DE102010009753B4

DE102010009753B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Dosierregelung von Schüttgut

Info

Publication number: DE102010009753B4
Application number: DE201010009753
Authority: DE
Inventors: Bernd Allenberg
Original assignee: Schenck Process GmbH
Current assignee: Schenck Process Europe GmbH
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2010-03-01
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2030-03-02
Also published as: DE102010009753A1

Abstract

Dosierregelungsvorrichtung für Schüttgut mit einer motorisch angetriebenen Förderschnecke (2) zum Befördern des Schüttguts aus einem Vorratsbehälter (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierregelungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, den statistischen Durchschnitt des Materialaustrags der Förderschnecke (2) über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke (2) zu erfassen und die Abweichung des Materialaustrags der Förderschnecke (2) vom Durchschnitt zu kompensieren unter Verwendung von Korrelationswerten zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und der Drehwinkelposition der Förderschnecke (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Dosierregelung mit einer Förderschnecke für Schüttgut. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Dosierregelung von Schüttgut mittels einer Differenzialdosierwaage oder auch mittels einer Schneckenwaage, die beispielsweise zur gravimetrischen dosierten kontinuierlichen Beschickung eines Reaktionsbehälters, eines Extruders oder eines Verbrennungsofens mit einer definierten Materialmenge pro Zeiteinheit verwendet werden können.
Eine gattungsgemäße Dosierregelungsvorrichtung umfasst eine Förderschnecke, durch die das Schüttgut beispielsweise vom Auslauf eines Schüttgutbehälters zum Eingang eines Verbrennungsofens befördert wird. Dazu wird die Förderschnecke mit ihrem Einlauf unterhalb des Auslaufs eines Schüttgutbehälters angeordnet, in dem das Schüttgut vorgehalten wird. Das Schüttgut wird am Behälterauslauf über dem Einlaufende der Förderschnecke aus dem Behälter abgezogen, durch die Förderschnecke bis zum gegenüberliegenden Ausgabe-Ende bzw. Abwurfende der Förderschnecke befördert und dort Herkömmlicherweise in einen Reaktionsbehälter, einen Extruder oder in die Förderleitung zu einem Verbrennungsofen ausgegeben.
Für die richtige Beschickung eines Verbrennungsofens ist es wichtig, dem Verbrennungsofen auch kurzzeitig betrachtet eine dem Sollwert möglicht genau entsprechende Menge an Schüttgut als Brennstoff pro Zeiteinheit zuzuführen, um so den Verbrennungsvorgang optimieren zu können. Eine Dosierregelungsvorrichtung kann jedoch auch bei anderen Verfahrensprozessen eingesetzt werden, bei denen kein Verbrennungsvorgang stattfindet, sondern ein Produkt aus einer Anzahl von schüttbaren und gegebenenfalls auch flüssigen Ausgangsstoffen hergestellt wird. So kann eine Dosierregelungsvorrichtung beispielsweise für die geregelte Zufuhr eines bestimmten Ausgangsstoffes in einen Reaktionsbehälter eingesetzt werden, wobei ist es häufig für eine optimale Prozessqualität entscheidend ist, dass eine bestimmte Menge des betreffenden Ausgangsstoffs dem Reaktionsbehälter pro Zeiteinheit zugeführt wird.
Es bestehen daher hohe Anforderungen an eine Dosierregelungsvorrichtung, die Menge bzw. das Gewicht des Schüttguts, die von der Dosierregelungsvorrichtung befördert wird, möglichst präzise zu erfassen und zeitlich konstant zu dosieren, bevor das Schüttgut dem Reaktionsbehälter oder einem Verbrennungsofen zugeführt wird.
Bei Dosierungen mittels Förderschnecken besteht allgemein das Problem, dass die Beladung der Förderschnecke mit Schüttgut über ihren Drehwinkel Schwankungen unterworfen ist, weil sich das Schüttgut in der Schnecke ungleichmäßig verteilt, was zu einer unregelmäßigen Schüttgutabgabe aus der Förderschnecke führen kann.
In der EP 0 291 553 B1 ist ein Verfahren zur Regelung einer Differential-Dosierwaage für Schüttgüter beschrieben, bei dem aus Vergangenheitswerten für den Gewichtsverlauf der Differential-Dosierwaage eine Vorhersage bzw. ein Schätzwert für den nächsten Messwert des Behältergewichts ermittelt wird. Sofern keine störenden Kräfte auf den Behälter einwirken, kann somit der errechnete neue Schätzwert dem tatsächlichen neuen Messwert recht genau angenähert werden. Im Falle einer Störung, die bei einer Abweichung des Ausgangssignals der Wägevorrichtung von einem festgelegten Toleranzbereich vorliegt, werden Maßnahmen zur Ausschaltung dieser Störung getroffen.
Die DE 39 33 424 C1 richtet sich auf die Identifikation von periodischen Schwankungen des Förderstroms und deren Ausgleich für Dosierbandwaagen. Mit dem dort beschriebenen Verfahren wird der sich periodisch mit jedem Bandumlauf wiederholende Messfehler identifiziert und durch eine Störgrößenaufschaltung kompensiert.
WO 2001 048 444 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem die Differenz aus Soll- und Ist-Leistung zur Überwachung des Förderstroms mit konstanter Soll-Leistung verwendet wird. Bei einer variablen Soll-Leistung des Förderstroms liefert dieses bekannte Verfahren jedoch aufgrund der Dynamik des Regelkreises keine zuverlässige Identifikation des Schneckenabwurfverhaltens, insbesondere bei veränderlichem Förderstärkensollwert. Eine unzuverlässige Indentifikation des Störverhaltens führt zu einer unzuverlässigen Kompensation der Pulsation und damit zu einen schlechten Dosierergebnis. Zudem ist das bekannte Verfahren nur unter Verwendung von Differenzialwaagen beschrieben.
Aufgrund der grundsätzlich ungleichmäßigen Befüllung haben Förderschnecken einen über den Dreh- bzw. Umlaufwinkel veränderlichen Materialaustrag und erzeugen somit eine Pulsation im Förderstrom. Ein Nachteil der Dosierregelungsvorrichtungen und Verfahren nach dem Stand der Technik besteht darin, dass sie den über den Dreh- oder Umlaufwinkel der Förderschnecke variierenden Materialaustrag nur unzureichend kompensieren können.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Dosierregelungsvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine zuverlässigere Bestimmung des durch eine Förderschnecke transportierten Schüttguts und damit eine zuverlässigere Steuerung der durch die Dosierregelungsvorrichtung ausgetragenen Schüttgutmenge ermöglicht. Noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Pulsation des Förderstroms oder Schüttgutaustrags einer Förderschnecke möglichst zu kompensieren.
Diese Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind insbesondere dort von Relevanz, wo Schüttgut mittels Förderschnecken aus einem Vorratsbehälter ausgetragen wird und der Schuttgutstrom aus verfahrenstechnischen Gründen möglichst gleichmäßig sein soll.
Die Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung jeweils gelöst durch eine Dosierregelungsvorrichtung sowie durch ein Verfahren zum Betreiben der Dosierregelungsvorrichtung mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen. In den Unteransprüchen sind jeweils bevorzugte Weiterbildungen angegeben.
