DE10031883A1 - Verfahren, System und Systemkomponenten zur leistungsoptimierenden Regelung der Zufuhrmenge des einer aus mehreren Aggregaten bestehenden Produktions-, Bearbeitungs- oder Aufbereitungsanlage, insbesondere einer Sand- und Kiesaufbereitungsanlage, zwecks Verarbeitung, Bearbeitung oder Aufbereitung zugeführten Materials schwankender Beschaffenheit - Google Patents
Verfahren, System und Systemkomponenten zur leistungsoptimierenden Regelung der Zufuhrmenge des einer aus mehreren Aggregaten bestehenden Produktions-, Bearbeitungs- oder Aufbereitungsanlage, insbesondere einer Sand- und Kiesaufbereitungsanlage, zwecks Verarbeitung, Bearbeitung oder Aufbereitung zugeführten Materials schwankender BeschaffenheitInfo
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Abstract
Bei solchen Produktions-, Bearbeitungs- oder Aufbereitungsanlagen besteht das Problem, daß die Beschaffenheit des einer Anlage zwecks Bearbeitung, Verarbeitung oder Aufbereitung zugeführten Materials schwankt, was eine unterschiedliche Belastung zumindest bestimmter Aggregate solcher Anlagen bedingt. DOLLAR A Es wird ein System vorgeschlagen, das Mittel zur automatischen direkten oder indirekten Ermittlung der Beschaffenheit des zugeführten Materials umfaßt. Es wird ferner ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem die Beschaffenheit des zugeführten Materials automatisch direkt oder indirekt ermittelt und die Zufuhrmenge in Abhängigkeit von der ermittelten Beschaffenheit geregelt wird. DOLLAR A Die Erfindung ermöglicht es z. B. bei einer Sand- und Kiesaufbereitungsanlage, die Zufuhrmenge des zugeführten Materials so zu regeln, daß die Leistung der Anlage nach vorgebbaren Kriterien optimiert wird, um z. B. eine optimale Auslastung der Anlage bei gleichbleibender Qualität der aufbereiteten Produkte zu erreichen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein System sowie verschiedene Komponenten
eines Systems zur leistungsoptimierenden Regelung der Zufuhrmenge des einer
aus mehreren Aggregaten bestehenden Produktions-, Bearbeitungs- oder
Aufbereitungsanlage, insbesondere einer Sand- und Kiesaufbereitungsanlage,
zwecks Verarbeitung, Bearbeitung oder Aufbereitung zugeführten Materials
schwankender Beschaffenheit, wobei die Belastung wenigstens eines Aggregats
von der Beschaffenheit des zugeführten Materials abhängt. Dabei ist der Begriff
"Aggregat" im weitesten Sinne zu verstehen und soll die verschiedenen "aktiven"
Elemente einer Anlage umfassen, also bei einer Kiesaufbereitungsanlage zum
Beispiel Behälter, Silos, Maschinen, Bänder, Rührwerke, einzelne Motoren, Ventile,
Pumpen, Hebe- und Schwenkantriebe, Bandwaagen und dergleichen. Gemäß
dieser Terminologie werden bei einer solchen Anlage zum Beispiel Halden und
Rohrleitungen als "passive" Elemente bezeichnet.
Solche die leistungsoptimierenden Verfahren und Systeme sind nicht bekannt.
Bekannt sind in unterschiedlichster Form Verfahren und Systeme zur Regelung und
Steuerung einzelner Aggregate oder Teile solcher Anlagen. Beispielsweise ist es
bei Sand- und Kiesaufbereitungsanlagen bekannt, die Belastung einzelner
Aggregate zu messen und über entsprechende Regler oder Grenzwertgeber z. B.
die Drehzahl zu verringern oder zu erhöhen und/oder den Materialstrom zu- oder
abzuschalten.
