DE102016113853A1

DE102016113853A1 - Verfahren zur Regelung und/oder Steuerung einer Druckstossunterdrückung während einer Abfüllung, sowie Durchflussmessgerät und Abfüllanlage

Info

Publication number: DE102016113853A1
Application number: DE102016113853.3A
Authority: DE
Inventors: Dominik Voglgsang
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2018-02-01
Also published as: WO2018019502A1

Abstract

Ein Verfahren zur Initiierung einer Druckstossunterdrückung während einer Abfüllung umfasst die folgenden Schritte:
a) eine Ermittlung eines ersten Zeitintervalls (t1) zwischen einem ersten Zeitpunkt (T1) und einem zweiten Zeitpunkt (T2), in welchem sich der Durchfluss innerhalb eines ersten Bereichs (A1, A2) für einen Durchfluss, welcher durch zumindest einen Grenzwert (I, II, III, IV) definiert wird, befindet
b) bei Austritt zum zweiten Zeitpunkt (T2) aus dem vorgenannten ersten Bereich (A1, A2) – Ermittlung eines dritten Zeitpunktes (T3) in welchem der Durchfluss in den vorgenannten ersten Bereich (A1, A2) oder einen zum ersten Bereich (A1, A2) proportionalen zweiten Bereich (A1, A2) eintritt;
c) Ermittlung eines zweiten Zeitinterfalls (t2) zwischen dem zweiten und dem dritten Zeitpunkt (T2 und T3); und
d) Vergleich des ersten und des zweiten Zeitintervalls (t1 und t2) zur Steuerung einer Druckstossunterdrückung bei der Abfüllung,
sowie ein alternatives Verfahren zur Initiierung einer Druckstossunterdrückung, ein Durchflussmessgerät und eine Abfüllanlage.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zwei Varianten eines Verfahrens zur Regelung und/oder Steuerung einer Druckstossunterdrückung während einer Abfüllung, sowie ein Durchflussmessgerät und eine Abfüllanlage mit diesem Durchflussmessgerät.
Die DE 10 2013 100 702 A1 und die DE 10 2005 035 264 A1 offenbaren Verfahren zur Abfüllung von Medien in Behältnisse in welchen eine Druckstossunterdrückung angewandt wird.
Die Initiierung der Druckstossunterdrückung während der Abfüllung erfolgt dabei zumeist bei Unterschreiten eines bestimmten Grenzwertes. Diese Art der Steuerung und/oder Regelung eines Abfüllprozesses mit integrierter Druckstossunterdrückung hat sich an sich bewährt, sie kann allerdings bei einigen Abfüllanlagen noch weiter optimiert werden.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Initiierung einer Druckstossunterdrückung in einem Abfüllprozess zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder alternativ mit den Merkmalen des Anspruchs 2.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Initiierung einer Druckstossunterdrückung während einer Abfüllung umfasst in einer ersten Variante die folgenden Schritte:

a) eine Ermittlung eines ersten Zeitintervalls zwischen einem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt, in welchem sich der Durchfluss innerhalb eines bestimmten (ersten) Bereichs, welcher durch zumindest einen Grenzwert definiert wird, befindet.

In Schritt a) geht es um die Ermittlung ob sich der Durchfluss über einen bestimmten Zeitraum bzw. über ein bestimmtes Zeitintervall innerhalb der Schleichmenge befindet. Die Schleichmenge ist der Durchfluss eines Durchflussmessgerätes bei geschlossenem Ventil und wird bei aktivierter Schleichmengenunterdrückung definiert auf Null definiert. Es gibt vorzugsweise zumindest einen oberen und einen unteren Grenzwert für den Durchfluss welche den vorgenannten Bereich begrenzen.. Typischerweise überschreitet der ermittelte Durchfluss zum Zeitpunkt T2 den oberen Grenzwert.

b) bei Austritt zum zweiten Zeitpunkt aus dem vorgenannten ersten Bereich – Ermittlung eines dritten Zeitpunktes in welchem der Durchfluss in den vorgenannten ersten Bereich oder einen zum ersten Bereich proportionalen zweiten Bereich eintritt bzw. wiedereintritt.