Die vorliegende Erfindung löst die oben genannten Aufgaben durch eine Dosierregelungsvorrichtung für Schüttgut mit einer motorisch angetriebenen Förderschnecke zum Befördern des Schüttguts aus einem Vorratsbehälter, wobei Mittel zum Erfassen und Kompensieren des statistischen Durchschnitts des Materialaustrags der Förderschnecke über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke und der Abweichung vom Durchschnitt vorgesehen sind.
Da bei einer Dosierregelungsvorrichtung mit einer Förderschnecke aufgrund der oben beschriebenen Pulsation im Förderstrom immer Schwankungen in der Förderleistung auftreten, sind die bekannten Regelungen und Verfahren der Dosierregelungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik für die Anwendung zur Dosierung mittels Förderschnecken ungeeignet.
Nach der vorliegenden Erfindung wird gegenüber dem Stand der Technik der Ausgleich für die Pulsation in der Förderleistung der Förderschnecke deutlich verbessert. Dazu wird der Aufbau der Dosierregelungsvorrichtung erfindungsgemäß um eine Identifikations- und Kompensationseinrichtung ergänzt. Diese Identifikations- und Kompensationseinrichtung erfasst vorzugsweise mit elektronischen Mitteln den statistischen Durchschnitt des Materialaustrags der Förderschnecke über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke.
Durch die Ermittlung des statistischen Durchschnitts der Förderleistung oder Austragsleistung der Förderschnecke und den sich periodisch wiederholenden Abweichungen von diesem Durchschnitt können Abweichungen oder Unregelmäßigkeiten in der Förderleistung der Förderschnecke im Laufe einer vollständigen Umdrehung Förderschnecke erkannt und kompensiert werden. Somit kann nach der vorliegenden Erfindung der durchschnittliche Materialaustrag, den die Förderschnecke im Laufe einer vollständigen Umdrehung der Förderschnecke ausgibt, genauer ermittelt werden. Auf diese Weise kann der Effekt des unregelmäßigen Masseaustrags oder der Pulsation im Laufe einer vollständigen Umdrehung der Förderschnecke ausgeglichen und so der Förderleistungssollwert genauer eingehalten werden.
Von wesentlichem Vorteil ist ferner, dass die Dosierregelung nach der Erfindung sich sowohl für eine Dosierregelung von Schüttgut mit einer Differenzialwaage als auch für eine Dosierregelung von Schüttgut mit einer Schneckenwaage eignet. Die Erfindung kann sogar bei sogenannten Trogkettenförderern oder Kratzerförderer eingesetzt werden, nämlich immer dann, wenn die Austragsleistung periodisch von der Position des Austragsorgans abhängt.
Die Identifikations- und Kompensationseinrichtung misst und analysiert die gemessene Ist-Förderleistung sowie den Dreh- oder Umlaufwinkel der Förderschnecke und stellt dabei variierende Anteile in der Ist-Förderleistung fest, die sich bei jedem vollständigen Umlauf der Förderschnecke wiederholen. Diese variierenden Anteile in der Ist-Förderleistung werden durch den Umlauf der Schnecke hervorgerufen und sind durch die Wendelstruktur der Förderschnecke und Abwurfgeometrie des Schneckenrohres am Austragspunkt bedingt. Nach der vorliegenden Erfindung erzeugt die Identifikations- und Kompensationseinrichtung ein zusätzliches Stellsignal, das diese variierenden Anteile ausgleicht, die von der durchschnittlichen Förderleistung der Förderschnecke abweichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Identifikations- und Kompensationseinrichtung ferner dazu ausgebildet, den durchschnittlichen Materialaustrag der Förderschnecke mit einem vorgegebenen Sollwert zu vergleichen und die Geschwindigkeit des motorischen Antriebs der Förderschnecke in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem durchschnittlichen Materialaustrag der Förderschnecke und dem vorgegebenen Sollwert einzustellen.
Vorteilhafterweise umfasst die Dosierregelungsvorrichtung elektronische Mittel, wie z. B. einen Mikro-Computer, um die von der Geschwindigkeits-Messvorrichtung und den Gewichtsbelastungs-Messvorrichtungen ermittelten Messsignale bezüglich der oben genannten Betriebsparameter auszuwerten und daraus die Beladung und/oder die Förderleistung der Förderschnecke zu ermitteln. Ferner kann die Dosierregelungsvorrichtung mit elektronischen Mitteln ausgestattet sein, um das Gewicht des zu dosierenden Schüttguts in der Förderschnecke aus der Summe oder aus einem Mittelwert der von mehreren Messvorrichtungen gelieferten Messwerte der Betriebsparameter zu ermitteln.
Zweckmäßig sind elektronische Mittel vorgesehen, die in der Lage sind, eine von den Messvorrichtungen ermittelte Beladung der Förderschnecke einer Schneckenwaage mit einem vorgegebenen Sollwert der Beladung zu vergleichen. Darüber hinaus sind zweckmäßig elektronische Mittel vorgesehen, welche die Geschwindigkeit des motorischen Antriebs der Förderschnecke in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen der ermittelten Beladung der Förderschnecke mit dem vorgegebenen Sollwert der Beladung so steuern, dass die Beladung und/oder die Förderleistung der Förderschnecke konstant gehalten wird.
Zusätzlich sind zweckmäßig elektronische Mittel vorgesehen, um die Geschwindigkeit des motorischen Antriebs der Förderschnecke zu steuern. Diese Steuerung erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen der aus Beladung und Drehzahl ermittelten Förderleistung der Förderschnecke mit dem vorgegebenen Sollwert der Förderleistung, so dass ein vorgegebener Sollwert der Leistung erreicht bzw. eingehalten wird.
Weitere elektronische Mittel können vorgesehen sein, mit deren Hilfe das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit des motorischen Antriebs der Förderschnecke und der Ausgabeleistung des Vorratsbehälters eingestellt werden kann, mit welcher das Schüttgut durch die Förderschnecke abgezogen wird.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Dosierregelungsvorrichtung, insbesondere bei Verwendung mit einer Schneckenwaage, mit einer elektronischen Steuerung ausgerüstet, durch die der Antriebsmotor der Förderschnecke und eine Anzahl von Messvorrichtungen derart mit einem ersten Regelkreis elektrisch verbunden sind, dass sich ein Stellsignal für den Antriebsmotor aus einem Vergleich eines vorgegebenen Sollwertes mit einem Produkt aus der durchschnittlichen Beladung der Förderschnecke und der aktuellen Drehzahl ihres Antriebsmotors zuzüglich eines Normierungsfaktors ergibt.
Ferner kann insbesondere bei Verwendung einer Schneckenwaage eine kontinuierliche Fördermengenmessung besonders vorteilhaft überwacht und justiert werden, wenn in einer Einrichtung die über eine Messzeit kontinuierlich gemessene Fördermenge der Förderschnecke mit der tatsächlichen Gewichtsabnahme im Vorratsbehälter verglichen und bei Abweichungen die kontinuierliche Messung entsprechend nachjustiert wird. Dazu kann bevorzugt eine Einrichtung dienen, die die Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters mit der gemessenen Fördermenge an abgeworfenem Schüttgut vergleicht und Abweichungen anzeigt, welches somit im Wesentlichen einer Nutzung des Differenzialwaagen-Prinzips zur Kontrolle und Nachjustage innerhalb einer Dossierregelungsvorrichtung mit Schneckenwaage entspricht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Dosierregelungsvorrichtung für ein Schneckendosiergerät geeignet, das üblicherweise umfasst:

– einen Vorratsbehälter für das Schüttgut,
– einen Antriebsmotor,
– eine mit dem Antriebsmotor gekoppelte Förderschnecke,
– Winkelmessmittel zur Bestimmung der Drehwinkellage bzw. des Drehwinkels der Förderschnecke,
– eine Waage, welche die Masse des Vorratsbehälters für das Schüttgut und der Förderschnecke sowie des insgesamt darin enthaltenen Schüttguts oder allein der Förderschnecke sowie des darin enthaltenen Schüttguts laufend misst,
– einen mit einem Ausgang der Waage verbundenen Massestromregler und
– einen Drehzahlregler für den Antriebsmotor,
– Messvorrichtung zur Erfassung des Masseaustrags der Förderschnecke, sowie
– elektronische Mittel, wie z. B. einen Mikroprozessor, der aus den elektrischen Signalen der Messvorrichtungen den statistischen Durchschnitt der Förderleistung der Förderschnecke über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke ermittelt.

Die genannten Messvorrichtungen der erfindungsgemäßen Dosierregelungsvorrichtung können insbesondere eine Winkelmessvorrichtung umfassen, welche die Drehwinkellage und/oder den vollzogenen Drehwinkel der Förderschnecke erfasst. Zusätzlich kann eine Geschwindigkeits-Messvorrichtung vorgesehen sein, welche die Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke erfasst. Außerdem kann eine Gewichtsbelastungs-Messvorrichtung vorgesehen sein, welche das aktuelle Gewicht des Schüttguts in der Förderschnecke misst. Alle diese Messvorrichtungen können in einfacher Ausführung oder auch mehrfach vorgesehen sein, um deren Messergebnisse miteinander zu vergleichen, aus deren Messergebnissen statistische Mittelwerte zu bilden oder auch um den Ausfall einer Messvorrichtung ausgleichen zu können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Dosierregelungsvorrichtung

– eine Identifikations- und Kompensationseinrichtung, die anhand der von den Messvorrichtungen gelieferten Messwerten den statistischen Durchschnitt des Materialaustrags der Förderschnecke über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke erfasst,
– einen Modulationsdetektor, der mit dem Ausgang der Waage und den Drehwinkel-Messmitteln verbunden ist und Abweichungen der aktuellen Förderleistung der Förderschnecke von dem Mittelwert über eine Schneckenumdrehung quantitativ analysiert,
– einen Drehzahlmodulator, der mit den Drehwinkel-Messmitteln und dem Modulationsdetektor verbunden ist und mit welchem aus den durch den Modulationsdetektor gefundenen quantitativen Werten ein geeignetes Modulationssignal erzeugt werden kann,
– ein Verarbeitungsglied, das mit dem Drehzahlmodulator und dem Massenstromregler verbunden ist und mit welchem dieses Modulationssignal und das Ausgangssignal des Massestromreglers zu einem modulierten Stellsignal verarbeitet werden kann, wobei
– der Drehzahlregler mit einem Ausgang des Verarbeitungsgliedes verbunden ist und mit diesem modulierten Stellsignal die Drehzahl der Förderschnecke entsprechend der durch den Modulationsdetektor ermittelten Kurvenform moduliert werden kann.

Der Modulationsdetektor kann vorteilhaft mit dem Ausgang der Waage und mit Drehwinkel-Messmitteln verbunden sein, so dass periodische Abweichungen eines für den Massefluss aus der Förderschnecke charakteristischen Signals von seinem Mittelwert quantitativ analysiert werden können. Ferner kann eine Drehzahl einstellende Einrichtung mit einem Ausgang des Verarbeitungsgliedes verbunden sein, so dass mit dem modulierten Stellsignal die Drehzahl der Förderschnecke entsprechend der durch den Modulationsdetektor ermittelten Kurvenform moduliert werden kann.
Die erfindungsgemäße Dosierregelungsvorrichtung kann die Förderstärke der Förderschnecke jedoch auch lediglich aus dem Gewicht und der Drehzahl der Förderschnecke errechnen.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die oben genannten Aufgaben gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Dosierregelungsvorrichtung mit einer Förderschnecke für Schüttgut, umfassend die folgenden Schritte:

– Messen des Drehwinkels der Förderschnecke;
– Messen des Materialaustrags der Förderschnecke;
– statistisches Mitteln des Materialaustrags der Förderschnecke über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke;
– Vergleichen des durchschnittlichen Materialaustrags der Förderschnecke mit einem vorgegebenen Sollwert; und
– Einstellen der Geschwindigkeit des motorischen Antriebs der Förderschnecke in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem durchschnittlichen Materialaustrag der Förderschnecke und dem vorgegebenen Sollwert.

Mit diesem Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Dosierregelungsvorrichtung für Schüttgut können die oben beschriebenen Vorteile erzielt werden.
Das Messen des Materialaustrags der Förderschnecke kann in praktischer Ausführung mittels einer Differenzialdosierwaage oder mit einer Schneckenwaage erfolgen, welches somit einen breiten Anwendungsnutzen vorliegender Erfindung bietet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner den Schritt umfassen:

– Ermitteln des durchschnittlichen Materialaustrages der Förderschnecke über eine Vielzahl von vollständigen Umdrehungen der Förderschnecke.

