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Anordnung zum Aufrechterhalten eines gewichtsmäßig konstanten Mischungsverhältnisses
zweier kontinuierlich miteinander zu mischender Stoffe Die Erfindung betrifft eine
Anordnung zum Aufrechterhalten eines gewichtsmäßig konstanten Mischungsverhältnisses
zweier kontinuierlich miteinander zu mischender Stoffe mittels Waagen, deren pro
Gewichtseinheit abgegebenen Impulse miteinander verglichen werden und beim Überschreiten
einer vorbestimmten Abweichung eine Steuervorrichtung betätigen.
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Hierbei bestand die Aufgabe, eine Anordnung zu schaffen, die es gestattet,
das Verhältnis zweier kontinuierlich miteinander zu mischender Stoffe konstant zu
halten. Die bisher für derartige Aufgabe verwandten, rein analog arbeitenden Verfahren
erfüllten in vielen Fällen die an die Genauigkeit zu stellenden Anforderungen nicht.
Die Messung der zu mischenden Mengen ist zwar dadurch sehr genau, daß man die Stoffe
aus sogenannten Wiegebehältern auslaufen läßt, jedoch ist die für die Regelung erforderliche
Auswertung bei den analog arbeitenden Vorrichtungen bisher noch unbefriedigend.
So werden bei einer bekannten Vorrichtung die den Meßwerten analogen Größen einem
mit einer Lichtschranke zusammenwirkenden Amperestundenzähler, d. h. einem Analog-Digital-Umsetzer,
zugeführt, wobei dieser je Umdrehung die Abgabe eines Impulses bewirkt. Diese Impulse
werden aber nach ihrer Verstärkung mit Hilfe eines Schrittschaltwerkes wieder in
eine Drehbewegung, d. h. in eine analoge Größe umgewandelt, die auf das Kegelrad
eines Differentials einwirkt. Diese Anordnung arbeitet demnach in ihren wesentlichen
Teilen analog und hat damit auch die Nachteile der rein analog arbeitenden Anordnungen.
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Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß die geforderte
Genauigkeit mit Hilfe digital arbeitender Anordnungen erreichbar ist. Ziel der Erfindung
ist es somit, eine solche digital arbeitende Anordnung zum Konstanthalten des Mischungsverhältnisses
zweier kontinuierlich miteinander zu schender Stoffe zu schaffen. Es ist selbstverständlich,
daß bei digital arbeitenden Anordnungen an Stelle der analogen Messung der Mengen
der zu mischenden Stoffe eine digitale Messung treten muß. Dazu müssen demnach Waagen
benutzt werden, die je Gewichtseinheit einen Impuls abgeben. Bei einer Anordnung
der oben bezeichneten Art wird daher so vorgegangen, daß erfindungsgemäß die von
den beiden Waagen abgegebenen Impulse über zwei entsprechend dem Mischungsverhältnis
voreinstellbare Frequenzteiler einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler zuführbar sind, derart,
daß beim richtigen Mischungsverhältnis in den Zähler gieichviel Impulse pro Zeiteinheit
eingespeist werden, während bei einer Abweichung vom richtigen Mischungsverhältnis
der Zähler entsprechend der Differenz der Impulse weitergeschaltet wird und beim
Überschreiten eines vorgegebenen Zählerstandes ein Stellglied steuert.
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Als Frequenzteiler für die Herabsetzung der Impulsfolgen entsprechend
dem Mischungsverhältnis können Zähler vorgesehen werden, deren Zählkapazität einstellbar
ist. Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung steuert der Vorwärts-Rückwärts-Zähler
erst bei Überschreiten des Wertes 12 2 ein Stellglied. Bei den Stellungen +1 und
des Vorwärts-Rückwärts-Zählers tritt damit also noch keine Wirkung auf das Stellglied
ein. Es ist nämlich zu bexücksichtigen, daß im allgemeinen zwischen den beiden Impulsfolgen
ein Phasenunterschied besteht, so daß an dem einen Eingang des Vorwärts-Rückwärts-Zählers
ein Impuls stets früher erscheint als an dem anderen Eingang. Demnach ergibt sich
ständig eine Abweichung von + 1 oder - 1 vom Sollwert des Vorwärts-Rückwärts-Zählers.
Eine solche durch den Phasenunterschied der beiden Impulsfolgen hervorgerufene Abweichung
vom Sollwert des Zählerstandes darf aber, da das Mischungsverhältnis ja konstant
geblieben ist, nicht zur Steuerung des Stellgliedes führen. Schließlich kann in
Weiterbildung der Erfindung gleichzeitig mit der Steuerung des Stellgliedes der
Vorwärts-Rückwärts-Zähler wieder auf seinen Ausgangszustand zurückgestellt werden.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an einem schematischen Ausführungsbeispiel
erläutert.
