DE1055837B

DE1055837B - Verfahren und Einrichtungen zur Steuerung einer Dosierbandwaage durch eine Bandwaage

Info

Publication number: DE1055837B
Application number: DESCH14941A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Achim V Petery; Dipl-Phys Helmut Wuest
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1954-03-25
Filing date: 1954-03-25
Publication date: 1959-04-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtungen zur Steuerung einer Dosierbandwaage durch eine Bandwaage, so daß das Gewicht des von der Dosierbandwaage gelieferten Schüttgutes in einstellbarem Maße von dem auf der Bandwaage verwogenen Schüttgutstrom abhängig ist und auch bei schnellen Gewichtsänderungen des auf der Bandwaage verwogenen Schüttgutstromes das von der Dosierbandwaage gelieferte Schüttgutgewicht zur Wiederherstellung der eingestellten Abhängigkeit nachgeregelt wird. Derartige gewichtsmäßig nicht konstante Schüttgutströme werden bekanntlich von volumetrischen Speisern, z. B. Drehtellern, Austragsbändern, Schnecken, Trogkettenförderern usw. beim Austrag des Gutes aus einem Bunker geliefert. Viele angeschlossene Verbraucher, beispielsweise Schachtöfen, Drehrohröfen, Sammelbehälter u. a. m., verlangen nicht ein pro Zeiteinheit konstantes Materialgewicht, sondern fortlaufend einen prozentual konstanten Zusatz eines weiteren Materials zum Grundmaterial.

Der veränderliche Materialgutstrom wird vorteilhafterweise laufend auf einer Bandwaage gemessen. Es ist bereits bekannt, eine den prozentual konstanten Zusatz eines weiteren Materials liefernde Dosierbandwaage über die Bandwaage zu steuern. So hat man z. B. beide Waagen durch mechanische Getriebe verbunden. Schrittschaltwerke, Impulsgeber und -empfänger, Selsynsysteme mit Zwischengetrieben sowie Kombinationen von Schrittschaltwerken und Zählern fanden Anwendung. Bei allen diesen bekannten An-Ordnungen treten, bedingt durch die verwendeten Bauelemente, Zeitverzögerungen in der Nachregelung auf, die in vielen Fällen unerwünscht sind. Obwohl, wie dies beispielsweise bei dem mit Zahlern arbeitenden Verfahren der Fall ist, zufolge einer Integrierung 3_Ö der geförderten Mengen über die Zeit nach einem gewissen Zeitabschnitt die Dosierung mit der erforderlichen Genauigkeit eingehalten werden kann, besteht ein Bedarf an Dosieranlagen, bei denen die Dosierung in jedem Augenblick überprüft und gegebenenfalls sofort korrigiert wird.

Das erfmdungsgemäße Verfahren löst diese Aufgabe dadurch, daß von jeder der beiden Waagen eine der von ihnen verwogenen Gewichtsmenge pro Zeiteinheit proportionale Spannung erzeugt wird und die in einem elt-Ktrischen Vergleichsgerät festgestellte Abweichung von einer die eingestellte Abhängigkeit definierenden elektrischen Spannung ständig zur sofortigen Nachregelung des Dosierbandantriebsmotors benutzt wird. Dies geschieht vorteilhafterweise dadurch, daß jede der beiden Waagen einen mit der Auswägevorrichtung verbundenen Kontaktarm aufweist, der die Spannung an einem Potentiometer abgreift, welches an einer vorzugsweise durch eine Tacho-Verfahren und Einrichtungen

zur Steuerung einer Dosierbandwaage

durch eine Bandwaage

Anmelder:

Carl Schenck

Maschinenfabrik G.m.b.H.,
Darmstadt, Landwehrstr. 55

Dipl.-Ing. Achim v. Petery

und Dipl.-Phys. Helmut Wüst, Darmstadt,

sind als Erfinder genannt worden

maschine erzeugten, der Bandgeschwindigkeit proportionalen Spannung liegt, und daß die abgegriffenen Spannungen einem gemeinsamen Nullgerät zugeführt werden, welches bei Spannungsungleichheit mittels seiner Ausgangsspannung die Drehzahl des Antriebsmotors der Dosierbandwaage, wenn erforderlich über einen Servomotor und einen Regelwiderstand,, verändert. Um den Prozentanteil der Bandwaagenspannung einstellen zu können, wird gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung dem Potentiometer der Bandwaage ein weiteres Potentiometer parallel gerschaltet.