Auf diese Weise kann der durchschnittliche Materialaustrags der Förderschnecke besonders zuverlässig und exakt ermittelt werden, da die Messung über eine Vielzahl von vollständigen Umdrehungen der Förderschnecke vorgenommen wird und dabei Schwankungen in der Förderleistung der Förderschnecke statistisch ausgeglichen werden. Dadurch lassen sich insbesondere kleine Förderleistungen der Förderschnecke mit hoher Genauigkeit erfassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner den Schritt umfassen:

– Steuern der Geschwindigkeit des motorischen Antriebs der Förderschnecke, in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen der ermittelten Förderleistung der Förderschnecke mit dem vorgegebenen Sollwert.

Hierzu kann die exakte Ermittlung der Abzugsleistung des Schüttguts aus dem Vorratsbehälter, z. B. mittels einer Differenzialwaage, genutzt werden, um einen vorgegebenen Sollwert der Förderleistung der Förderschnecke der Dosierregelungsvorrichtung einzustellen oder beizubehalten. Dazu kann die Steuerung der Geschwindigkeit des motorischen Antriebs der Förderschnecke derart erfolgen, dass ein vorgegebener Sollwert der Förderleistung der Dosierregelungsvorrichtung erreicht wird.
Auf ähnliche Weise kann die Steuerung der Geschwindigkeit des motorischen Antriebs der Förderschnecke derart erfolgen, dass die Förderleistung der Dosierregelungsvorrichtung konstant gehalten wird.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Dosierregelungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Differenzialwaage und einem elektronischen Regelkreis;
2 eine schematische Detaildarstellung der Identifikations- und Kompensationseinrichtung 7, wie sie in einer Dosierregelungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist kann;
3 eine schematische Darstellung der Dosierregelungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Schneckenwaage und einem elektronischen Regelkreis;
4 eine schematische Darstellung einer Differenzialdosierwaage nach dem Stand der Technik;
5 eine schematische Darstellung einer Differenzialdosierwaage nach dem Stand der Technik mit Pulsationskompensation; und
6 eine schematische Darstellung einer Schneckenwaage nach dem Stand der Technik.
Zunächst werden zum besseren Verständnis anhand der 4 bis 6 zwei Differenzialdosierwaagen und eine Scheckenwaage nach dem Stand der Technik kurz dargestellt, und nachfolgend wird im Einzelnen auf die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 3 eingegangen.
Bei einer Differenzialdosierwaage nach dem Stand der Technik gemäß 4 wird lediglich eine Waage 3 zur Erfassung des Gesamtgewichtwerts 100 der Einheit von Vorratsbehälter 1 mit Schüttgut und einer Dosier- oder Förderschnecke 2 einschließlich Schneckenantrieb 8 verwendet.
Die Messung der Förderleistung erfolgt daraufhin aus dem Differenzial des Gesamtgewichtswertes 100 der Waage 3, wobei die Bildung des Differenzials in einer dazu ausgebildeten Einrichtung 4 erfolgt, welche Differenzier- und Tiefpass-Filter-Glieder umfasst. Das Ausgangssignal repräsentiert somit den Materialfluss aus dem Vorratsbehälter und entspricht somit der Ist-Förderleistung 101. Ein Förderleistungsregler 5 errechnet aus der Ist-Förderleistung 101 und einer vorgegebenen Soll-Förderleistung W eine Stellgröße 103, die zur Korrektur der Ist-Förderleistung der Förderschnecke 2 dient. Üblicherweise ist zur Dosierregelung einer Differenzialdosierwaage nach 4 ferner eine Sollwert-Vorsteuerung 102 vorhanden, die in diesem Fall dann zusammen mit dem Reglerausgangssignal, d. h. der Stellgröße 103, das Stellsignal 103a erzeugt. Ferner ist gemäß 4 eine Identifikationseinrichtung 70 enthalten, und zwar zur Bildung des mittleren Verhältnisses aus Stellsignal und Ist-Förderleistung 101, um auch bei starken Schwankungen der Schüttgutdichte in der Förderschnecke 2 einem instabilen Regelverhalten entgegen zu wirken. Das Ausgangssignal 204a der Identifikationseinrichtung 70 wird mit der Stellgröße 103 des Reglers bzw. mit dem Stellsignal 103a multipliziert, woraufhin sich das Stellsignal 103b einstellt, welches der Identifikationseinrichtung 70 als Stellsignal zur Bildung des mittleren Verhältnisses übergeben sowie an einen Leistungsregler 6 ausgegeben wird, an den ein Antriebsmotor mit Getriebe für den Schneckenantrieb 8 angeschlossen ist, welche die Förderschnecke 2 antreiben. Eine Kompensation einer durch die Förderschnecke 2 hervorgerufenen Pulsation im Materialstrom findet nicht statt.
Bei einer Differenzialdosierwaage nach dem Stand der Technik mit Pulsationskompensation, z. B. gemäß WO 2001 048 444 , entspricht gemäß 5 das Ausgangssignal der Stellgröße 103 des Reglers 205 dem des Förderleistungsreglers 5 in 4. Üblicherweise wird eine Dosiereinrichtung mit einem PI-Regler betrieben, um im Dauerbetrieb eine Dosierung ohne bleibenden Fehler zu gewährleisten. Ein solcher PI-Regler hat ein Zeitverhalten. Somit entspricht das Signal der Stellgröße 103 nicht dem Signal der Ist-Förderleistung 101, sondern enthält weitere dynamische Anteile die insbesondere von Sollwertänderungen resultieren können.
Aus diesem in Relation zur Istförderstärke verfälschten Signal der Stellgröße 103 und dem aus dem Schneckenantrieb 8 ermittelten Drehwinkel der Förderschnecke 2 errechnet die Einrichtung 80 den Zusammenhang zwischen den periodischen Schwankungen und dem Förderschneckenumlaufswinkel. Das Ausgangssignal 204b der Einrichtung 80 wird zum Signal der Stellgröße 103 addiert und das resultierende Stellsignal 103c wird an den Leistungsregler 6 ausgegeben. Das dynamische Verhalten der Einrichtung 4 mit Differenzier- und Tiefpass-Filter-Glieder wird nicht berücksichtigt.
Das Verfahren nach diesem Stand der Technik kommt also zu falschen Ergebnissen bei der Identifikation der Abwurfstörungen der Förderschnecke. Diese Fehler lassen sich zwar durch eine längere Beobachtungszeit reduzieren. Dann ist allerdings auch die Zeit zur Identifikation der Störungen entsprechend verlängert.