Der zweite Bereich ist dabei vorzugsweise ein Schwankungsbereich, welcher gegenüber dem ersten Bereich stets um den gleichen Betrag größer ist.

c) Ermittlung eines zweiten Zeitinterfalls zwischen dem zweiten und dem dritten Zeitpunkt; und

In Schritt b) und c) erfolgt eine Ermittlung eines zweiten Zeitintervalls in welchem der Durchfluss sich außerhalb der Schleichmenge befindet.

d) Auswertung, insbesondere Vergleich, des ersten und des zweiten Zeitintervalls zur Steuerung und/oder Regelung der Initiierung einer Druckstossunterdrückung bei der Abfüllung.

In Schritt d) erfolgt schließlich eine Auswertung des ersten und des zweiten Zeitintervalls. Anhand der Auswertung kann eine Entscheidung getroffen werden, ob eine Initiierung einer Druckstossunterdrückung vorgenommen werden soll oder nicht.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst in einer zweiten Variante zur Initiierung einer Druckstossunterdrückung während einer Abfüllung die folgenden Schritte:

a) eine Ermittlung eines ersten Zeitpunkts und einem zweiten Zeitpunkt, in welchem sich der Durchfluss innerhalb eines ersten Bereichs für einen Durchfluss, welcher durch zumindest einen Grenzwert definiert wird, befindet
b) bei Austritt zum zweiten Zeitpunkt aus dem vorgenannten ersten Bereich-Vorgabe eines Sollwertes für ein zu erreichendes zweites Zeitintervall in welchem sich der Durchfluss außerhalb des ersten Bereichs und/oder außerhalb eines zum ersten Bereich proportionalen zweiten Bereichs befindet;
c) Auswertung, insbesondere Vergleich, zwischen dem ermittelten Zeitintervall nach dem zweiten Zeitpunkt und dem Sollwert zur Steuerung einer Druckstossunterdrückung bei der Abfüllung.

