DE1549277C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Steuerung einer Dosleranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Steuerung einer mindestens eine diskontinuierlich zu beschickende und zu entleerende Dosierwaage aufweisenden Dosieranlage, bei dem die Füllung der Dosierwaage durch Vergleich eines der jeweiligen Füllmenge entsprechenden Istwerts mit einem der gewünschten Füllmenge entsprechenden Sollwert gesteuert wird, bei dem der der erreichten Füllmenge entsprechende Istwert registriert wird und bei dem der Istwert vor der Registrierung zur Registrierung gespeichert wird.

Nach dem »Handbuch des Waagenbaues« von Reimpell-Bachmann, Hamburg, 1966, Bd. 3, Seite 109 bis 126 und Seite 212 sowie nach der DT-AS 1230580 ist es bekannt, das analoge Ergebnis einer Wägung durch einen Analog-Digitalwandler in ein digitales Signal zur Registrierung umzuwandeln und zur Weiterverarbeitung zu speichern.

Nach der Zeitschrift »Die Mühle«, Heft 20, v. 18. Mai 1967, S. 284 und 287, ist es bekannt, in einer Wiegevorrichtung mehrere Waagen vorzusehen.

Eine analoge Registrierung ohne Analog-Digitalwandlung ist nach dem oben genannten Handbuch des Waagenbaues Seite 110 bekannt.

Nach Seite 121 dieses Buches sind auch Analog-Digitalwandler bekannt, in denen zur Wandlung Meßwiderstände vorgesehen sind.

Abfrage-Einrichtungen zum Auslösen bestimmter

Funktionen sind nach der DT-PS 972 959 bekannt.

Die Aufteilung eines Gutstromes in einen Grobstrom und einen Feinstrom und eine Umsschalteinrichtung dazu ist aus der genannten Zeitschrift »Die Mühle« bekannt. Eine Geschwindigkeitsregelung des Gutstromes ist aus dem genannten Handbuch des Waagenbaues Seite 212 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Verfahren und einer Schaltungsanordnung eingangs genannter Art unabhängig von der Zeitdauer, die zur Registrierung des erreichten Ist-Werts erforderlich ist, die Dosierwaage so rasch wie möglich zur Entleerung und erneuten Beschickung freizugeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Speicherung- noch vor der Registrierung- die Entleerung

und anschließende erneute Beschickung der Dosierwaage freigegeben wird, und daß die Registrierung des Istwerts erst nach der Freigabe der Dosierwaage zur Entleerung und erneuten Beschickung erfolgt.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Registrierung der η-ten Beschickung während des Beginns der n+ lten Beschickung nach Freigabe. Mit der n+ lten Beschickung braucht also nicht gewartet zu werden, bis die n-te Beschickung registriert ist.

Wird das Verfahren zur Steuerung einer mehrere diskontinuierlich mit unterschiedlichen Füllmengen zu beschickende und zu entleerende Dosierwaagen aufweisenden Dosieranlage verwendet, so ist es zur Beschleunigung seines Ablaufs bevorzugt dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmengen pro Zeiteinheit, mit denen die einzelnen Dosierwaagen beschickt werden, derart bemessen sind, daß alle Dosierwaagen in wenigstens annähernd untereinander gleichen Zeiträumen mit den ihnen zugeordneten Füllmengen beschickt sind und die Registrierung der Istwerte erst nach der Freigabe aller Dosierwaagen zur Entleerung und erneuten Beschickung erfolgt.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens mit wenigstens einem Istwert-Geber, der über einen steuerbaren Schalter wahlweise mit einer an einen Sollwert-Geber angeschlossenen ersten Vergleichsschaltung und mit einer an ein digitales Zähl- und Speicherwerk angeschlossenen zweiten Vergleichsschaltung zu verbinden ist, ist in einer besonders einfachen und betriebssicheren Ausführungsform gekennzeichnet durch eine von der zweiten Vergleichsschaltung und einer Registriereinrichtung gesteuerte bistabile Kippstufe zur Umschaltung des steuerbaren Schalters von der ersten Vergleichsschaltung auf die zweite Vergleichsschaltung, wenn der Istwert den Sollwert erreicht hat, und zur Sperrung des digitalen Zähl- und Speicherwerks, wenn der von dem Zählwerk in das Speicherwerk eingegebene Digitalwert dem erreichten Istwert entspricht.

Vorteilhafte Ausführungsformen dieser Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Prinzipdarstellung einer einzelnen Dosierwaage;

Fig. 2 als Ausführungsbeispiel die Schaltung einer Steuerung für mehrere Dosierwaagen.