Bei Anlagen der eingangs genannten Art besteht das Problem, daß die
Beschaffenheit der der jeweiligen Produktions-, Bearbeitungs- oder
Aufbereitungsanlage zugeführten und dort verarbeiteten, bearbeiteten oder
aufbereiteten Stoffe, Roh- und Fertigprodukte und Materialien (wobei Stoffe,
Roh- und Fertigprodukte und Materialien im folgenden allgemein mit dem Begriff
Materialien bezeichnet werden) schwankt, was eine unterschiedliche Belastung
zumindest bestimmter Aggregate solcher Anlagen nach sich zieht.
Um Überlastungen zu vermeiden wird deshalb bei den bekannten Anlagen so
verfahren, daß grundsätzlich nie die bei optimaler Beschaffenheit des zugeführten
Materials maximal zuführbare Menge zugeführt wird, sondern nur eine um einen
anlagenabhängigen Sicherheitsfaktor reduzierte Menge. Beispielsweise ist es bei
Sand- und Kiesaufbereitungsanlagen üblich, statt der bei optimaler
Zusammensetzung des Rohkieses maximal aufbereitbaren Menge von z. B. 100 t
pro Stunde der Anlage lediglich 75 t pro Stunde zuzuführen, da die exakte
Zusammensetzung des Rohkieses nicht bekannt ist und z. B. die Belastung der
Vorwäsche stark davon abhängt, ob der Rohkies wenig oder viel Sand enthält.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ein
System sowie verschiedene Komponenten eines Systems anzugeben, die es
ermöglichen, die Zufuhrmenge des einer Anlage der eingangs genannten Art
zugeführten Materials so zu regeln, daß die Leistung der Anlage nach vorgebaren
Kriterien optimiert wird. Solche Kriterien können zum Beispiel die Produktionsmenge
pro Zeiteinheit, die Kosten pro produzierter Mengeneinheit oder die Qualität der
Produkte sein, wobei hier die Begriffe Produktion und Produkte sowohl die mittels
einer Produktionsanlage hergestellten als auch die mittels einer Bearbeitungsanlage
bearbeiteten und mittels einer Aufbereitungsanlage aufbereiteten Materialien
umfassen soll.
Insbesondere soll bei einer Sand- und Kiesaufbereitungsanlage eine optimale
Auslastung der Anlage bei gleichbleibender Qualität der aufbereiteten Produkte bei
einem kontinuierlichen Materialstrom ermöglicht werden.
Die Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei
welchem die Beschaffenheit des zugeführten Materials automatisch direkt oder
indirekt ermittelt wird und die Zufuhrmenge in Abhängigkeit von der ermittelten
Beschaffenheit geregelt wird.
Während bei den bekannten Verfahren lediglich entsprechende, die Zufuhrmenge
bestimmende Dosiereinrichtungen geregelt, also derart beeinflußt werden, daß ein
vorgegebener Sollwert konstant gehalten wird, wird bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren die Zufuhrmenge nicht konstant gehalten, sondern permanent der
ermittelten Beschaffenheit des zugeführten Materials angepaßt. Dabei sei an dieser
Stelle betont, daß unter dem Begriff "Beschaffenheit" eine oder mehrere meßbare
Beschaffenheitsangaben zu verstehen sind, wobei hier nur diejenigen
Beschaffenheitsangaben interessieren, die Einfluß auf die Belastung wenigstens
eines Aggregats der jeweiligen Anlage haben. Bei einer Sand- und
Kiesaufbereitungsanlage sind dies zum Beispiel die Zusammensetzung des
Rohkies aus Sand, Gesteinstrümmern unterschiedlicher Körnung und Wasser.
Die Beschaffenheit des Materials kann je nach Material direkt, zum Beispiel mittels
entsprechender Sensoren und Detektoren gemessen werden. Sie kann aber auch
indirekt, zum Beispiel aus ihrer Auswirkung auf die Anlage ermittelt werden. Bei
einer bevorzugten Durchführungsform der Erfindung ist dazu vorgesehen, daß die
Belastung zumindest des wenigstens einen Aggregats, dessen Belastung von der
Beschaffenheit des zugeführten Materials abhängt, kontinuierlich gemessen wird.