Bei Anwendung dieses Verfahrens werden in der Praxis sowohl der Bandwaage als auch der Dosierbandwaage angeschlossene Zähler in einer anderen Art die Integration der zeitlichen Änderung es Materialgutstromes bzw. die zeitliche Nachfolge der Dosierbandwaage registrieren, als es bei der oben beschriebenen elektrischen Nachführung auf Grund des Spannungsvergleichs erfolgt. Mit anderen Worten, es ist nicht möglich, eine statische Eichung zwischen der Anzeige der Bandwaage und der Anzeige der Dosierbandwaage, die einwandfrei mit der Integration des Zählers der Bandwaage und der des Zählers der Dosierbandwaage übereinstimmt, auch auf den dynamischen Vorgang der dauernden Nachführung" der Bandwaage von der Dosierbandwaage aus bezogen, beizubehalten. Da es darauf ankommt, eine Übereinstimmung der Zähler auch beim dynamischen Nachfolgevorgang zu erhalten, wird erfindungsgemäß dem Spannungsvergleichsverfahren ein Zählervergleichsverfahren überlagert. Hierbei wird sowohl derProzent-

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anteil p der Bandwaagenspannung als auch die Dosierbandwaagenspannung zusätzlich durch je einen Wechselstromzähler mit Photozellenabtastung in eine Impulsfolge und anschließend vorzugsweise durch Schrittschaltwerke in Drehbewegungen verwandelt, deren Differenz mit der mittels eines Hilfsmotors in eine proportionale Drehbewegung verwandelten Ausgangsspannung des Nullgerätes verglichen wird, wobei die sich ergebende Drehbewegungsdifferenz wiederum zur Steuerung des Antriebsmotors der Dosierbandwaage dient. Die Differenzbildung der von den beiden Schrittschaltwerken erzeugten Drehbewegungen erfolgt vorzugsweise in einem an sich bekannten mechanischen Differentialgetriebe. Der Vergleich der Drehbewegungen des Differentialkäfigs und des Hilfsmotors erfolgt in einem weiteren Differentialgetriebe, von dessen Käfig eventuell über ein Getriebe der Antriebsmotor der Dosierbandwaage gesteuert wird. Statt der mechanischen Differentialgetriebe können, ohne Veränderung des Erfindungsgedankens, auch an sich bekannte elektrische Differentiale verwandt werden.

Die Abb. 1 und 2 zeigen je ein Anwendungsbeispiel des neuen Verfahrens. Hierbei handelt es sich beispielsweise um die bei der Zementfabrikation für die Herstellung des Rohmaterials wichtige Mischung von Kalk und Sand, wobei im Sand schon die übrigen eventuell erforderlichen Bestandteile, wie Ton oder auch Eisenoxyd, enthalten seien. Bandwaage 1 (Abb. 1) fördert eine pro Zeiteinheit nicht konstant anfallende Kalkmenge in den Bunker 3. Die Dosierbandwaage 2 muß in jedem Augenblick eine solche Menge Sand in den Bunker liefern, daß das Mischungsverhältnis 78 : 22 beträgt.

Die Auswägevorrichtung 6 der Bandwaage 1, deren Bandantriebsmotor 20 durch Anlaß widerstand 18 geregelt wird, ist mit dem Kontaktarm 4 des Potentiometers 8 gekuppelt. An den Endpunkten des Potentiometers 8 Hegt eine von der durch das Band 1 angetriebenen Tachomaschine 10 erzeugte und der Bandgeschwindigkeit proportionale Gleichspannung. Da die Bewegung des Kontaktarmes 4 dem Gewicht pro Bandlängeneinheit proportional ist, greift er am Potentiometer 8 eine Spannung U₁ ab, die dem Gewicht pro Zeiteinheit proportional ist. Von dieser Spannung wird über einen weiteren Spannungsteiler 12 eine Teilspannung im Verhältnis 78 :22 abgenommen, in einem Gleichstromverstärker 13, beispielsweise einem Photozellenkompensator, verstärkt und anschließend dem Nullgerät 15 zugeführt.

Die Auswägevorrichtung 7 der Bandwaage 2 ist mit dem Kontaktarm 5 des Potentiometers 9 gekuppelt. An den Endpunkten des Potentiometers 9 liegt eine von der durch das Band 2 angetriebenen Tachomaschine 11 erzeugte und der Bandgeschwindigkeit proportionale Gleichspannung. Kontaktarm 5 greift eine dem Gewicht pro Zeiteinheit proportionale Spannung U₂ ab, die in einem Gleichstromverstärker 14 verstärkt dem Nullgerät 15 zugeführt wird. Im Nullgerät 15 werden beide Spannungen verglichen und eine eventuelle Spannungsdifferenz möglicherweise über einen weiteren, nicht eingezeichneten Verstärker dem Hilfsmotor 16 zugeführt, der über Anlaßwiderstand 17 den Antriebsmotor 19 der Dosierbandwaage 2 so lange nach reguliert, bis die Spannungsdifferenz am Ausgang des Nullgeräts 15 verschwindet.

Abb. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens, wobei dem Spannungsvergleichsverfahren ein Zählervergleicbsverfahren überlagert ist. Die Spannung am Ausgang des Photozellenkompensators 13 wird zusätzlich, eventuell unter Zuschaltung eines nicht eingezeichneten Belastungswiderstandes, einem Amperestundenzähler 29 zugeführt, dessen rotierende Scheibe derart mit einer Strahlenfalle mit Photozelle 30 zusammenwirkt, daß bei jeder Umdrehung der Scheibe ein Impuls ausgelöst wird. Die Impulse werden in einem Verstärker verstärkt, in einem Schrittschaltwerk 35 in eine Drehbewegung verwandelt, die auf das Kegelrad 27 des Differentialgetriebes 26 einwirkt.