Eine Dosierwaage 10 (Fig. 1) wird über einen Einfülltrichter 11 und eine Transportschnecke 12 mit dem zugehörigen Antriebsmotor 13 beaufschlagt. An der Dosierwaage 10 greift eine Kraftmeßdose 14 an, die eine dem Inhalt der Dosierwaage 10 proportionale Meßgröße liefert. Die Entleerung erfolgt durch Drehung der Dosierwaage 10 mit Hilfe des Stellmotors 15 um 360°. Über eine weitere Förderschnecke 16 wird das gewogene Material abtransportiert.

Die Steuerschaltung nach Fig. 2 ist ausgelegt für die Steuerung von drei Dosierwaagen. Als Registriergerät dient ein Mehrfarben-Punktschreiber 17, über dessen Meßstellen-Umschalter 18 die gespeicherten Meßwerte abgefragt werden; dieser Umschalter ist für die Abfragung von drei weiteren, hier nicht dargestellten Speichern ausgelegt.

Die Spannungsversorgung der Steuerschaltung erfolgt über die Versorgungsgeräte 19. Da die einer jeden Dosierwaage 10 zugeordneten Steuerkreise im Aufbau und in ihrer Funktion gleich sind, soll nur der Steuerkreis einer Dosierwaage beschrieben werden. Dieser enthält zwei Zähldekaden 20, 21, die von einem für alle Steuerkreise gemeinsamen Impulsgene-

rator 22 angesteuert werden. Die Zähldekaden 20, 21 sind zu einem System zusammengefaßt; insgesamt kann bis zu der Zahl 99 gezählt werden. Ausgangsseitig sind mehrere Schaltrelais oder Schalttransistoren 23 angeschlossen, mit denen die Widerstände 24 geschaltet werden. Die Bemessung dieser Widerstände ist abhängig von der Kodierung des Zähldekaden-Systems. Da eine solche Zählschaltung im einzelnen bekannt ist, braucht ihre Funktion hier nicht näher beschrieben zu werden. Es soll hier eine Spannung digital

¹S aufgebaut werden, die einem analogen Füllungsistwert entspricht, wobei eine Speicherung dadurch erfolgt, daß die jeweils zum Zeitpunkt der Sperrung der Zählung eingeschalteten Schaltrelais oder Schalttransistoren 23 eingeschaltet bleiben, bis nach erfolgter Registrierung ein Löschsignal gegeben wird.

Die Kraftmeßdose 14 ist als Brückenschaltung 25 aufgebaut, welche den erfaßten Füllungsistwert in eine elektrische Größe umformt, die eine dem augenblicklichen Füllgewicht entsprechende analoge Meßspannung abgibt. Dieser Brückenschaltung 25 der Kraftmeßdose 14 ist ein Schaltungskreis 26 vorgeschaltet, der teils zur Justierung und Eichung und teils zur elektrischen Berücksichtigungeines Vorgewichtes und zur Einstellung der Empfindlichkeit dient und hier im einzelnen nicht weiter beschrieben werden soll. An dem Ausgang der Brückenschaltung 25 der Kraftmeßdose 14 ist ein zweistufiger Gleichspannungsverstärker 27 angeschlossen, der gleichzeitig Störfrequenzen aussiebt. Im Ausgangskreis des Verstärkers 27 liegen eine Anzeige 28 und ein Belastungswiderstand 29. Der Füllungsistwert wird als Spannung an der Klemme 30 abgegriffen, die mit der Klemme 31 verbunden ist (Verbindung hier nicht gezeichnet), und gelangt auf den Istwert-Vergleichswiderstand 32.

Zur jeweiligen Umschaltung des Füllungsistwerts von diesem Widerstand entweder auf den Regelkreis oder auf den Analog-Digital-Wandler dient der Kontakt 33, der ebenso wie der später noch erläuterte Kontakt 34 dem Schaltrelais 35 zugeordnet ist.

