DE19512416A1

DE19512416A1 - Method for monitoring metering accuracy in fluid handling installation

Info

Publication number: DE19512416A1
Application number: DE19512416A
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl Ing Teuchert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-24
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2015-04-04
Also published as: DE4434264C2; DE19512416C2; DE4434264A1

Abstract

A method of programmed monitoring of the metering accuracy of a dispensing installation delivering the various fluids mixed to form a made-up product in the storage tanks (4, 5) employs a separate liquid medium for calibration checks on the metering performance.The medium may be a conventional flushing liquid or one of the component fluids which comprise the product and the method requires that a product tank (4) is completely emptied before being filled to the level determined by the gauge (7).The accurately known volume is compared with the metered result for each component (1, 2, 3) by the control/evaluation unit (b) and errors exceeding a given tolerance corrected.

Description

Es ist bekannt, die Dosiergenauigkeit von Mehrkomponenten-Dosieranlagen mit einem automatischen Verfahren zu prüfen und einzuhalten [P 44 34 264].It is known the dosing accuracy of multi-component dosing systems to be checked and observed with an automatic procedure [P 44 34 264].

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das in [P 44 34 264] beschriebene Verfahren zu vereinfachen, ohne die Genauigkeit des Prüfergebnisses zu beeinträchtigen.The invention has for its object that described in [P 44 34 264] Simplify procedures without increasing the accuracy of the test result affect.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 in [P 44 34 264], bei dem auf die Bestimmung des unteren Füllstandgrenzwertes im Produkttank verzichtet wird, jedoch sichergestellt wird, daß der Produkttank vor der Befüllung vollständig leer ist und die Kontrollmessung unmittelbar bei Beginn der Befüllung des Produkttankes gestartet wird, wobei der Referenzinhalt des Produkttankes durch einmalige Befüllung des leeren Tankes und Registrierung der Füllmenge bei Erreichen des oberen Füllstandgrenzwertes bestimmt wird.The invention thus relates to a method according to claims 1 to 6 in [P 44 34 264], in which the determination of the lower Level limit in the product tank is waived, but ensured is that the product tank is completely empty before filling and the Control measurement immediately at the start of filling the product tank is started, whereby the reference content of the product tank by unique Filling the empty tank and registering the filling quantity when it is reached of the upper level limit is determined.

Besonders bevorzugt sind die in den Beispielen dargestellten Ausführungsformen.Those shown in the examples are particularly preferred Embodiments.

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich folgende Vorteile:The use of the method according to the invention results in following advantages:

- By dispensing with the lower level limit, the System installation simplified; only the upper level limit is too detect what can be achieved with a single level switch can.
- This can be done by dispensing with the lower level switch Program to control the processes can be simplified because the signal of the lower level limit no longer has to be processed.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Mehrkomponenten-Dosieranlage aus mehreren Dosiereinrichtungen - wobei es unerheblich ist, ob es sich hier um Dosierpumpen, Dosiersysteme mit Durchflußmeßgeräten oder sonstige Dosiereinrichtungen handelt - und einem oder mehreren Produkttanks, in die mit den Dosiereinrichtungen hineindosiert wird. Dosiereinrichtungen und Produkttank(s) sind mit Rohrleitungen verbunden; durch entsprechend angeordnete Ventile können die Fließwege der einzelnen Komponenten geschaltet werden. Die Dosierung während der Produktion erfolgt kontinuierlich oder diskontinuierlich. Die Ansteuerung der Dosiereinrichtungen sowie die Verarbeitung der von den Dosiereinrichtungen abgegebenen Ausgangssignale wird in einer Dosiersteuerung vorgenommen. Die Dosiersteuerung ist mit Programmen zur Abarbeitung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestattet, d. h. sie ist in der Lage, aus dem Referenzinhalt des Produkttanks und dem Ergebnis der Kontrollmessungen den Dosierfehler zu berechnen und - bei der separaten Prüfung einzelner Dosiereinrichtungen - diesen der kontrollierten Dosiereinrichtung zuzuordnen. Weiterhin ermittelt die Dosiersteuerung aus dem Dosierfehler einen Korrekturwert und kompensiert durch Änderungen in der Dosiereinrichtung den Dosierfehler bei nachfolgenden Dosiervorgängen. Dies kann z. B. durch eine geringfügige fernbediente Veränderung der Hublänge bei oszillierenden Dosierpumpen oder durch eine fernbediente geringfügige Veränderung der Impulswertigkeit von Durchflußmessern bei Dosiereinrichtungen mit Durchflußmeßgeräten oder durch andere Korrektureingriffe realisiert werden. Darüber hinaus erfaßt die Dosiersteuerung den Tanktemperaturmeßwert und kompensiert rechnerisch den auf der thermischen Längenänderung des Tankwerkstoffes basierenden Temperatureinfluß auf den Referenzinhalt. Weiterhin wird das Prüf- und Korrekturverfahren automatisch dokumentiert, indem Protokolle über den Ablauf der Kontrollmessung und der ggf. durchgeführten Korrektur ausgedruckt oder als Datei an andere Rechnersysteme übermittelt werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the Multi-component dosing system from several dosing devices - whereby it is irrelevant whether these are metering pumps, metering systems with Flow meters or other metering devices - and one or more product tanks in which the dosing devices is metered into it. Dosing devices and product tank (s) are included Pipelines connected; through appropriately arranged valves the flow paths of the individual components are switched. The Dosing during production takes place continuously or discontinuous. The control of the dosing devices and the Processing of the dispensed devices Output signals are made in a dosing control. The Dosing control is with programs for processing the equipped method according to the invention, d. H. she is able to out the reference content of the product tank and the result of the Control measurements to calculate the dosing error and - with the separate Checking individual dosing devices - those of the controlled ones Assign metering device. The dosing control also determines the dosing error a correction value and compensated by changes in the dosing device the dosing error in subsequent dosing processes. This can e.g. B. by a slight remote-controlled change in Stroke length with oscillating dosing pumps or by remote control slight change in the pulse value of flow meters Dosing devices with flow meters or by others Corrective interventions can be implemented. In addition, the Dosing control measures the tank temperature measurement and computationally compensates those based on the thermal length change of the tank material Influence of temperature on the reference content. Furthermore, the test and Correction procedure automatically documented by logs on the Process of the control measurement and any correction that may have been made printed out or transmitted as a file to other computer systems.

Im Normalbetrieb erfolgt bei jeder Produktionscharge eine Bestimmung des summarischen Dosierfehlers der beteiligten Dosiereinrichtungen. Sofern dieser Fehler innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches liegt, ist davon auszugehen, daß auch die Dosierfehler der einzelnen Dosiereinrichtungen innerhalb eines tolerierbaren Bereiches liegen; anderenfalls müßten sich die Dosierfehler mehrerer an der Dosierung beteiligter Dosiereinrichtungen in ihrer Auswirkung auf den summarischen Dosierfehler genau aufheben, was nur in wenigen Ausnahmen der Fall sein wird. Die Einzelprüfung der Dosiereinrichtungen durch nacheinander ablaufende Befüllung des Produkttanks mit Kontrollflüssigkeit und die ggf. erforderliche Korrektur der Dosiereinrichtungen wird in größerem zeitlichen Abstand, z. B. einmal täglich oder einmal wöchentlich, oder bei Überschreitung des Toleranzbandes des summarischen Dosierfehlers vorgenommen, um die fehlerhafte Dosiereinrichtung zu identifizieren und zu korrigieren.In normal operation, a determination is made for each production batch summary dosing error of the dosing devices involved. Provided this error is within a certain tolerance range, that is assume that the dosing errors of the individual dosing devices are within a tolerable range; otherwise they would have to Dosing errors of several dosing devices involved in the dosing in cancel their effect on the summary dosing error exactly what will only be the case in a few exceptions. The individual test of Dosing devices by successively filling the Product tanks with control liquid and the necessary correction of the Dosing devices are in a larger time interval, for. B. once a day or once a week, or if the tolerance band of the summary dosing error made to the faulty Identify and correct the dosing device.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend Beispiele anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben.To further explain the invention, examples are described below with reference to FIGS. 1 and 2.