Bei der zweiten vorgenannten Variante kann ab dem Zeitpunkt des Austritts der Durchfluss-Messkurve aus dem Schleichmengenbereich die Zeit gestoppt werden. Befindet sich der Durchfluss bis zum Erreichen des Sollwertes oberhalb des Schleichmengenbereichs so weiß die Auswerteeinheit, dass im Anschluss an die Abfüllung, also bei Wiedereintritt in die Schleichmenge eine Druckstossunterdrückung zu erfolgen hat. Erreicht die Zeit nicht den Sollwert so sollte keine Druckstossunterdrückung initiiert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es ist von Vorteil, wenn der Vergleich gemäß Schritt d) gegenüber einem Entscheidungswert als Grenzwert erfolgt, wobei ein durch den Vergleich ermittelter Vergleichswert als Istwert mit dem Entscheidungswert verglichen werden kann. Eine Initiierung einer Druckstossunterdrückung kann vorzugsweise bei Überschreiten des Entscheidungswertes erfolgen. Keine Initiierung einer Druckstossunterdrückung kann vorzugsweise bei Unterschreiten des Entscheidungswertes erfolgen.
Bevorzugt kann während der Druckstossunterdrückung eine Erfassung des Durchflusses erfolgen.
Bevorzugt kann die Druckstossunterdrückung für die Dauer eines drittes Zeitintervalls t3 aktiviert sein, welches anhand eines einstellbaren Sollwertes festgelegt wird.
Es ist von Vorteil, wenn vor dem ersten Zeitpunkt, an welchem die Erfassung des ersten Zeitintervall initiiert wird, ein vorbestimmtes Zeitintervall liegt, in welchem sich der Durchfluss stets im unterhalb des ersten Grenzwertes und insbesondere innerhalb des Grenzwertbereichs befunden hat.
Es ist von Vorteil, wenn ein Grenzwertbereich und ein Schwankungsbereich, insbesondere als der erste und der zweite Bereich, definiert ist, wobei der Grenzwertbereich durch einen oberen und einen unteren Grenzwert für einen Nulldurchfluss definiert ist und wobei der Schwankungsbereich einen oberen und einen unteren Grenzwert aufweist, wobei während des zeitlichen Verlauf des Abfüllvorgangs der Grenzwertbereich stets innerhalb des Schwankungsbereichs liegt und wobei der Betrag des oberen oder des unteren Grenzwertes des Schwankungsbereichs während des zeitlichen Verlaufs des Abfüllvorgangs stets um einen festgelegten Wert N größer ist als der Betrag des oberen oder des unteren Grenzwertes des Grenzwertbereichs.
Zum zweiten Zeitpunkt kann der ermittelte Durchflusses vorteilhaft den oberen Grenzwert des Schwankungsbereichs erreichen und/oder überschreiten oder der Durchfluss den unteren Grenzwert des Schwankungsbereichs erreichen und/oder unterschreiten.
Ein erfindungsgemäßes Durchflussmessgerät, insbesondere magnetisch-induktives oder Coriolis Durchflussmessgerät, umfasst einen Messaufnehmer und einen Transmitter, Der Transmitter weist eine Auswerteeinheit auf. Diese Auswerteeinheit ist ausgerüstet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Eine erfindungsgemäße Abfüllanlage weist ein erfindungsgemäßes Durchflussmessgerät auf und eine Mediumsabgabevorrichtung zur Abgabe einer vorbestimmten Abfüllmenge an ein zu befüllendes Behältnis, wobei die Mediumsabgabevorrichtung ein Ventil aufweist, welches mittels des erfindungsgemäßen Durchflussmessgerätes steuerbar ist.
Es ist von Vorteil, wenn es sich bei dem Ventil um ein Ventil handelt, bei welchem Durchflussspitzen beim Schalten auftreten, wobei es sich besonders bevorzugt um ein Membranventil handelt. Derartige Ventile haben bislang oft ungewollte Druckstossunterdrückungen ausgelöst, welche allerdings mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden werden.
