellen Reaktion auf sich ändernde Bedingungen, zu beseitigen. Hierzu wird der sich durch die Differenzierung des Meßwertes bei der Mindestlast ergebende Nachlauf verwendet.It is an object of the present invention to overcome the disadvantages of previously known solutions, such as failure to balance fill levels of weigh scales and metering different amounts of a component, changing the reading prior to the comparator and problems of rapid response to changing conditions. For this purpose, the lag resulting from the differentiation of the measured value at the minimum load is used.

Erfindungsgemäß wird die o. g. Aufgabe wie folgt gelöst.According to the invention, the o. G. Task solved as follows.

Das von einer Wägezelle abgegebene Meßsignal wird mit einer Konstanten multipliziert, d.h., die Verstärkung einer Operationsverstärkers entspricht der Konstanten. Diese Konstante ergibt sich in erster Näherung aus der Proportionalität zwischen Meßwert und Füllhöhe bei einfachen geometrischen Abmessungen des Wägebehälters. Das Ergebnis dieser Multiplikation wird nun mit dem sich bei Mindestlast ergebenden Nachlauf in einer entsprechenden Schaltung multipliziert und damit der Anteil entsprechend der erreichten Füllhöhe berechnet. Dieses Ergebnis wird von dem sich bei Mindestlast ergebenden Nachlauf mittels Operationsverstärkers subtrahiert, d.h., der Nachlauf wird um den Anteil vermindert, der durch den Zuwachs der Füllhöhe und damit der Verminderung der Fallhöhe zu viel ermittelt wurde. Der sich hieraus ergebende Nachlauf wird dann vom eingestellten Sollwert ebenfalls mittels Operationsverstärker subtrahiert. Der so ermittelte Vorhaltabschaltpunkt bewirkt im Ist-Sollwert-Vergleicher bei Gleichheit eine Abschaltung des Dosierorganes. Vorteilhaft für die Umsetzung der prinzipiellen Lösung ist der Einsatz analoger Elektronik, da hierbei durch die stetige Verarbeitung der Signale sofort auf die sich ändernden Dosierbedingungen reagiert werden kann.The measurement signal output from a load cell is multiplied by a constant, that is, the gain of an operational amplifier corresponds to the constant. This constant results in a first approximation from the proportionality between the measured value and filling level with simple geometric dimensions of the weighing container. The result of this multiplication is now multiplied by the minimum load resulting overrun in a corresponding circuit and thus the proportion calculated according to the achieved level. This result is subtracted from the minimum load payload by means of operational amplifier, i.e., the lag is reduced by the amount determined by the increase in fill level and hence the drop height reduction. The resulting caster is then also subtracted from the set value by means of operational amplifier. The Vorhaltabschaltpunkt determined in this way causes in the actual setpoint comparator with equality a shutdown of the metering. Advantageous for the implementation of the basic solution is the use of analog electronics, since this can be reacted immediately by the continuous processing of the signals to the changing metering.

embodiment

Im Folgenden wird die Funktion der in Fig. 1 abgebildeten Schaltungsanordnung₍wie sie für die Dosierung beispielsweise von Zuschlagstoffen in Betonaufbereitungsanlagen ausgeführt werden kann, erläutert.The function of the circuit arrangement shown in FIG. 1 ₍ as can be carried out for the metering of, for example, aggregates in concrete processing plants) will be explained below.