Bei einer Schneckenwaage nach dem Stand der Technik, ist gemäß 6 die Förderschnecke wägetechnisch von dem Vorratsbehälter des Schüttguts teilentkoppelt, so dass das Gewicht der Förderschnecke mit Schüttgut mittels einer zweiten Waage 10 unabhängig vom Gewicht des Vorratsbehälters 1 erfasst werden kann. Die Förderstärke wird aus dem Produkt der über die Waage 10 gemessenen Beladung der Förderschnecke mit Schüttgut und der über eine Einrichtung 11 ermittelten Ist-Drehzahl 300 der Förderschnecke einschließlich einem Justagefaktor berechnet.
Über längere Zeiträume hinweg wird von einer Einrichtung 41 die Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters 1 aus dem Gesamtgewichtswerts 100 der Signale der Waagen 3 und 10, welche dem Gesamtgewichtwert 100 gemäß 4 entspricht, ermittelt, über den Vergleich mit der von der Schneckenwaage ermittelten Materialmenge für diesen Zeitraum ein Fehler festgestellt und dieser im Istwertsignalzweig der Schneckenwaage über ein Signal 301 für die folgende Dosierung korrigiert. Das so korrigierte Förderstärkensignal 110 wird dem Förderleistungsregler 5 als Istwert zugeführt, der wiederum ein Stellsignal der Stellgröße 103 für den Schneckenantrieb 8 errechnet, welches an den Leistungsregler 6 ausgegeben, an dem der Schneckenantrieb 8 angeschlossen ist.
Eine Kompensation des periodischen Austragsverhaltens ist bei Schneckenwaagen nach dem Stand der Technik nicht vorgesehen. Ferner laufen aufgrund ihrer Größe die Förderschnecken in Schneckenwaagen meist langsamer als die Förderschnecken in Differenzialdosierwaagen. Damit werden die periodischen Schwankungen am Abwurf jedoch noch störender, weil niederfrequenter. Bisher besteht lediglich die Möglichkeit, notwendige Geschwindigkeitsänderungen der Förderschnecke mit einem handelsüblichen Leistungsregler 6 ausreichend schnell durchzuführen und so den periodisch schwankenden Abwurf weitgehend zu kompensieren.
In 1 ist nunmehr eine Dosierregelungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Differenzialwaage schematisch dargestellt. Bei dieser Dosierregelungsvorrichtung wird ähnlich zur 4 und 5 eine Waage 3 verwendet, die unterhalb eines Vorratsbehälters 1 angeordnet ist, in dem das Schüttgut vorgehalten wird. Das Gewicht des Vorratsbehälters kann aber auch mit einer mechanisch anders angeordneten Wiegeeinrichtung erfasst werden. Das Schüttgut wird über eine Dosier- oder Förderschnecke 2 aus dem Vorratsbehälter 1 abgezogen und in einem nachfolgenden Prozess dosiert.
Der Materialfluss aus der Förderschnecke 2 hängt von mehreren Parametern ab, die von der Dosierregelung berücksichtigt werden müssen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst die Waage 3 wiederum das Gesamtgewichtswert 100 von Vorratsbehälter 1, Förderschnecke 2 und ggf. weiteren Antriebs- und Vorrichtungskomponenten.
Bei der in 1 dargestellten Dosierregelungsvorrichtung erfolgt die Messung der Förderleistung aus dem Differenzial des Gesamtgewichtswertes 100 der Waage 3, wobei die Bildung des Differenzials in einer dazu ausgebildeten Einrichtung 4 vorgenommen wird. Ein Förderleistungsregler 5 errechnet aus einer gemessenen Ist-Förderleistung und einer vorgegebenen Soll-Förderleistung W wiederum eine Stellgröße 103, die zur Korrektur der Ist-Förderleistung der Förderschnecke dient.
Der Förderleistungsregler 5 der Dosierregelungsvorrichtung umfasst ferner eine Einrichtung, die den Sollwert W entsprechend dem Zeitverhalten der Ist-Förderleistung anpasst, der zum Vergleich mit der Ist-Förderleistung herangezogenen wird. Ferner umfasst die Steuerung der Dosierregelungsvorrichtung eine Sollwert-Vorsteuerung 102, die zusammen mit dem Reglerausgangssignal der Stellgröße 103 das gesamte Stellsignal erzeugt.
Das Stellsignal wird gemäß der Erfindung über adaptive Faktoren aus weiteren Regelungseinrichtungen 7 und 9 angepasst, die Eigenschaften des Schüttguts und des Stellelements zur Dosierung der Förderleistung enthalten. Das so angepasste Stellsignal 105 wird an den Leistungsregler 6 ausgegeben, an den ein Antriebsmotor mit Getriebe für den Schneckenantrieb 8 angeschlossen ist, welche die Förderschnecke 2 antreiben.
Dosierregelungsvorrichtungen mit einer Differenzialwaage nach dem Stand der Technik, wie vorstehend aufgezeigt, haben den Nachteil, dass schnelle Änderungen der Förderleistung im Ausgangssignal nur zeitverzögert und gedämpft enthalten sind, da die Einrichtung 4 zur Bestimmung der Ist-Förderleistung immer eine Filterung benötigt. Die Regelung von Dosierregelungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik können somit Schwankungen in der Förderleistung der Förderschnecke nicht vollständig bzw. nicht schnell genug erkennen oder ausgleichen.
Gegenüber diesem Stand der Technik können durch die vorliegende Erfindung Unregelmäßigkeiten oder Pulsation in der Förderleistung einer Förderschnecke mittels einer Identifikations- und Kompensationseinrichtung 7 ausgeglichen werden, wie in 1 dargestellt. Eine Dosierregelungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine Identifikations- und Kompensationseinrichtung 7, die mit elektronischen Mitteln den statistischen Durchschnitt des Materialaustrags der Förderschnecke über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke erfasst, was eine exakte Bestimmung und Einhaltung der Förderleistung der Förderschnecke ermöglicht.
2 zeigt eine schematische Detaildarstellung der Identifikations- und Kompensationseinrichtung 7 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in einer erfindungsgemäßen Dosierregelungsvorrichtung einsetzbar ist.
Die Identifikations- und Kompensationseinrichtung 7 misst und analysiert die gemessene Ist-Förderleistung 101 sowie den Dreh- oder Umlaufwinkel der Förderschnecke und stellt dabei variierende Anteile in der Ist-Förderleistung fest, die sich üblicherweise bei jedem vollständigen Umlauf der Förderschnecke wiederholen. Diese variierenden Anteile in der Ist-Förderleistung werden durch die Drehung der Förderschnecke hervorgerufen und sind durch deren Schneckenstruktur bedingt. Nach der vorliegenden Erfindung erzeugt die Identifikations- und Kompensationseinrichtung 7 ein zusätzliches Stellsignal 107, das diese variierenden Anteile ausgleicht, die von der durchschnittlichen Förderleistung der Förderschnecke abweichen.