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Die in der Figur dargestellte Anordnung besteht aus den beiden Waagen
WA und WB, welche pro Gewichtseinheit einen Impuls abgeben, und den mit diesen Waagen
verbundenen, entsprechend dem ge-
wünschten Verhältnis der beiden
kontinuierlich miteinander zu mischenden Stoffe einstellbaren Frequenzteilern FA
und FB. Die Ausgänge der beiden Frequenzteiler FA und FB sind mit den beiden Eingängen
V und R eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers VRZ verbunden. Weiterhin sind zwei Koinzidenzgatter
K 1 und K 2 vorgesehen, die mit den Ausgängen des Vorwärts-Rückwärts-Zählers VRZ
so verbunden sind, daß bei bestimmten Zählerständen, z. B. 1 2, jeweils deren beide
Eingänge angesteuert werden. Das Koinzidenzgatter K 1 wird z. B. bei positiver und
Koinzidenzgatter K2 bei negativer Abweichung vom Sollwert angesteuert. Entsprechend
der Abweichung Sn positiver oder negativer Richtung und der Ansteuerung der zugeordneten
Koinzidenzgatter K1 bzw. K2 erscheint dann auf den Steuerleitungen Sti bzw. Set
2 ein zur Steuerung eines Stellgliedes für die Einregelung des Mischungsverhältnisses
verwendbares Steuersignal. Mit den beiden Steuerleitungen Stl und St2 sind die beiden
Eingänge eines Mischgatters M verbunden. Wenn auf einer der beiden Leitungen Sti
bzw. Set 2 ein Impuls erscheint und damit ein Stellglied aussteuert, wird gleichzeitig
über das Mischgatter M der Vorwärts-Rückwärts-Zähler VRZ auf seinen Normalstand
zurückgestellt.
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Die Anordnung arbeitet wie folgt: Bei richtiger Einstellung des Mischungsverhältnisses
ist die Zahl der von den Ausgängen der beiden Frequenzteiler FA und FB kommenden
Impulse gleich groß. Da der Vorwärts-Rückwärts-Zähler VRZ so aufgebaut ist, daß
er die seinem Eingang V zugeführten Impulse zum jeweiligen Zählerstand addiert,
die dem Eingang R zugeführten Impulse aber vom Zählerstand subtrahiert, wird bei
gleicher Anzahl der den beiden Eingängen V und R zugeführten Impulse der Zählerstand
unverändert bleiben. Solange aber der Zählerstand des Vorwärts-Rückwärts-Zählers
unverändert bleibt, werden auch die beiden Koinzidenzgatter K 1 und K2 nicht angesteuert,
und auf den Steuerleitungen St 1 und St2 erscheinen keine Steuersignale.
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Bei Abweichung des Mischungsverhältnisses vom Sollwert erhöht sich
die Frequenz der einen Impulsfolge gegenüber der Frequenz der anderen Impulsfolge,
so daß je nach der Größe der Abweichung der Vorwärts-Rückwärts-Zähler VRZ früher
oder später Abweichung anzeigt. Wenn die Abweichung vom Normalstand des Zählers
einen vorbestimmten, einstellbaren Wert erreicht hat, werden je nach Richtung der
Abweichung vom Normalwert entweder die beiden Eingänge des Koinzidenzgatters K 1
oder die beiden Eingänge des Koinzidenzgatters K2 angesteuert und auf der mit dem
angesteuerten Koinzidenzgatter verbundenen Steuerleitung Stl bzw. St2 erscheint
ein zur Steuerung eines Stellgliedes für die Einregelung des Mischungsverhältnisses
dienendes Steuersignal. Gleichzeitig mit dem auf einer der
Steuerleitungen auftretenden
Steuersignale wird durch die Verbindung der Steuerleitungen Sti bzw.
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St2 über das Mischgatter M mit dem Zähler VRZ dieser wieder auf seinen
Normalstand zurückgestellt.
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Falls die durch das Steuersignal hervorgerufene Verstellung des das
Mischungsverhältnis bestimmenden Stellgliedes zu groß war oder aber nicht ausreichte,
erfolgt eine weitere Nachregelung dann, wenn die Differenz der von den beiden Frequenzteilern
FA und FB kommenden Impulse wieder die im Vorwärts-Rückwärts-Zähler VRZ voreingestellte,
zulässige Abweichung erreicht hat.
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Sprunghafte Anderungen des Mischungsverhältnisses können mit der
erläuterten Anordnung nicht innerhalb einer Regelperiode ausgeglichen werden, jedoch
bietet die Anordnung den Vorteil, daß die Regelung um so schneller wirkt, je größer
die Abweichung vom Sollwert ist, weil dann der Vorwärts-Rückwärts-Zähler in einer
kürzeren Zeit den Wert der höchstzulässigen Abweichung erreicht hat und ein Steuersignal
an das Stellglied abgibt.