Diese Durchführungsform hat den Vorteil, daß die Regelung in besonders einfacher
Weise erfolgen kann.
Die Regelung der Zufuhrmenge kann anhand der Beschaffenheit des Materials zum
Beispiel so erfolgen, daß eine ein vorgebbares Optimalitätskriterium erfüllende
Sollzufuhrmenge ermittelt wird, an die die tatsächlich zugeführte Zufuhrmenge unter
Berücksichtigung vorgebbarer Randbedingungen automatisch angeglichen wird.
Dabei kann die Sollzufuhrmenge sowohl kontinuierlich in bestimmten Zeitabständen
als auch diskontinuierlich, zum Beispiel nur bei Änderung der Belastung eines
Aggregats, ermittelt werden. Die gegebenenfalls bei der Angleichung von Soll- und
Istzufuhrmenge zu berücksichtigenden Randbedingung sind anlagenspezifisch und
beziehen sich zum Beispiel auf die Geschwindigkeit, mit der regelnde Maßnahmen
durchgeführt werden.
Die Belastung eines oder mehrerer Aggregate kann vorteilhaft durch Erfassung der
Leistungsaufnahme des jeweiligen Aggregats gemessen werden, was insbesondere
bei elektrisch angetrieben Aggregaten in besonders einfacher Weise durch
entsprechende Meßwertaufnehmer möglich ist. Werden die Leistungsaufnahmen
mehrerer Aggregate gemessen, so kann die Tatsache, daß die maximale
Aggregatleistung nicht immer bei maximaler Leistungsaufnahme abgegeben wird, in
einfacher Weise dadurch berücksichtigt werden, daß aus den erfaßten
Leistungsaufnahmen die relative Auslastung des jeweiligen Aggregats ermittelt und
bei der Ermittlung der Sollzufuhrmenge berücksichtigt wird.
Die oben genannte Aufgabe wird ferner gelöst von einem System zur
leistungsoptimierenden Regelung der Zufuhrmenge, bei welchem Mittel zur
automatischen direkten oder indirekten Ermittlung der Beschaffenheit des
zugeführten Materials vorgesehen sind. Diese Mittel können vorteilhaft wenigstens
einen Meßwertaufnehmer zur Messung der Belastung zumindest des wenigstens
einen Aggregats, dessen Belastung von der Beschaffenheit des zugeführten
Materials abhängt, umfassen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das System eine
Regeleinrichtung zur Erzeugung von Regelsignalen anhand der direkt oder indirekt
ermittelten Beschaffenheit des zugeführten Materials auf, wobei die
Regeleinrichtung eine Eingangsstufe, wenigstens eine Regelstufe und wenigstens
eine Teilerstufe umfaßt. Die Regelstufe kann dabei aus zwei unabhängigen,
miteinander gekoppelten PID-Reglern bestehen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der rein
beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung des Einsatzes eines
erfindungsgemäßen Verfahrens und Anwendung des Systems bei einer
Kiesaufbereitungsanlage in Verbindung mit der Zeichnung, in welcher
Fig. 1 schematisch eine Sand- und Kiesaufbereitungsanlage und
Fig. 2 eine Prinzipskizze eines Teils des Regelungssystems zeigt.
In der Fig. 1 ist schematisch eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete
Sand- und Kiesaufbereitungsanlage gezeigt, bei welcher mittels mehrerer
Dosierkombinationen 12, 14, 16, 18 und 20 über einen Tunnelabzug 22 Kies aus
einer Rohkieshalde 24 abgezogen und über ein Steigband 26 einem Eindeckersieb
28 zwecks Vorwäsche zugeführt wird.
In der Vorwäsche werden Sand und Körnung getrennt. Der Sand wird über eine
Rohrleitung 30 zu einem Schöpfrad 36 befördert von wo aus er auf ein Förderband
38 gehoben wird, welches ihn schließlich zur Sandhalde 40 transportiert.
Überschüssiger Schlamm wird einem Schlammteich 34 zugeführt.