Vorteilhaft erfolgt eine Ventildirektansteuerung des Ventils, insbesondere des Membranventils, durch das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät. Alternativ kann eine direkte Ansteuerung des Ventils durch das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät benutzt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 zwei Diagramme zur Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Flußrate bei aktivierter Druckstoßunterdrückung als ausgegebene Flussrate (oberes Diagramm) und als reale Flussrate (unteres Diagramm); und
2 zwei Diagramme als Ergebnis der ermittelten Flußrate nach dem erfindungsgemäßen Verfahren als ausgegebene Flussrate (oberes Diagramm) und als reale Flussrate (unteres Diagramm).
Die nachfolgende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Abfüllung.
Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzte Durchflussmessgerät kann vorzugsweise als ein Ultraschall-, und/oder besonders bevorzugt als ein magnetisch induktives Durchflussmessgerät oder ein Coriolis-Durchflussmessgerät ausgebildet sein. Der Einsatz von magnetisch-induktiven und Coriolis-Durchflussmessgeräten bei der Abfüllung ist an sich bekannt und etabliert. Eine für dieses Einsatzgebiet besonders optimierte Variante eines Durchflussmessgerätes wird seit vielen Jahren durch die Anmelder unter dem Namen „Dosimag“ und „Dosimass“ sehr erfolgreich vertrieben.
Die vorgenannten Feldgeräte können unterschiedliche Ausgestaltungen annehmen, wobei man stets zwischen dem sogenannten Messaufnehmer und einem Transmitter unterscheidet.
Der Messaufnehmer ist die Sensoreinheit des Messgerätes im eigentlichen Sinne. Bei einem magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät handelt es sich dabei zumeist um ein Messrohr mit einem Magnetsystem meist aus mehreren Magnetspulen sowie mit zwei oder mehr Messelektroden zum Abgriff einer erzeugten Spannung.
Vom Messaufnehmer aufgenommenen Messsignale werden zumeist von einer Auswerteeinheit bzw. einer Auswerteelektronik verarbeitet. Diese kann beispielsweise die Messsignale in eine Prozessgröße umwandeln und diese sodann an ein Prozessleitsystem übermitteln. Die Auswerteelektronik ist Teil eines sogenannten Transmitters oder Messumformers.
Die Auswerteeinheit weist zumeist zumindest eine zentrale Verarbeitungseinheit und einen Datenspeicher auf, auf welchem Daten und Algorithmen, z.B. in Form eines Computerprogramms, zur Steuerung der Abfüllanlage in Rahmen des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens hinterlegt sein können.
Alternativ können die Daten und Algorithmen auch auf einem Prozessleitsystem der Abfüllanlage im Rahmen der vorliegenden Erfindung hinterlegt sein. Um allerdings eine sehr direkte Steuerung der Abfüllung zu erreichen, ist es bevorzugt dass die vorgenannten Daten und Algorithmen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens direkt durch auf dem Datenspeicher der Auswerteeinheit hinterlegt sind und dass das Verfahren durch die Auswerteeinheit ausgeführt wird.
1 stellt ein allgemeines Durchflussdiagramm einer Abfüllung mit den jeweiligen Zeitintervallen einer Abfüllung mit einer integrierten Druckstoffunterdrückung dar. Dabei wird der zeitliche Verlauf der Flussrate bzw. des Durchflusses graphisch dargestellt. Dabei wird eine Messkurve 4 einer Realmessung im unteren Diagramm dargestellt und eine Messkurve 5 welche durch das Durchflussmessgerät oder durch das Prozessleitsystem ausgegeben wird im oberen Diagramm dargestellt.
Analog ist in 2 eine Messkurve 4 einer Realmessung im unteren Diagramm dargestellt und eine Messkurve 5 welche durch das Durchflussmessgerät oder durch das Prozessleitsystem ausgegeben wird im oberen Diagramm dargestellt.