Gleichzeitig wird die Spannung am Ausgang des Photozellenkompensators 14 zusätzlich einem Amperestundenzähler 31 zugeführt, dessen rotierende Scheibe wiederum mit einer Strahlenfalle mit Photozelle 32 derart zusammenwirkt, daß bei jeder Umdrehung der Scheibe ein Impuls ausgelöst wird. Die Impulse werden in einem Verstärker 34 verstärkt, in einem Schrittschaltwerk 36 in eine Drehbewegung verwandelt, die auf das Kegelrad 28 des Differentialgetriebes 26 einwirkt. Durch geeignete Polung erreicht man, daß in Differential 26 die Differenzbildung beider Drehbewegungen erfolgt. Der Käfig 25 dieses Differentialgetriebes 26 ist mit dem Kegelrad 23 eines weiteren Differentialgetriebes 21 mechanisch gekuppelt, dessen Gegenkegelrad 24 eventuell über ein geeignetes, nicht eingezeichnetes Zwischengetriebe mit der Welle des Hilfsmotors 16 gekuppelt ist. Durch die Drehbewegungen des Käfigs 22 dieses Differentialgetriebes 21 wird unter Zwischenschaltung des Getriebes 37 der Anlaß widerstand 17 zum Antriebsmotor der Dosierbandwaage 2 betätigt und dieser so lange geregelt, bis alle Spannungsdifferenzen zu Null geworden sind.

Claims

P A T E N T A N S P R V C H E:

1. Verfahren zur Steuerung einer Dosierbandwaage durch eine Bandwaage, so daß das Gewicht des von der Dosierbandwaage gelieferten Schüttgutes in einstellbarem Maße von dem auf der Bandwaage verwogenen Schüttgutstrom abhängig ist und auch bei schnellen Gewichtsänderungen des auf der Bandwaage verwogenen Schüttgutstromes das von der Dosierbandwaage gelieferte Schüttgutgewicht zur Wiederherstellung der eingestellten Abhängigkeit nachgeregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder der beiden Waagen (1, 2) eine der von ihnen verwogenen Gewichtsmenge pro Zeiteinheit proportionale elektrische Spannung (U₁, U₂) erzeugt wird und die in einem elektrischen Vergleichsgerät festgestellte Abweichung von einer die eingestellte Abhängigkeit definierenden elektrischen Spannung ständig zur sofortigen Nachregelung des Dosierbandantriebsmotors benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem auf der Dosierbandwaage ermittelten Gewicht proportionale Spannung mit einem eingestellten Prozentsatz der Bandwaagenspannung verglichen und die eventuell festgestellte Differenz beider Spannungen als Regelungsspannung für den Dosierbandantriebsmotor benutzt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Waagen (1,2) einen mit der Auswägevorrichtung (6, 7) verbundenen Kontaktarm (4., 5) aufweist, der die Spannung (EJ₁₁ U₂) an einem Potentiometer (8, 9) abgreift, weiches an einer vorzugsweise durch eine Tachomaschine (10, 11) erzeugten, der Band-

geschwindigkeit proportionalen Spannung liegt, und daß die abgegriffenen Spannungen einem gemeinsamen Nullgerät (15) zugeführt werden, welches bei Spannungsungleichheit mittels seiner Ausgangsspannung die Drehzahl des Antriebsmotors (19) der Dosierbandwaage (2), wenn erforderlich über einen Servomotor (16) und einen Regelwiderstand (17), verändert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein parallel zu Potentiometer (8) liegendes Potentiomter (12) zur Einstellung des Prozentanteils p der Bandwaagenspannung (U₂).

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Prozentanteil p der Bandwaagenspannung (U₁) als auch die Dosierbandwaagenspannung (U₂) zusätzlich durch je einen Wechselstromzähler (29, 31) mit Photozellenabtastung (30, 32) in eine Impulsfolge und anschließend vorzugsweise durch Schrittschaltwerke (35, 36) in Drehbewegungen verwandelt wird, deren Differenz mit der mittels eines Hilfsmotors (16) in eine proportionale Drehbewegung verwandelten Ausgangsspannung des Nullgerätes (15) verglichen wird, wobei die sich ergebende Drehbewegungsdifferenz wiederum zur Steuerung des Antriebsmotors der Dosierbandwaage dient.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzbildung der von den Schrittschaltwerken (35, 36) erzeugten Drehbewegungen in einem an sich bekannten mechanischen Differentialgetriebe (26) erfolgt.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich der Drehbewegungen des Hilfsmotors (16) und des Käfigs (25) von Differentialgetriebe (26) in einem weiteren Differentialgetriebe (23) erfolgt, von dessen Käfig (22), gegebenenfalls über ein Getriebe (37), der Antriebsmotor (19) der Dosierbandwaage (2) gesteuert wird.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß statt der mechanischen Differentialgetriebe an sich bekannte elektrische Differentiale verwandt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 1 125 705, 2 261 655.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909 507/165 4.