Die Körnung wird von der Vorwäsche wahlweise entweder direkt zu einem
Dreideckersieb 42, oder zunächst zu einer Schwertwäsche 44 geleitet, von wo aus
sie ebenfalls zu dem Dreideckersieb 42 gelangt. In der Schwertwäsche 44, im
Dreideckersieb 42 und im Eindeckersieb 28 kann das zu klassierende Material mit
Wasser aus einem Reservoir 32 bebraust werden. Mittels des Dreideckersiebs 42
wird die Körnung in die üblichen drei Qualitätsstufen klassiert und über
entsprechende Förderbänder 46, 48 und 50 zu den Kieshalden 52, 54 und 56 für
Gesteinstrümmer mit unterschiedlichen Durchmesserbereichen transportiert.
In der Fig. 2 das Prinzip der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung gezeigt: die
mittels an sich bekannter und hier nicht weiter gezeigter Meßwertaufnehmer
gemessenen Belastungen von Steigband, Eindeckersieb, Schöpfrad,
Schwertwäsche, Dreideckersieb und Steigband gemessenen Belastungen werden
der Regeleinrichtung als Eingangsgrößen zugeleitet, welche daraus Regelsignale
zur Regelung der verschiedenen angeschlossenen Dosierkombinationen erzeugt.
Die gezeigte Regeleinrichtung arbeitet wie folgt: Mit Hilfe diverser in der gesamten
Anlage verteilter Meßwertaufnehmer wird die Belastung einzelner Anlagenteile
erfaßt. Im gezeigten Beispielkieswerk sind alle Antriebe mit einer Strommessung
ausgerüstet, so daß die Belastung jeder Maschine erfaßt wird. Maßgeblich zur
Beurteilung der Auslastung der Aufbereitungsanlage sind hierbei lediglich folgende
Antriebe: Steigband zur Aufbereitungsanlage, Eindeckersieb, Schöpfrad,
Schwertwäsche, Dreideckersieb und Sandband.
Die Regelstrecke bezieht sich auf eine optimale Auslastung der
Aufbereitungsmaschinen.
Wichtig hierbei ist eine Normierung der Eingangsgrößen. 100% Auslastung der
Maschine ist nicht gleichbedeutend mit 100% Strombelastung. Die optimale
Leistung der einzelnen Aggregate kann schon bei 60-70% der Stromaufnahme
erreicht sein. Also werden die Eingangsmeßgröße der Maschinen auf 100%
Maschinenauslastung normiert und zum Regler übertragen. Weiterhin ist zu
beachten, daß die Erhöhung der Aufgabeleistung zeitlich verzögert ihre Auswirkung
zeigt. Dementsprechend weißt die Erfindung zwei einstellbare Zeitverhalten für die
Verringerung und für die Erhöhung der Aufgabeleistung auf. Um kurzzeitige
Meßwertschwankungen auszublenden ist jeder Eingang mit einem Dämpfungsglied
versehen.
Durch Auswertung digitaler Signale aus der Anlagensteuerung kann die Auswertung
der einzelnen Eingänge in der Eingangsstufe gezielt an- und abgeschaltet werden,
damit nur die relevanten Meßwerte in der Regelstufe Berücksichtigung finden.
In der Eingangsstufe werden die unterschiedlichen Meßgrößen auf einen
einheitlichen Meßbereich normiert. Hierzu kann bei Bedarf jeder einzelne Meßwert
invertiert werden, um unterschiedlichsten Meßwertaufnehmern gerecht zu werden.
Um Meßschwankungen einzelner Meßwertaufnehmer auszugleichen, können diese
einzeln mit einem sogenannten Dämpfungsfaktor versehen werden. Hierbei wird
über den gewählten Zeitraum ein Mittelwert des Meßwertes ermittelt. Die so
erfaßten Eingangsmeßwerte können jeweils durch die Multiplikation mit einem
zweiten Meßwert sowie eines Rechenfaktors beeinflußt werden. Weiterhin besteht
die Möglichkeit, beim Über- und Unterschreiten einstellbarer Grenzbereiche digitale
Signale zur Beeinflussung des Massenstroms in die Anlagensteuerung
zurückzugeben.