Ein dem Drehwinkel der Förderschnecke proportionales Signal 106, das entweder direkt der Umdrehung der Förderschnecke oder aber über einen Abgriff vor dem Getriebe für den Schneckenantrieb 8 der Förderschnecke 2 und einen Impulsgeber einem Vielfachen des Förderschneckendrehwinkels entspricht, wird gegebenenfalls in einer Einrichtung 71 über einen geeigneten Faktor in ein direkt dem Drehwinkel der Förderschnecke 2 entsprechendes Signal 171 umgerechnet.
Erfindungsgemäß umfasst die Korrektureinrichtung 72 einen Differenzierer und ein Filter derselben Bauart und mit denselben Parametern wie die Einrichtung 4. Das so erzeugte Ausgangssignal ist proportional der Geschwindigkeit der Förderschnecke und bezüglich der Ist-Förderleistung 101 phasenkorrigiert.
Eine Einrichtung 73 berechnet am Ausgang den Quotienten von Ist-Förderleistung/Förderschneckengeschwindigkeit für Förderschneckengeschwindigkeiten oberhalb eines Grenzwerts.
Das Ergebnis wird über mindestens eine Förderschneckenumdrehung in der Einrichtung 73 zwischengespeichert.
Eine weitere Einrichtung 78 erhält sowohl das Drehwinkelsignal als auch das Ausgangssignal von der Einrichtung 73 und errechnet daraus den Mittelwert des Drehwinkelsignals über eine Förderschneckenumdrehung. Anschließend wird dieser Mittelwert vom gespeicherten Ist-Förderleistung/Förderschneckengeschwindigkeits-Quotienten subtrahiert, woraus ein Signal 172 entsteht, das so nur noch die Abweichungen vom Mittelwert bzw. Durchschnitt enthält.
Die Einrichtung 74 enthält eine Anzahl von mindestens zwei Speicherzellen für mehrere Drehwinkel der Förderschnecke 2, wobei ein bestimmter Drehwinkelpositionsbereich des dem Drehwinkel der Förderschnecke 2 entsprechenden Signal 171 der Förderschnecke jeweils einer Speicherzelle zugeordnet ist. Dabei ist eine Gleichverteilung der Speicherzellen über eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke von Vorteil.
Das die Abweichung vom Mittelwert enthaltende Signal 172 kann dann jeweils unter Berücksichtigung der sich aus dem Drehwinkel der Förderschnecke 2 entsprechenden Signal 171 ergebenden Drehwinkelposition der Förderschnecke 2 in der zugehörigen Speicherzelle abgelegt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Signal über mehrere Umdrehungen der Förderschnecke statistisch gemittelt bzw. gefiltert wird. Die Speicherzellen enthalten dann den um zufällige oder statistisch schwankende Anteile bereinigten Verlauf des Abwurfverhaltens der Förderschnecke über eine Umdrehung.
In einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung kann die Korrelation zwischen dem Signal 172, das der Abweichung vom Mittelwert entspricht und der Förderschneckenposition auch in einem parametrischen Modell abgebildet werden.
Eine solche Möglichkeit besteht zum Beispiel in der Durchführung einer Fourier-Analyse des Signals 172 bezüglich seiner Frequenzen vom ganzzahligen Vielfachen der in dem Drehwinkel der Förderschnecke 2 entsprechenden Signal Signal 171 enthaltenen Grundfrequenz der Förderschneckenumdrehung. Ergebnis dieses Verfahrens sind die Amplituden einer zugehörigen Sinus- und Cosinus-Funktion über dem Drehwinkel der Förderschnecke. Vorteilhaft ist bei diesem Ansatz, dass die Detektion sich auf die Signalkomponenten mit niedrigen Frequenzen beschränken lässt. Störungen mit Frequenzen oberhalb dieser Frequenz lassen sich wegen der Trägheit einer Regelungskomponente bzw. eines Stellglieds oftmals nur schwer in Drehzahländerungen umsetzen.
Die in der Einrichtung 74 gespeicherten Werte können in der Einrichtung 75 vorteilhaft in Abhängigkeit vom aktuellen Drehwinkel der Förderschnecke ausgelesen werden. Um das Zeitverhalten der Regelungskomponenten, Leistungsregler 6 oder Stellglieder auszugleichen erfolgt eine Vorsteuerung über eine Einrichtung 76. Im einfachsten Fall kann das dynamische Verhalten der Regelungskomponenten, Leistungsregler 6 oder Stellglieder durch die folgende im Laplace-Bereich beschriebene Funktion dargestellt werden, wobei s der Laplace-Operator, K der Proportionalitätsfaktor und T1 die Zeitkonstante ist: Y/X = K/(1 + T1 s) (1)
Für diesen Fall enthält die Einrichtung 76 bis auf den Proportionalitätsfaktor K die inverse Funktion, die im Frequenzbereich beschrieben ist durch: Y/X = 1 + T1 s (2)
Gleichung (2) entspricht einem bekannten PD-Regler, wobei die Zeitkonstante T1 manuell vorgegeben oder aus der Beobachtung der Systemdynamik mit bekannten Methoden der Systemidentifikation bestimmt werden kann. Es ist ferner vorteilhaft, die Korrektur oberhalb einer Grenzfrequenz abzuschalten, weil eine Regelungskomponente oder ein mechanisches Stellglied gegebenenfalls nicht so schnell folgen kann und die Stelleingriffe nur zu erhöhtem Verschleiß führen, das Dosierergebnis unter Umständen aber nicht verbessern würden.
Da die Korrektur der periodischen Fehler über die Identifikations- und Kompensationseinrichtung 7 erfolgt, sollte das dem Förderleistungsregler 5 zugeführte Ist-Förderleistungs-Signal die bereits kompensierten Anteile nicht enthalten. Daher wird das Kompensationssignal 108 über ein dem Differenzfilter in der Einrichtung 4 aus 1 nachgebildetes Filter 79 vom Ist-Wert phasenrichtig subtrahiert.
Das Signal 104 am Ausgang des Mittelwert-Bildners 78 entspricht einem Wert für die mittlere Schüttgutmenge, die über eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke 2 ausgetragen wird. Die Einrichtung 80 bildet davon den Kehrwert (1/x) und errechnet das Signal 104. Das Ausgangssignal des Reglers wird mit dem Signal 104 multipliziert. Dadurch wird die Kreisverstärkung im Regelkreis von der mittleren Beladung der Förderschnecke unabhängig und der Regelkreis so stabilisiert.
In der Regelungseinrichtung 9 wird das Verhältnis zwischen dem Stellsignal 105 und dem Drehwinkel der Förderschnecke proportionalen Signal 106 über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke 2 berechnet. Der Wert kann durch die Konstruktion und die Einstellung des Leistungsreglers 6 zeitkonstant vorgegeben sein. Somit kann das Verhältnis Stellsignal 105 und dem Drehwinkel der Förderschnecke proportionalen Signal 106 auch als Parameter fest eingestellt werden.