Eine Druckstossunterdrückung erfolgt in 1 im Zeitintervall t_y. Eine solche Druckstossunterdrückung ist an sich bekannt und ist bereits bei den Durchflussmessgeräten der Anmelder für eine Vielzahl von Abfüllungen optimiert. So wird beispielsweise auf der Internetseite https://portal.endress.com/wa001/dla/5000123/4000/000/01/IN00005S_04_de_13.11. pdf mit dem Titel „Dosiersteuerung für durchflussbasiertes Abfüllen" ein Abfüllvorgang mit Druckstoffunterdrückung als Diagramm dargestellt und beschrieben. Während der Druckstossunterdrückung, also im Zeitraum t_y wird der vom Durchflussmessgerät oder der vom Prozessleitsystem ausgegebene Messwert auf Null gesetzt.
Durchflusskurven für Abfüllanlagen können allerdings je nach Abfüllmedium und Abfüllanlage unterschiedliche Charakteristika aufweisen. 1 stellt einen ungünstigen Fall einer Abfüllung dar, in welchem eine Druckstossunterdrückung die Durchflussmessung während der Abfüllung u.U. unerwünscht initiiert werden kann.
Mit Bezug auf 1 erkennt man zunächst vor dem Öffnen 1 des Ventils der Abfüllanlage Durchflusswerte, welche auf einen sogenannten „Nulldurchfluss“ referenzieren. Der Bereich innerhalb der dargestellten Bereiche A1 und A2 wird nachfolgend auch als Schleichmenge oder Schleichmengenbereich beschrieben. Dabei schwanken die Durchflusswerte innerhalb eines Grenzwertbereichs A1 welcher durch einen oberen und einen unteren Grenzwert I und II definiert ist.
Weiterhin weist die 1 einen Schwankungsbereich A2, auch Hysteresebereich genannt, auf, welcher durch einen oberen und einen unteren Grenzwert III und IV definiert ist. Dieser Schwankungsbereich umfasst den Grenzwertbereich A1.
Man erkennt in 1, dass beim Öffnen 1 des Ventils ein Anstieg des Durchflusses erfolgt, welcher einen oberen Grenzwert III es vorgegebenen Schwankungsbereich A2 überschreitet.
Die Grenzwerte I–IV in 1 und 2 können auch als Ein- und Ausschaltpunkte bezeichnet werden.
Bislang wurde eine Druckstossunterdrückung stets beim Unterschreiten des unteren Grenzwertes II des Schwankungsbereichs A1 ausgelöst. Während dieser Druckstossunterdrückung über ein vorgegebenes Zeitintervall t_y bleibt typischerweise der ermittelte Durchfluss bei der Ermittlung der Abfüllmenge, also in der ausgegebenen Messkurve 5, unberücksichtigt.
Im Fall der 1 kommt es allerdings bei einer derartigen Vorgehensweise zu einer fehlerhaften Ermittlung der Abfüllmenge an Medium in den Behälter. Dies wird anhand von 1 näher erläutert. Nach dem Wiedereintritt der Messkurve 5 in den Grenzwertbereich A1 kommt es bei der vorgenannten Steuerung und/oder Regelung zum Zeitpunkt T2 zur Initiierung der Druckstossunterdrückung, welche durch das Zeitintervall t_y dargestellt ist.
1 und 2 zeigen zudem ein Zeitintervall tx, in welcher der ermittelte Durchfluss in die Berechnung der Abfüllmenge eingeht. Dieser ermittelte Durchfluss wird auch als Nachlaufmenge bezeichnet, welche nach dem Schließen 2 des Ventils der Abfüllanlage erfasst wird.
Der Bereich 3 zwischen dem Zeitpunkt T3 und T7 stellt die Menge an Medium dar, welche aufgrund der zu frühen Initiierung der Druckstossunterdrückung zum Zeitpunkt T2 nicht im ausgegebenen Messsignal berücksichtigt wird und somit nicht in die Berechnung der Abfüllmenge eingeht.
Erst nach einem vorbestimmten Zeitintervall t_y erfolgt ein Erfassen des Durchflusses zum Zeitpunkt T7 bis zum Zeitpunkt T8. Dies führt zu einer fehlerhaften Durchflussmessung.
Dies wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verhindert. Es basiert auf der Idee, dass ein Zeitintervall t2 zwischen dem Austritt des zeitlichen Messkurvenverlaufs des Durchflusses aus Schwankungsbereich und Wiedereintritt in den Grenzwertbereich erfasst wird und mit einem Zeitintervall t1 innerhalb der vorhergehenden Schleichmenge verglichen wird. Ist das ermittelte Zeitintervall verglichen zur vorhergehenden Schleichmenge sehr kurz, so erkennt das Messgerät, dass noch keine Abfüllung begonnen hat. Folglich soll noch keine Druckstossunterdrückung nach Durchlaufen des Zeitintervalls initiiert werden