Das von einer Wägezelle kommende, dem statischen Gewicht des zu dosierenden Materials proportionale Signal 9 wird im Meßverstärker 1 verstärkt und steht zur analogen oder digitalen Anzeige und zum Soll-Istwert-Vergleich zur Verfugung. Parallel dazu wird das Meßsignal in einem Differenzierglied 2 nach der Zeit differenziert und einem in seiner Verstärkung 11 einstellbaren Operationsverstärkerszugeführt. Weiterhin wir das Meßsignal einem anderen, in seiner Verstärkung 10 einstellbaren Operationsverstärker 4 und das Ergebnis 12 zusammen mit dem Signal 13 einer Multiplikationsschaltung 5 zugeleitet. Das Ergebnis dieser Multiplikation wird nun in einer Subtraktionsschaltung mittels entsprechend beschaltetem Operationsverstäker 6 vom Signal 13, das dem Nachlauf bei Mindestlast, subtrahiert.Coming from a load cell, the static weight of the material to be metered proportional signal 9 is amplified in the measuring amplifier 1 and is available for analog or digital display and the reference-actual value comparison at your disposal. In parallel, the measurement signal is differentiated in a differentiator 2 after the time and fed to an adjustable in its gain 11 operational amplifier. Furthermore, we supplied the measurement signal to another, in its gain 10 adjustable operational amplifier 4 and the result 12 together with the signal 13 of a multiplication circuit 5. The result of this multiplication is then subtracted in a subtraction circuit by means of a correspondingly wired operational amplifier 6 from the signal 13, which is the minimum-load overrun.

Der so ermittelte reale Nachlauf wird in einer weiteren Subtraktionsschaltung 7 vom Sollwert 14 subtrahiert und anschließend als Vorhaltabschaltpunkt dem Soll-Istwert-Vergleicher 8 zugeleitet und führt zur rechtzeitigen Abschaltung der Dosierorgane. Bei der Einstellung der Schaltungsanordnung ist zu sichern, daß zu Beginn am Ausgang der Multiplikationsschaltung 5 eine „Null" anliegt. Anschließend ist der Verstärkungsfaktor 11 des Operationsverstärkers 3 einmalig bei der Mindestdosiermenge einzustellen. Der Verstärkungsfaktor 10 des Operationsverstärkers 4 wird nun bei der maximalen Dosiermenge so eingestellt, daß die Abweichung vom Sollwert 14 „Null" wird. Abschließend ist der Ausgang des Operationsverstärker 4 mit Hilfe der Offsetkompensation bei der Mindestdosiermenge auf „Null" zu stellen. Eventuell kann sich nach dieser Maßnahme noch eine geringfügige Korrektur der Verstärkungseinstellung des Operationsverstärkers 4 bei maximaler Dosiermenge erforderlich machen.The thus determined real caster is subtracted in a further subtraction circuit 7 from the desired value 14 and then fed as a Vorhaltabschaltpunkt the setpoint-actual value comparator 8 and leads to the timely shutdown of dosing. When setting the circuit arrangement, it must be ensured that a "zero" is present at the beginning of the output of the multiplication circuit 5. Subsequently, the amplification factor 11 of the operational amplifier 3 is set once at the minimum metering quantity set that the deviation from the setpoint 14 is "zero". Finally, the output of the operational amplifier 4 must be set to "zero" with the aid of the offset compensation for the minimum metering quantity. Possibly, after this measure, a slight correction of the gain setting of the operational amplifier 4 at the maximum metering quantity may still be necessary.

Sowohl sich ändernde Eigenschaften des Dosiergutes wie Flußdichte und spezifisches Gewicht als auch die durch die Dosierung unterschiedlicher Mengen sich ändernden Fallhöhen werden durch die Schaltungsanordnung in ihrem Einfluß auf den Vorhaltabschaltpunkt der Dosierorgane sofort automatisch ausgeregelt.Both changing properties of the metered material, such as flux density and specific gravity, as well as the drop heights varying as a result of the metering of different quantities, are automatically corrected immediately by the circuit arrangement in their influence on the lead-off switch-off point of the metering devices.

Claims

1. Circuit arrangement for automatic correction of Vorhaltabschaltpunktes in metering processes pourable or flowable materials, taking into account discontinuous flux density and different filling heights, characterized in that by means of operational amplifier, which implements a subtraction circuit is subtracted from the caster at minimum filling height, the value by the multiplication This tracking with a different value, which results from the multiplication of the measured value with a dependent on the shape of the weighing container constants with the aid of an adjustable in gain operational amplifier, is obtained, and the result is again subtracted by means of operational amplifier in subtraction circuit from the setpoint.

2. Circuit arrangement according to item 2, characterized in that addition circuits are used instead of the subtraction circuits after one of the input values of the subtraction circuits has been inverted.