Wenn die Regelungseinrichtung 9 zur automatischen Bestimmung des Verhältnisses zwischen Stellsignal 105 und dem Drehwinkel der Förderschnecke proportionalen Signal 106 eingesetzt wird, so enthält sie eine statistische Mittelung über mehrere Umdrehungen der Förderschnecke 2. Dabei haben sich 10 Umdrehungen als günstig erwiesen, mindestens aber eine Anzahl von Umdrehungen die dem Zehnfachen der Zeitkonstante des Leistungsreglers 6 entspricht. Auf diese Weise verfälscht die Dynamik des Leistungsreglers 6 die Berechnung des Verhältnisses nicht.
Der Ausgang der Regelungseinrichtung 9 wird gemäß 1 verwendet, um das Stellsignal an die Regelstrecke anzupassen und so die Kreisverstärkung ähnlich wie mit Signal 104 konstant zu halten.
Differenzialdosierwaagen können im Allgemeinen nur dann auf die beschriebene Weise funktionieren, wenn keine Zufuhr von Schüttgut in den Vorratsbehälter stattfindet. Sobald der Behälterfüllstand einen unteren Grenzwert erreicht, muss der Vorratsbehälter jedoch wieder aufgefüllt werden. In einer solchen Füllphase kann das Differenzial des Vorratsbehältergewichts keine verwertbare Information über die Austragsförderleistung der Dosierregelungsvorrichtung liefern. Nach der vorliegenden Erfindung kann daher die Drehzahl der Förderschnecke während der Füllphase nach unterschiedlichen Algorithmen gesteuert werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
Während der Befüllung des Vorratsbehälters ist die Ermittlung des Signals 172 nicht möglich, da sich das Gewicht des Vorratsbehälters durch die Befüllung verändert. Die in der Einrichtung 74 gespeicherte Information zur Pulsation des Schüttgutaustrags der Förderschnecke bleibt jedoch gespeichert, da die Pulsation des Schüttgutaustrags der Förderschnecke von der Füllung des Vorratsbehälters unabhängig ist. Das ermittelte zusätzliche Stellsignal 107 kann deshalb auch in der Auffüllphase zur Korrektur bzw. Kompensation herangezogen.
Anders als beim Stand der Technik gemäß 4 und 5, gemäß welchem die Dynamik des Förderleistungsreglers 5 gemäß 4 bzw. des Reglers 205 gemäß 5 in die Identifikation mit einfließt, geht somit unter Nutzung der Erfindung mit Identifikationseinrichtung 7 nach 2 die Dynamik des Förderleistungsreglers 5 gemäß 1 nicht in die Identifikation ein. Schwankungen des Sollwerts führen folglich nicht zu einer Verschlechterung der Identifikation. Zudem wird die Dynamik des Differenzierers und Filters der Einrichtung 4 kompensiert. Somit identifizieren das Verfahren und die Vorrichtung gemäß Erfindung die vom Förderschneckenwinkel abhängigen Schüttgutflussänderungen genauer und schneller.
In einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Dosierregelungsvorrichtung auch mit Schneckenwaagen und/oder bei Kratzerförderern und Trogkettenförderern verwendet werden, um deren Dosierkonstanz zu verbessern. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Dosierregelungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Schneckenwaage. Da der Aufbau der in 3 dargestellten Ausführungsform dem Aufbau der in 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierregelungsvorrichtung weitgehend entspricht, wird auf die Beschreibung von 1 Bezug genommen und nachfolgend nur auf die Unterschiede eingegangen.
Bei einer solchen Schneckenwaage ist die Förderschnecke wägetechnisch von dem Vorratsbehälter des Schüttguts derart mechanisch entkoppelt, dass das Gewicht der Förderschnecke mit Schüttgut unabhängig vom Gewicht des Vorratsbehälters erfasst werden kann. Dazu befindet sich im Bereich des Materialeinzugs der Förderschnecke ein Drehgelenk zwischen dem Vorratsbehälter und der Förderschnecke, während die Abwurfseite der Förderschnecke über eine Waage 10 verwogen wird. Im Gegensatz zur oben beschriebenen Differenzialwaage kann die in 3 dargestellte Förderschneckenwaage die Förderleistung aus dem Produkt des durch die Waage 10 ermittelten Schüttgutgewichts in der Förderschnecke, der über die Einrichtung 11 ermittelten Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Förderschnecke 2 und einem konstanten Faktor errechnen.
Da diese Berechnungsmethode mehreren Fehlern unterworfen ist, wird die Dosierregelungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung periodisch nach dem Differenzialwaagen-Prinzip kalibriert. Dazu wird die Zuförderung von Schüttgut in den Vorratsbehälter 1 unterbrochen und aus dem über die Einrichtungen 3 und 10 ermittelten Gesamtgewichtswert 100 in der Einrichtung 41 das Differenzial errechnet und gefiltert. Dieser Wert entspricht der gemessenen Ist-Förderleistung 101 einer Differenzialdosierwaage nach 1.
Somit entspricht die Einrichtung 41 in 3 von ihrer Funktion der Einrichtung 4 der in 1 dargestellten Ausführungsform der Dosierregelungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
Die Einheit 42 berechnet das Verhältnis aus der von der Schneckenwaage 10 ermittelten Förderleistung 111 und der Ist-Förderleistung 101, um mit diesem Faktor die Förderleistungsermittlung der Schneckenwaage zu korrigieren. Das so korrigierte Signal 110 wird dem Förderleistungsregler 5 als Istwert zugeführt.
Analog zu dem oben beschriebenen Verfahren zur Kalibrierung einer Schneckenwaage nach dem Differenzialwaagen-Prinzip bei gestoppter Förderung von Schüttgut in den Vorratsbehälter 1, kann auch die Berechnung des Drehwinkeleinflusses der Förderschnecke auf die Dosierleistung aus dem Behälterdifferenzial während der Phase unterbrochener Schüttbefüllung des Vorratsbehälters 1 erfolgen. Ebenso wie bei der Differenzialwaage kann dann der so bestimmte und gespeicherte Korrelationswert zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters und dem Drehwinkel der Förderschnecke auch während der Befüllung des Vorratsbehälters zur Störgrößenkompensation verwendet werden.
Dem Fachmann ist ersichtlich, dass die in Bezug auf die Ausführungsformen der Erfindung beschriebenen Einrichtungen zur Signalverarbeitung in Analogtechnik oder in Digitaltechnik ausgeführt sein können.