Das erfindungsgemäße Verfahren dient somit der Regelung und/oder Steuerung einer Druckstossunterdrückung einer Abfüllanlage. Das in 1 Verfahren erfolgt anhand einer Durchflussmessung bei einer Abfüllung und umfasst eine Ermittlung eines ersten Zeitintervalls t1 zwischen zu einem ersten Zeitpunkt T1 und einem zweiten Zeitpunkt T2, in welchem sich der Durchfluss unterhalb eines ersten Grenzwertes III eines Durchflusses, insbesondere des Schwankungsbereichs A2 des Durchflusses, befindet.
Bei Überschreiten des ersten Grenzwertes III erfolgt sodann eine Ermittlung eines dritten Zeitpunktes T3 in welchem der Durchfluss den ersten Grenzwert, also den Grenzwert des Schwankungsbereichs A2 und/oder einen zweiten Grenzwert, welcher der Grenzwert I des Grenzwertbereichs A1 ist, unterschreitet.
Sodann erfolgt die Ermittlung eines zweiten Zeitinterfalls t2 zwischen dem zweiten und dem dritten Zeitpunkt T2 und T3.
Schließlich erfolgt Vergleich des ersten und des zweiten Zeitintervalls t1 und t2 zur Steuerung einer Druckstossunterdrückung bei der Abfüllung.
Dabei kann ein Vergleichswert ermittelt werden, welcher mit einem Entscheidungswert verglichen wird. Ist der Vergleichswert größer als der Entscheidungswert so kann eine Druckstossunterdrückung erfolgen.
Die Vorgehensweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird anhand von 2 näher erläutert.
Zur Ermittlung des ersten Zeitintervalls t1 wird die Zeit gestoppt vom Eintreten in den Schwankungsbereich I und dauert solange bis der Schwankungsbereich III überschritten wird. Dieser Zeitpunkt T1 kann automatisch erfasst werden, sofern sich ein Messwert nach einer Druckstossunterdrückung innerhalb des Schwankungsbereichs A2 befindet. Sofern sich der Durchfluss innerhalb des Schwankungsbereiches befindet, erfolgt ausgehend vom Zeitpunkt T1 ein Erfassen eines Zeitintervalls t1.
Das zweite Zeitintervall t2 befindet sich zwischen dem zweiten Zeitpunkt T2 und dem dritten Zeitpunkt T3. Das zweite Zeitintervall t2 beginnt in 2 mit dem zweiten Zeitpunkt T2 an welchem der ermittelte Durchflusswert den oberen Grenzwert III des Schwankungsbereichs A2 erreicht und/oder überschreitet. Das zweite Zeitintervall t2 endet in 1 mit dem dritten Zeitpunkt T3, an welchem der ermittelte Durchflusswert den unteren Grenzwert des Grenzwertbereichs A1 erreicht und/oder unterschreitet.
Ist das zweite Zeitintervall t2 in Vergleich zum vorhergehenden ersten Zeitintervall t1 kürzer als ein definierter Wert (Parameter), so ist in der die Auswerteeinheit die Information hinterlegt, dass ein „Öffnen des Ventils der Abfüllanlage“ erfolgt ist. An dieser Stelle soll keine Druckstossunterdrückung erfolgen und der im Zeitpunkt t_y ermittelte Durchflusswert in die Berechnung der Abfüllmenge eingehen. Alternativ kann bei Überschreiten eines vorgegebenen Mindestzeitintervalls nach dem Austritt aus der Schleichmenge eine Berücksichtigung der ermittelten Durchflussmenge in der Abfüllmenge erfolgen.
Nach dem Wiedereintritt in den Grenzwertbereich A1 wäre es denkbar abermals die Zeitmessung zu aktivieren zur Bestimmung eines ersten Zeitintervalls t3 in welchem sich die Messkurve im Schleichmengenbereich befindet. Dieses Zeitintervall t1 soll allerdings erst ermittelt werden, sofern sich die Messkurve über einen vorbestimmten Zeitraum S im Schleichmengenbereich befunden hat. In 1 ist dieser vorbestimmte Zeitraum S für das Zeitintervall t3 nicht erreicht, daher dient als Referenz für den Vergleich weiterhin das erste Zeitintervall t1, welches vor dem Zeitintervall t2 ermittelt wurde. Das Zeitintervall t3 ist vorzugsweise die Zeit in der die Druckstossunterdrückung nicht wieder aktiviert werden kann.