Die Darstellung der Eingangsmeßwerte sowie der normierten und gedämpften
Eingangswerte erfolgt mittels Balkenanzeige und in Klartext. Das Unter- und
Überschreiten der gewählten Grenzwerte wird durch Farbumschläge der
Balkenanzeige visualisiert. Für die weitere Verarbeitung der gedämpften und
normierten Eingangswerte können diese auf verschiedene Weise zusammengefaßt
werden:
- - Minimalwert: Hierbei wird der kleinste gedämpfte und normierte Eingangswert für die Regelungsstufe berücksichtigt.
- - Mittelwert: Es wird ein Mittelwert aus allen vorhandenen Eingangswerten gebildet.
- - Maximalwert: Hierbei wird der größte gedämpfte und normierte Eingangswert für die Regelung berücksichtigt.
Die Regelstufe besteht aus zwei unabhängigen miteinander gekoppelten PID-
Reglern. Je nach Tendenz des zusammengefaßten Eingangssignals (auf- oder
abwärts) wird der eine bzw. der andere Regler aktiv. Die einzelnen Proportional-,
Integral- und Differentialanteile der beiden Regler können in der Größe angepaßt
bzw. ganz abgeschaltet werden. Die zeitliche Abtastrate des zusammengefaßten
Eingangswerts in der Regelstufe kann angepaßt werden.
Durch zwei weitere einstellbare Zeiten kann für jeden der beiden Regler die
Regelgeschwindigkeit und die Regeldauer eingestellt werden.
Durch die Auswertung eines digitalen Signals aus der Anlagensteuerung kann die
Regelstufe an- und abgeschaltet werden. Beim Einschalten der Regelstufe wird der
Regelwert innerhalb eines einstellbaren Zeitfensters kontinuierlich in den
Regelbereich gefahren, Überschreitet das zusammengefaßte Eingangssignal einen
frei einstellbaren Schwellwert, wird der Regelungsalgorithmus aktiviert und die
aktive Regelung der Anlage beginnt. Der maximale Regelwert kann durch einen
einstellbaren Maximalwert begrenzt werden. Aufgrund unterschiedlicher
Anforderungen in der Anlage kann das Reglerverhalten invertiert werden.
Durch Benutzereingriff kann der Reglerwert von dem Automatikmodus, in dem der
Reglerwert von dem Regleralgorithmus bestimmt wird in einen Handmodus
geschaltet werden, in dem der Benutzer den Reglerwert vorgibt. Um Sprünge
innerhalb der Umschaltung zu verhindern entspricht der Reglerwert beim
Umschalten in den Handmodus dem letzten Automatikwert. Beim Umschalten in
den Automatikmodus wird der letzte Handwert in den Regleralgorithmus
übernommen und von dort aus weitergeregelt. Der Arbeitspunkt der Reglerstufe
kann per Hand vorgewählt werden oder auch per Knopfdruck aus dem aktuellen
zusammengefaßten Eingangssignal automatisch erfaßt werden. Die
Regelungsabweichung wird durch eine Balkenanzeige und auch in Klartext
angezeigt. Das Über- und Unterschreiten einstellbarer Grenzbereiche wird durch
Farbumschläge des Anzeigebalkens dargestellt.
Der Reglerwert wird in einer Teilerstufe gleichmäßig auf alle angeschalteten
Ausgänge verteilt. Zusätzlich kann pro Ausgangsmodul der Wert der Teilerstufe
durch einen Tellerfaktor proportional erhöht oder verringert werden. Durch
Auswertung digitaler Signale aus der Anlagensteuerung können die einzelnen
Ausgänge gezielt an- und abgeschaltet werden, damit nur die relevanten Ausgänge
in der Tellerstufe Berücksichtigung finden. Der bis hierher normierte Ausgangswert
wird durch Eingabe eines unteren und oberen Grenzwertes in einen dem
physikalischen Ausgang angepaßten Wert umgewandelt. Der Ausgangswert kann
zusätzlich in ein definierbares Fenster begrenzt werden, um Über- und
Untersteuerung der an die Ausgänge angeschlossene Anlagenteile zu verhindern.