Der Regelkreis, auf den zunächst eingegangen werden soll, enthält zur Sollwertvorgabe für die Waagenfüllung ein Potentiometer 36, an dessen Abgriff der Sollwert-Vergleichswiderstand 37 liegt. Außerdem liegt in diesem Schaltungszweig des Regelkreises ein Potentiometer 38 zur Einstellung eines Vorsollwertes, bei dem von Grobdosierung auf Feindosierung umgeschaltet werden soll. Bei Erreichen dieses Vorsollwertes spricht ein Meßkipper 39 an, der die Drehzahl des Motors 13 herabsetzt. Dies geschieht dadurch, daß ein vom Meßkipper 39 betätigtes Verriegelungsrelais 49 das bisher für die höhere Motordrehzahl eingeschaltete Schütz 50 abfallen läßt; zugleich wird ein Schütz 51 eingeschaltet, das den Motor 13 mit kleinerer Drehzahl laufen läßt. Dies geschieht solange, bis der Füllungsistwert einen weiteren, an einem Potentiometer 40 eingestellten Sollwert erreicht hat, bei dem ein Meßkipper 41 den Motor 13 ganz stillsetzt. Fällt also der Meßkipper 41 ab, so schaltet ein weiteres Verriegelungsrelais 52 auch das Schütz 51 ab. Diese Stillsetzung erfolgt kurz vor Erreichen des am Potentiometer 36 vorgegebenen Sollwertes unter Berücksichtigung der bis zum tatsächlichen Abstoppen der Beschickung gültigen Zeitkonstante. Die dem Fül-

lungsistwert entsprechende Spannung ist jetzt gleich der Sollwertspannung, das heißt, die am Meßkipper 41 anliegende Spannung ist wegen der Gegeneinanderschaltung dieser Spannungen Null.

Durch die Auslegung der Dosierschnecke 12 und der Drehzahl des Motors 13 ist im Normalbetrieb sichergestellt, daß die Analog-Digital-Umwandlung nicht früher beginnt, als bis die Beschickung der Dosierwaagen 10 beendet ist. Der mit dem Meßstellen-Umschalter 18 gekuppelte Schalter 42 hat bei Beginn eines Abfrage-Zyklus durch Einschalten des Relais 43 veranlaßt, daß über dessen Kontakt 44 ein Steuersignal auf eine bistabile Kippstufe 45 aller Steuerkreise gleichzeitig gegeben wird. Dieses Signal bewirkt das Durchschalten der bistabilen Kippstufe 45 derart, daß das Schaltrelais 35 anspricht und darüber hinaus bewirkt das Signal, daß alle Zähldekaden auf Null gesetzt werden. Durch Ansprechen des Schaltrelais 35 werden die der Dosierwaage 10 zugeordneten Motoren 13 und 15 verriegelt, das heißt es werden eine weitere Beschickung und eine Entleerung der Dosierwaage 10 gesperrt. Zugleich wird aber auch über den Kontakt 33 der Füllungsistwert vom Regelkreis auf eine Leitung 46 geschaltet, auf die auch die Widerstände 24 geschaltet sind. Jetzt wird mittels der Zähldekaden 20, 21 und der Schaltrelais 23 an den aus den parallel geschalteten Widerständen 24 gebildeten Widerstandsgruppen stufenweise eine Spannung aufgebaut, die sich der dem Füllungsistwert entsprechenden Spannung immer mehr nähert. Wird die Differenz zwischen diesen beiden Spannungen Null, so schaltet ein Meßkipper 47 auf seinen unteren Ausgang um. Aus diesem Ausgang gelangt jetzt ein Signal über ein Zeitglied 48, das zur Unterdrückung von Störsignalen dient, auf den unteren Eingang der bistabilen Kippstufe 45, die daraufhin umschaltet. Bei dieser Umschaltung wird zunächst die Impulseingabe in die Zähldekaden 20, 21 gesperrt. Außerdem fällt das Schaltrelais 35 ab, das heißt, es wird durch seinen jetzt schließenden Kontakt 34 die Entleerung der Dosierwaage 10 freigegeben, wobei gleichzeitig der Füllungsistwert durch den Kontakt 33 wieder auf den Regelkreis umgeschaltet wird.

Nachdem sich dieser Vorgang in den Steuerkreisen aller Dosierwaagen unabhängig voneinander abgespielt hat, registriert der Mehrfach-Punktschreiber 17 den Speicherwert für den Füllungsistwert der ersten Dosierwaage. Dann schaltet der Meßstellen-Umschalter 18 auf den Speicherwert der nächsten Dosierwaage um und registriert auch ihn. Die Abfragegeschwindigkeit ist nach oben hin durch die mögliche Schreibgeschwindigkeit des Schreibers begrenzt. Wenn kein Summen-Impulszähler zusätzlich verwendet wird, kann der Gesamtdurchsatz in jedem Fall durch Ausplanimetrieren der vom Schreiber aufgezeichneten Werte erfolgen, wenn die Abfragefrequenz des Meßstellen-Umschalters 18 und der Papiervorschub des Schreibers synchronisiert sind.

Während die Registrierung erfolgt, werden die Dosierwaagen bereits entleert und wieder neu gefüllt.