Nach dem Wiedereintritt des Durchflusses in den Grenzwertbereich A1 kommt es zu einem erneuten Anstieg des Durchflusses und einem Erreichen und/oder Überschreiten des oberen Grenzwertes des Schwankungsbereichs zu einem vierten Zeitpunkt T4. Ab diesem Zeitpunkt wird ein viertes Zeitintervall t4 erfasst. Eine Messung des Zeitintervalls t4 erfolgt bei gleichzeitiger Erfassung des Durchflusses.
Hält das Zeitintervall t4 an und überschreitet beispielsweise 20% des Zeitintervalls t1 im Schleichmengenbereich, so weiss die Auswerteeinheit, dass aktuell eine Abfüllung erfolgt und die ab dem Zeitpunkt T4 ermittelten Durchflussmesswerte bei der Berechnung der Abfüllmenge berücksichtigt werden sollen.
Es erfolgt ein Abfüllen eines Mediums in einen Behälter unter Auswertung des Durchflussprofils. Schließlich kommt es am Ende des Abfüllvorgang, bei Erreichen eines Zielwertes für eine Abfüllmenge durch Auswertung des Durchflusses pro Zeiteinheit, so kommt es zu einem Schließen 2 des Ventils. Anschließend erreicht und/oder unterschreitet der Durchfluss erneut den Grenzwert des Schwankungsbereichs A2. Dies erfolgt zu einem fünften Zeitpunkt T5.
Im Anschluss soll eine Druckstossunterdrückung über ein weiteres Zeitintervall t_y erfolgen, in welchem der in diesem Zeitraum ermittelte Durchfluss nicht in die Berechnung der Abfüllmenge eingeht.
In 2 erkennt man, dass der Wiedereintritt in den Schwankungsbereich A2 nach der erfolgten Abfüllung erfolgt, ohne dass sich die Messkurve kurzzeitig davor im Schleichmengenbereich befunden hat.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird verhindert, dass Durchflussspitzen beim Öffnen von Ventilen, insbesondere von Membranventilen, eine Druckstossunterdrückung auslösen.
Dabei dient das Zeitintervall t1, in welchem sich der Durchfluss in der Schleichmenge befindet, als Entscheidungskriterium, ob eine Druckstossunterdrückung ausgelöst werden soll oder nicht.
Beträgt ein ermitteltes Zeitintervall t dabei vorzugsweise zumindest 20% des unmittelbar vorhergehenden Zeitintervalls t1, in welchem sich der Durchfluss im Schleichmengenbereich befindet, so liegt eine Abfüllung vor und es wird im Anschluss, also bei Wiedereintritt in die Schleichmenge, eine Druckstossunterdrückung initiiert.
Besonders bevorzugt kann das ermitteltes Zeitintervall t für eine Aktivierung der Druckstossunterdrückung auch nur zumindest 10% und insbesondere auch nur zumindest 5% des unmittelbar vorhergehenden Zeitintervalls t1, in welchem sich der Durchfluss im Schleichmengenbereich befindet, betragen.
Bei ermittelten Werten von unter 5% wird somit keine Druckstossunterdrückung aktiviert.
Das Zeitintervall t_y, in welchem die Druckstossunterdrückung erfolgt, ist ein Grenzwert, welcher einstellbar, z.B. bei Inbetriebnahme des Messgerätes ist. Dieses Zeitintervall t_y kann durch Ventildirektansteuerung durch das Durchflussmessgerät vorgegeben werden.
Zur Festlegung von Grenzwerten und Entscheidungsparametern empfiehlt es sich zu Beginn einer Abfüllung, z.B. bei Inbetriebnahme der Abfüllanlage, ein Abfüllprofil analog zu 1 aufzunehmen und anschließend die Grenzwerte I–IV und/oder einen Koeffizienten eines ermittelten Zeitintervalls bezogen auf das vorhergehende Zeitintervall t1 im Schleichmengenbereich festzulegen.
Dieses Abfüllprofil kann als Kalibrierkurve dienen, um z.B. auch einen Drift Grenzwerte I bis IV hin zu einem höheren oder niedrigeren Durchflusswerten zu kompensieren.
Bezugszeichenliste