Für jeden Ausgang können Grenzwerte festgelegt werden, die beim Über- und
Unterschreiten des Ausgangssignals digitale Signale in die Anlagensteuerung
zurückgeben. Die Darstellung der Ausgangswerte erfolgt mittels Balkenanzeige und
in Klartext. Das Unter- und Überschreiten der gewählten Grenzwerte wird durch
Farbumschläge der Balkenanzeige visualisiert. Werden einzelne Ausgänge
abgeschaltet, kann der letzte dem Anlagenteil übergebene Ausgangswert gezielt
vorgewählt werden:
- - Der Ausgang wird auf seinen Minimalwert gesetzt
- - Der letzte Ausgangswert wird belassen
- - Der Ausgang wird auf seinen Maximalwert gesetzt
Dieses Abschaltverhalten ist bei Beenden des Programms auch auswählbar.
Mit der Erfindung lassen sich alle relevanten Meßwerte erfassen, die dann
angepaßt auf einen Regler wirken und somit kontinuierlich den Materialstrom nach
der Belastung der Gesamtanlage regeln und steuern können. Damit wird eine
kontinuierliche Beschickung der Anlage mit Material, eine schnelle Reaktion auf
Schwankungen in der Materialzusammensetzung und eine vollautomatische
Regelung auf die jeweils maximale Anlagenleistung nach der tatsächlichen
Belastung der Gesamtanlage möglich.
Die Erfindung regelt die Aufgabeleistung kontinuierlich nach dem Massenstrom in
der Aufbereitungsanlage, richtet sich nach der tatsächlichen Auslastung der
einzelnen Aggregate, stellt sich vollautomatisch auf Schwankungen in der
Materialzusammensetzung ein und führt die Aufgabeleistung kontinuierlich nach.
Bei einer getesten Probeausführung konnten problemlos bis zu 50 analoge
Eingangswerte auf eine Reglerfunktion geschaltet und bis zu 50 analoge
Ausgangswerte angesteuert werden. Dabei wurden insgesamt zehn voneinander
unabhängige Regler verwendet.
Claims (36)
1. Verfahren zur leistungsoptimierenden Regelung der Zufuhrmenge des einer
aus mehreren Aggregaten bestehenden Produktions-, Bearbeitungs- oder
Aufbereitungsanlage, insbesondere einer Sand- und Kiesaufbereitungsanlage,
zwecks Verarbeitung, Bearbeitung oder Aufbereitung zugeführten Materials
schwankender Beschaffenheit, wobei die Belastung wenigstens eines Aggregats
von der Beschaffenheit des zugeführten Materials abhängt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschaffenheit des zugeführten Materials automatisch direkt oder indirekt ermittelt wird und
daß die Zufuhrmenge in Abhängigkeit von der ermittelten Beschaffenheit geregelt wird.
daß die Beschaffenheit des zugeführten Materials automatisch direkt oder indirekt ermittelt wird und
daß die Zufuhrmenge in Abhängigkeit von der ermittelten Beschaffenheit geregelt wird.
2. Verfahren zur leistungsoptimierenden Regelung der Zufuhrmenge des einer
aus mehreren Aggregaten bestehenden Produktions-, Bearbeitungs- oder
Aufbereitungsanlage, insbesondere einer Sand- und Kiesaufbereitungsanlage,
zwecks Verarbeitung, Bearbeitung oder Aufbereitung zugeführten Materials
schwankender Beschaffenheit, wobei die Belastung wenigstens eines Aggregats
von der Beschaffenheit des zugeführten Materials abhängt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Belastung zumindest des wenigstens einen Aggregats, dessen Belastung von der Beschaffenheit des zugeführten Materials abhängt, kontinuierlich gemessen wird und
daß die Zufuhrmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Belastung geregelt wird.