Claims

Dosierregelungsvorrichtung für Schüttgut mit einer motorisch angetriebenen Förderschnecke (2) zum Befördern des Schüttguts aus einem Vorratsbehälter (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierregelungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, den statistischen Durchschnitt des Materialaustrags der Förderschnecke (2) über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke (2) zu erfassen und die Abweichung des Materialaustrags der Förderschnecke (2) vom Durchschnitt zu kompensieren unter Verwendung von Korrelationswerten zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und der Drehwinkelposition der Förderschnecke (2).
Dosierregelungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Identifikations- und Kompensationseinrichtung (7) vorgesehen ist, die mit elektronischen Mitteln (71–80) den statistischen Durchschnitt des Materialaustrags der Förderschnecke (2) über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke (2) erfasst.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dosierregelungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, den statistischen Durchschnitt des Materialaustrags der Förderschnecke (2) über eine Mehrzahl von vollständigen Umdrehungen der Förderschnecke (2) zu ermitteln.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dosierregelungsvorrichtung dazu ausgebildet, eine Korrelation zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen der Förderschnecke (2) zu bilden.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dosierregelungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, Korrelationswerte zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen der Förderschnecke (2) zu speichern.
Dosierregelungsvorrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die gespeicherten Korrelationswerte zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und einer oder mehreren vollständigen der Umdrehungen der Förderschnecke (2) zur Regelung der Förderleistung der Förderschnecke (2) verwendet werden.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Drehwinkel-Messvorrichtung vorgesehen ist, die die Drehwinkellage der Förderschnecke (2) misst, und/oder eine Geschwindigkeits-Messvorrichtung vorgesehen ist, welche die Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke (2) misst.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Anzahl von Messvorrichtungen (10) zur Messung von Gewichtsbelastungen der Förderschnecke (2) und/oder des Vorratsbehälters (1) vorgesehen sind.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der beiden vorangehenden Ansprüche, wobei elektronische Mittel (3, 4, 5, 6, 7, 9, 71–80) vorgesehen sind, die ausgebildet sind, die von der Geschwindigkeits-Messvorrichtung, den Gewichtsbelastungs-Messvorrichtungen (10) und der Drehwinkel-Messvorrichtung ermittelten Messsignale auszuwerten und daraus die Förderleistung der Förderschnecke (2) zu ermitteln.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei elektronische Mittel (3, 4, 5, 6, 7, 9, 71–80) vorgesehen sind, die ausgebildet sind, um die durchschnittliche Förderleistung der Förderschnecke (2) aus einem statistischen Mittelwert der von mehreren Messvorrichtungen gelieferten Messwerte zu ermitteln.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei elektronische Mittel (3, 4, 5, 6, 7, 9, 71–80) vorgesehen sind, die ausgebildet sind, um eine Korrelation zwischen der Förderleistung der Förderschnecke (2) und der Drehwinkelposition der Förderschnecke (2) zu ermitteln.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei elektronische Mittel (3, 4, 5, 6, 7, 9, 71–80) vorgesehen sind, die ausgebildet sind, eine von den Messvorrichtungen ermittelte Förderleistung der Förderschnecke (2) mit einem vorgegebenen Sollwert der Förderleistung zu vergleichen.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei elektronische Mittel (3, 4, 5, 6, 7, 9, 71–80) vorgesehen sind, die ausgebildet sind, die Geschwindigkeit des motorischen Antriebs (8) der Förderschnecke (2) in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen der ermittelten Förderleistung der Förderschnecke (2) mit einem vorgegebenen Sollwert der Förderleistung so zu steuern, dass die durchschnittliche Förderleistung der Förderschnecke (2) dem vorgegebenen Sollwert entspricht.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der motorische Antrieb (8) der Förderschnecke (2) steuerbar ist in Abhängigkeit von: – der Korrelation zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen der Förderschnecke (2); – der Korrelation zwischen der Förderleistung der Förderschnecke (2) und dem Drehwinkel der Förderschnecke (2); und/oder – dem Vergleich zwischen der ermittelten Förderleistung der Förderschnecke (2) mit einem vorgegebenen Sollwert der Förderleistung.
Dosierregelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dosierregelungsvorrichtung zur Verwendung mit einer Differenzialdosierwaage oder Schneckenwaage zur Beschickung eines Verbrennungsofens mit Brennmaterial und/oder zur Beschickung eines Prozessbehälters mit Schüttgut ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Dosierregelungsvorrichtung mit einer motorisch angetriebenen Förderschnecke (2) zum Befördern des Schüttguts aus einem Vorratsbehälter (1), umfassend die folgenden Schritte: – Messen des Drehwinkels der Förderschnecke (2); – Messen des Materialaustrags der Förderschnecke (2); – statistisches Mitteln des durchschnittlichen Materialaustrags der Förderschnecke (2) über mindestens eine vollständige Umdrehung der Förderschnecke (2); – Vergleichen des durchschnittlichen Materialaustrags der Förderschnecke (2) mit einem vorgegebenen Sollwert – Ermitteln von Korrelationswerten zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und der Drehwinkellage der Förderschnecke (2); und – Einstellen der Geschwindigkeit des motorischen Antriebs (8) der Förderschnecke (2) unter Verwendung der Korrelationswerte und in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen dem durchschnittlichen Materialaustrag der Förderschnecke (2) und dem vorgegebenen Sollwert.
Verfahren nach Anspruch 16 ferner umfassend den Schritt: – Ermitteln des durchschnittlichen Materialaustrags der Förderschnecke (2) über eine Vielzahl von vollständigen Umdrehungen der Förderschnecke (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei die Steuerung der Geschwindigkeit des motorischen Antriebs (8) der Förderschnecke (2) derart erfolgt, dass die Förderleistung der Förderschnecke (2) konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Steuerung der Geschwindigkeit des motorischen Antriebs (8) der Förderschnecke (2) derart erfolgt, dass ein vorgegebener Sollwert der Förderleistung der Förderschnecke (2) erreicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19 ferner umfassend den Schritt: – Ermitteln der durchschnittlichen Förderleistung der Förderschnecke (2) aus einem statistischen Mittelwert der von mehreren Messvorrichtungen gelieferten Messwerte.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20 ferner umfassend den Schritt: – Ermitteln einer Korrelation zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen der Förderschnecke (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21 ferner umfassend den Schritt: – Ermitteln von Korrelationswerten zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und einer oder mehreren vollständigen Umdrehungen der Förderschnecke (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22 ferner umfassend den Schritt: – Steuerung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Förderschnecke (2) unter Verwendung der Korrelationswerte zwischen der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und einer oder mehreren vollständigen der Umdrehungen der Förderschnecke (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23 ferner umfassend den Schritt: – Vergleichen der mittels einer Schneckenwaage ermittelten Fördermenge der Förderschnecke (2) mit der Gewichtsabnahme des Vorratsbehälters (1) und Korrektur der Ermittlung der Förderstärke.