I

Einschaltpunkt der Schleichmengenunterdrückung

II

Einschaltpunkt der Schleichmengenunterdrückung

III

Ausschaltpunkt der Schleichmengenunterdrückung

IV

Ausschaltpunkt der Schleichmengenunterdrückung

A1

Grenzwertbereich

A2

Schwankungsbereich

T1

erster Zeitpunkt

T2

zweiter Zeitpunkt

T3

dritter Zeitpunkt

T4

vierter Zeitpunkt

T5

fünfter Zeitpunkt

T6

sechster Zeitpunkt

t1

erstes Zeitintervall

t2

zweites zeitintervall

t3

drittes Zeitintervall

t4

viertes Zeitintervall

tx

Zeitintervall für die Nachlaufmenge

ty

Zeitintervall für Druckstossunterdrückung

N

Durchfluss-Differenzbetrag

S

vorbestimmter Zeitraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013100702 A1 [0002]
DE 102005035264 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

https://portal.endress.com/wa001/dla/5000123/4000/000/01/IN00005S_04_de_13.11. pdf mit dem Titel „Dosiersteuerung für durchflussbasiertes Abfüllen“ [0036]

Claims

Verfahren zur Initiierung einer Druckstossunterdrückung während einer Abfüllung umfassen die folgenden Schritte: a) eine Ermittlung eines ersten Zeitintervalls (t1) zwischen einem ersten Zeitpunkt (T1) und einem zweiten Zeitpunkt (T2), in welchem sich der Durchfluss innerhalb eines ersten Bereichs (A1, A2) für einen Durchfluss, welcher durch zumindest einen Grenzwert (I, II, III, IV) definiert wird, befindet b) bei Austritt zum zweiten Zeitpunkt (T2) aus dem vorgenannten ersten Bereich (A1, A2) – Ermittlung eines dritten Zeitpunktes (T3) in welchem der Durchfluss in den vorgenannten ersten Bereich (A1, A2) oder einen zum ersten Bereich (A1, A2) proportionalen zweiten Bereich (A1, A2) eintritt; c) Ermittlung eines zweiten Zeitinterfalls (t2) zwischen dem zweiten und dem dritten Zeitpunkt (T2 und T3); und d) Vergleich des ersten und des zweiten Zeitintervalls (t1 und t2) zur Steuerung einer Druckstossunterdrückung bei der Abfüllung.
Verfahren zur Initiierung einer Druckstossunterdrückung während einer Abfüllung umfassend die folgenden Schritte: a) eine Ermittlung eines ersten Zeitpunkts (T1) und einem zweiten Zeitpunkt (T2), in welchem sich der Durchfluss innerhalb eines ersten Bereichs (A1, A2) für einen Durchfluss, welcher durch zumindest einen Grenzwert (I, II, III, IV) definiert wird, befindet b) bei Austritt zum zweiten Zeitpunkt (T2) aus dem vorgenannten ersten Bereich (A1, A2) – Vorgabe eines Sollwertes für ein zu erreichendes zweites Zeitintervall (t2) in welchem sich der Durchfluss außerhalb des ersten Bereichs (A1, A2) und/oder außerhalb eines zum ersten Bereich (A1, A2 proportionalen zweiten Bereichs (A1, A2) befindet; c) Vergleich zwischen dem ermittelten Zeitintervall nach dem zweiten Zeitpunkt (T2) und dem Sollwert zur Steuerung einer Druckstossunterdrückung bei der Abfüllung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich gemäß Schritt d) gegenüber einem Entscheidungswert erfolgt, wobei zumindest bei einem Überschreiten des Entscheidungswertes eine Initiierung einer Druckstossunterdrückung erfolgt und zumindest bei einem Unterschreiten des Entscheidungswertes keine Initiierung einer Druckstossunterdrückung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Vergleich ein Vergleichswert ermittelt wird, welcher mit einem Entscheidungswert verglichen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Zeitintervalls (t_y) der Druckstossunterdrückung eine Erfassung des Durchflusses erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall (t_y) der Druckstossunterdrückung anhand eines einstellbaren Sollwertes festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem erste Zeitpunkt (T1), an welchem das erste Zeitintervall (t1) erfasst wird, ein vorbestimmter Zeitraum (S) liegt, in welchem sich der Durchfluss stets innerhalb des ersten Bereichs (A1, A2) befunden hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der erste und der zweite Bereich (A1, A2) als ein Grenzwertbereich (A1) und ein Schwankungsbereich (A2) definiert sind, wobei der Grenzwertbereich (A1) durch einen oberen und einen unteren Grenzwert (I, II) für einen Nulldurchfluss definiert ist und wobei der Schwankungsbereich (A2) einen oberen und einen unteren Grenzwert (III, VI) aufweist, wobei während des zeitlichen Verlauf des Abfüllvorgangs der Grenzwertbereich (A1) stets innerhalb des Schwankungsbereichs (A2) liegt und wobei der Betrag des oberen Grenzwertes (III) des Schwankungsbereichs (A2) während des zeitlichen Verlaufs des Abfüllvorgangs stets um einen festgelegten Wert N größer ist als der Betrag des oberen Grenzwertes (I) des Grenzwertbereichs (A1).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum zweiten Zeitpunkt (T2) der Durchflusses den oberen Grenzwert (III) des Schwankungsbereichs (A2) erreicht und/oder überschreitet oder der Durchfluss den unteren Grenzwert (IV) des Schwankungsbereichs (A2) erreicht und/oder unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt (T3) der Durchflusses den oberen Grenzwert (I) des Grenzwertbereichs (A1) erreicht und/oder überschreitet oder der Durchfluss den unteren Grenzwert (II) des Grenzwertbereichs (A1) erreicht und/oder unterschreitet.
Durchflussmessgerät, insbesondere magnetisch-induktives und Coriolis Durchflussmessgerät, umfassend einen Messaufnehmer und einen Transmitter, wobei der Transmitter eine Auswerteeinheit aufweist, welche ausgerüstet zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1.
Abfüllanlage mit einem Durchflussmessgerät gemäß Anspruch 10 und einer Mediumsabgabevorrichtung zur Abgabe einer vorbestimmten Abfüllmenge an ein zu befüllendes Behältnis, wobei die Mediumsabgabevorrichtung ein Ventil aufweist, welches mittels des Durchflussmessgerätes steuerbar ist.
Abfüllanlage gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Ventil um ein Ventil handelt, bei welchem Durchflussspitzen beim Schalten auftreten, wobei es sich besonders bevorzugt um ein Membranventil handelt.
Abfüllanlage gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventildirektansteuerung des Ventils, insbesondere des Membranventils, durch das Durchflussmessgerät erfolgt.