daß die Belastung zumindest des wenigstens einen Aggregats, dessen Belastung von der Beschaffenheit des zugeführten Materials abhängt, kontinuierlich gemessen wird und
daß die Zufuhrmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Belastung geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
kontinuierlich oder diskontinuierlich eine ein vorgebbares Optimalitätskriterium
erfüllende Sollzufuhrmenge ermittelt wird, an die die tatsächlich zugeführte
Zufuhrmenge (Istzufuhrmenge) unter Berücksichtigung vorgebbarer
Randbedingungen automatisch angeglichen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Optimalitätskriterium die maximale Mengenleistung der Anlage, die maximale
Qualität der mittels der Anlage erzeugten Produkte, die geringsten Kosten pro
Mengeneinheit der mittels der Anlage erzeugten Produkte oder eine wenigstens
eines diese Kriterien enthaltende Kombination von Kriterien ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Belastung eines oder mehrerer Aggregate durch Erfassung der
Leistungsaufnahme des jeweiligen Aggregats gemessen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die
Leistungsaufnahmen mehrerer Aggregate gemessen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß aus den erfaßten Leistungsaufnahmen die relative Auslastung
des jeweiligen Aggregats ermittelt und bei der Ermittlung der Sollzufuhrmenge
berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leistungsaufnahmen mehrerer Aggregate gemessen werden, daß die
gemessenen Leistungsaufnahmen einer Regeleinrichtung zugeleitet werden, in
welcher die relativen Auslastungen der jeweiligen Aggregate ermittelt werden, daß
anhand der relativen Auslastungen vorgebbare Randbedingungen
berücksichtigende Regelsignale zur Regelung einer die Zufuhrmenge dosierenden
Dosiereinrichtung erzeugt und der Dosiereinrichtung direkt oder indirekt zugeleitet
werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leistungsaufnahmen der Aggregate mit Meßwertaufnehmern gemessen werden
und daß jedem Meßwertaufnehmer ein spezifischer Dämpfungsfaktor zugeordnet
wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
mittels einer Regeleinrichtung zunächst die Belastungen verschiedener Aggregate
repräsentierende Eingangssignale erfaßt, auf einen einheitlichen Wertebereich
normiert und zusammengefaßt werden, daß sodann ein Regelwert ermittelt und
schließlich in Ausgangssignale zur Regelung einer die Zufuhrmenge dosierenden
Dosiereinrichtung umgesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einer
Eingangsstufe zur Erfassung und Normierung der Eingangssignale, wenigstens
einer Regelstufe zur Ermittlung von Regelwerten und wenigstens einer Teilerstufe
zur Erzeugung und gegebenenfalls Verteilung von Ausgangssignalen an
verschiedene Dosiereinrichtungen bestehende Regeleinrichtung verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, eine aus zwei
unabhängigen, miteinander gekoppelten PID-Reglern bestehende Regelstufe
verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung
des zusammengefaßten Eingangssignals von dem zeitlich davor erfaßten
Eingangsignal ermittelt wird und daß in Abhängigkeit von dem Vorzeichen der
Differenz der eine bzw. der andere PID-Regler aktiv wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach
vorggebbaren Kriterien die einzelnen Proportional-, Integral- und Differentialanteile
der beiden PID-Regler größenmäßig verändert werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelgeschwindigkeit und die Regeldauer jedes der beiden PID-Regler
eingestellt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Regeleinrichtung in
eine Anlagensteuerung integriert ist, mittels welcher die Regeleinrichtung an- und
abgeschaltet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten der
Regelstufe der Regelwert innerhalb eines einstellbaren Zeitfensters kontinuierlich in
den Regelbereich gefahren wird und daß dann, wenn das zusammengefaßte
Eingangssignal einen frei einstellbaren Schwellwert überschreitet, die aktive
Regelung der Anlage mittels der Regeleinrichtung beginnt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei durch Benutzereingriff mittels der
Anlagensteuerung von einem Automatikmodus, in dem der Regelwert von der
Regeleinrichtung bestimmt wird, in einen Handmodus umgeschaltet werden kann, in
dem ein Benutzer den Regelwert vorgibt, dadurch gekennzeichnet, daß beim
Umschalten in den Handmodus der letzte automatisch ermittelte Regelwert als
Regelwert und beim Umschalten in den Automatikmodus der letzte vom Benutzer
eingestellte Wert als Regelwert vorgegeben wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangssignale durch vorgegebene untere und obere Grenzwerte
begrenzt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, daß die Übertragung von
Eingangs- und/oder Ausgangssignalen über ein Stromnetz erfolgt.