Zu dem beschriebenen Steuerkreis dieser einen Dosierwaage gehört ferner noch ein Schütz 53 zur Betätigung des Motors 15, das eingeschaltet wird, wenn über den Kontakt 34 und ein Wisch-Relais 54 die Entleerung freigegeben wird. Die Dosierwaage 10 weist einen Endschalter 55 auf, über den das Wiegegefäß nach der Entleerung in der richtigen Stellung wieder stillgesetzt wird.

Den beiden zur Betätigung des Motors 13 dienenden Schützen 50 und 51 ist steuerkreisseitig noch ein Verzögerungsrelais 56 vorgeschaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung einer mindestens eine diskontinuierlich zu beschickende und zu entleerende Dosierwaage aufweisenden Dosieranlage, bei dem die Füllung der Dosierwaage durch Vergleich eines der jeweiligen Füllmenge entsprechenden Istwerts mit einem der gewünschten Füllmenge entsprechenden Sollwert gesteuert ist, bei dem der der erreichten Füllmenge entsprechende Istwert registriert wird und bei dem der Istwert vor der Registrierung zur Registrierung gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Speicherung - noch vor der Registrierung - die Entleerung und anschließende erneute Beschickung der Dosierwaage freigegeben wird, und daß die Registrierung des Istwerts erst nach der Freigabe der Dosierwaage zur Entleerung und erneuten Beschickung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Steuerung einer mehrere diskontinuierlich mit unterschiedlichen Füllmengen zu beschickende und zu entleerende Dosierwaagen aufweisenden Dosieranlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmengen pro Zeiteinheit, mit denen die einzelnen Dosierwaagen beschickt werden, derart bemessen sind, daß alle Dosierwaagen in wenigstens annähernd untereinander gleichen Zeiträumen mit den ihnen zugeordneten Füllmengen beschickt sind und die Registrierung der Istwerte erst nach der Freigabe aller Dosierwaagen zur Entleerung und erneuten Beschickung erfolgt.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einem Istwert-Geber, der über einen steuerbaren Schalter wahlweise mit einer an einen Sollwert-Geber angeschlossenen ersten Vergleichsschaltung und mit einer an ein digitales Zähl- und Speicherwerk angeschlossenen zweiten Vergleichsschaltung zu verbinden ist, gekennzeichnet durch eine von der zweiten Vergleichsschaltung (47) und einer Registriereinrichtung (17) gesteuerte bistabile Kippstufe (45) zur Umschaltung des steuerbaren Schalters (33) von der ersten Vergleichsschaltung (37 bis 41) auf die zweite Vergleichsschaltung (47), wenn der Istwert den Sollwert erreicht hat, und zur Sperrung des digitalen Zähl- und Speicherwerks (20 bis 24), wenn der von dem Zählwerk (20, 21, 22) in das Speicherwerk (23, 24) eingegebene Digitalwert dem erreichten Istwert entspricht.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vergleichsschaltung (37 bis 41) einen ersten Vorsoll-Geber (38) zur Umschaltung eines Beschickungsmotors (13) von einer höheren auf eine niedrigere Geschwindigkeitsstufe und einen zweiten Vorsoll-Geber (40) zur Ställsetzung des Beschickungsmotors (13) kurz vor Erreichen des Sollwerts aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Registriereinrichtung (17) einen Meßsteilenumschalter (18,42) aufweist, der bei Beginn eines Registrierzyklusses einen Schalter (44) zur Rückstellung aller Zählwerke (20, 21) auf Null betätigt und die bistabile Kippstufe (45) in einen Zustand schaltet, in dem sie den Istwert-Geber (14,25 bis 32) mit der zweiten Vergleichsschaltung (47) verbindet, die Zählwerke (20, 21) zur Beschickung mit von einem Impulsgenerator (22) erzeugten Zählimpulsen freigibt und die Motore (13, 15) für eine Entleerung und erneute Beschickung der Dosierwaage (10) sperrt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vergleichsschaltung (47) die bistabile Kippstufe (45), wenn der von dem Zählwerk (20, 21, 22) in das Speicherwerk (23, 24) eingegebene Digitalwert dem erreichten Istwert entspricht, in einen Zustand schaltet, in dem sie die Beschickung der Zählwerke (20, 21) mit den Zählimpulsen sperrt, die Motore (13, 15) für die Entleerung und die erneute Beschickung der Dosierwaage freigibt und den Istwert-Geber (14, 25 bis 32) mit der ersten Vergleichsschaltung (37 bis 41) verbindet.