19. System zur leistungsoptimierenden Regelung der Zufuhrmenge des einer
aus mehreren Aggregaten bestehenden Produktions-, Bearbeitungs- oder
Aufbereitungsanlage, insbesondere einer Sand- und Kiesaufbereitungsanlage,
zwecks Verarbeitung, Bearbeitung oder Aufbereitung zugeführten Materials
schwankender Beschaffenheit, wobei die Belastung wenigstens eines Aggregats
von der Beschaffenheit des zugeführten Materials abhängt,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel zur automatischen direkten oder indirekten Ermittlung der
Beschaffenheit des zugeführten Materials vorgesehen sind.
20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur
automatischen direkten oder indirekten Ermittlung der Beschaffenheit des
zugeführten Materials einen Meßwertaufnehmer zur Messung der Belastung
zumindest des wenigstens einen Aggregats, dessen Belastung von der
Beschaffenheit des zugeführten Materials abhängt, umfassen.
21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der
Meßwertaufnehmer zur Messung der Leistungsaufnahme des zugeordneten
Aggregats ausgebildet ist.
22. System nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Regeleinrichtung zur Erzeugung von Regelsignalen anhand der direkt oder
indirekt ermittelten Beschaffenheit des zugeführten Materials vorgesehen ist.
23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die
Regeleinrichtung eine Eingangsstufe, wenigstens eine Regelstufe und wenigstens
eine Teilerstufe umfaßt.
24. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, die Regelstufe aus
zwei unabhängigen, miteinander gekoppelten PID-Reglern besteht.
25. System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die PID-Regler
derart ausgebildet sind, daß ihre Proportional-, Integral- und Differentialanteile
veränderbar sind.
26. System nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die
Regelgeschwindigkeit und die Regeldauer jedes der beiden PID-Regler einstellbar
ist.
27. System nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regeleinrichtung Teil einer Anlagensteuereinrichtung ist.
28. Maschinenlesbare Datenträger enthaltend die zur automatischen Ausführung
eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 benötigten Befehle.
29. Computerprogrammprodukt umfassend die zur automatischen Ausführung
eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 benötigten Befehle.
30. Regeleinrichtung zur Verwendung bei einem System nach einem der
Ansprüche 19 bis 27.
31. Regeleinrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die
Regeleinrichtung eine Eingangsstufe, wenigstens eine Regelstufe und wenigstens
eine Teilerstufe umfaßt.
32. Regelstufe mit zwei unabhängigen, miteinander gekoppelten PID-Reglern
zur Verwendung bei einer Regeleinrichtung gemäß Anspruch 31.
33. Tellerstufe zur Verwendung bei einem System nach einem der Ansprüche 19
bis 27.
34. Ausgangsstufe zur Verwendung bei einem System nach einem der
Ansprüche 19 bis 27.
35. Produktions-, Bearbeitungs- oder Aufbereitungsanlage, insbesondere
Sand- und Kiesaufbereitungsanlage, mit einem System nach einem der Ansprüche
19 bis 27.
36. Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 19 bis 27 zur
Steuerung zur der Zufuhrmenge des einer aus mehreren Aggregaten bestehenden
Produktions-, Bearbeitungs- oder Aufbereitungsanlage, insbesondere einer
Sand- und Kiesaufbereitungsanlage, zugeführten Materials schwankender
Beschaffenheit.
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DE10022913 | 2000-05-11 | ||
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DE10031883C5 DE10031883C5 (de) | 2008-09-18 |
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