In Beispiel 1 (Fig. 1) besteht die Mehrkomponenten-Dosieranlage aus drei einzelnen Dosiereinrichtungen (1), (2), (3). Diese verfügen saugseitig jeweils über einen oder mehrere Anschlüsse für die zu dosierenden Komponenten sowie über jeweils einen weiteren Anschluß für die Kontrollflüssigkeit, mit dem die verfahrensgemäße Überprüfung der Genauigkeit durchgeführt wird. Es ist dabei nicht ausgeschlossen, daß die Kontrollflüssigkeit und eine der im Produktionsbetrieb zu dosierenden Komponenten oder die Kontrollflüssigkeit und eine betriebsübliche Reinigungs- oder Spülflüssigkeit identisch sind, in Fig. 1 ist ein solcher Fall jedoch nicht dargestellt. Über Rohrleitungen und Ventile sind die Dosiereinrichtungen mit Produkttanks (4) und (5) verbunden, wobei mindestens ein Produkttank mit einem Füllstandgrenzwertschalter (7) ausgerüstet ist, in Fig. 1 ist dies Tank (4). Die Dosiereinrichtungen sowie der Füllstandgrenzwertschalter sind mit einer Dosiersteuerung (6) verbunden. Die Dosiersteuerung kann direkt oder durch Kommunikation mit einer separaten Anlagensteuerung die in der Anlage installierten Ventile und evtl. vorhandene Pumpen steuern; es ist auch denkbar, daß die Dosiersteuerung Bestandteil der Anlagensteuerung ist. Die mengenproportionalen Ausgangssignale der Dosiereinrichtungen sind Impulssignale, bei denen jedem Impuls eine bestimmte Menge der dosierten Flüssigkeit entspricht.In example 1 ( Fig. 1), the multi-component dosing system consists of three individual dosing devices ( 1 ), ( 2 ), ( 3 ). On the suction side, these each have one or more connections for the components to be metered as well as one further connection for the control liquid, with which the procedural checking of the accuracy is carried out. It is not excluded that the control liquid and one of the components to be dosed in the production plant or the control liquid and a normal cleaning or rinsing liquid are identical, but such a case is not shown in FIG. 1. The metering devices are connected to product tanks ( 4 ) and ( 5 ) via pipes and valves, at least one product tank being equipped with a level limit switch ( 7 ), in FIG. 1 this is tank ( 4 ). The dosing devices and the level limit switch are connected to a dosing control ( 6 ). The dosing control can control the valves installed in the system and any existing pumps directly or through communication with a separate system controller; it is also conceivable that the metering control is part of the system control. The quantity-proportional output signals of the metering devices are pulse signals in which each pulse corresponds to a certain amount of the metered liquid.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Prüfvorgang an der Dosiersteuerung (6) gestartet. Nach Entleerung von Tank (4) wird der Fließweg für die Befüllung von Tank (4) mit Kontrollflüssigkeit durch Öffnen der entsprechenden Ventile freigegeben, so daß die Kontrollflüssigkeit durch die zu prüfende Dosiereinrichtung in Tank (4) einströmt. Gleichzeitig mit der Freigabe des Fließweges wird die Zählung der von der Dosiereinrichtung abgegebenen Impulse in der Dosiersteuerung (6) gestartet. Die Zählung wird beendet, wenn der Füllstandgrenzwertschalter (7) von der Kontrollflüssigkeit erreicht wird. Das Ergebnis der Zählung wird in der Dosiersteuerung über die bekannte Impulswertigkeit in Mengeneinheiten umgerechnet und als Ergebnis der Kontrollmessung gespeichert; der Durchfluß der Kontrollflüssigkeit wird durch Schließen der entsprechenden Ventile gestoppt, um eine Überfüllung des Behälters (4) zu vermeiden.When carrying out the method according to the invention, the test process is started on the metering control ( 6 ). After the tank ( 4 ) has been emptied, the flow path for filling the tank ( 4 ) with control liquid is opened by opening the corresponding valves, so that the control liquid flows into the tank ( 4 ) through the metering device to be tested. At the same time as the flow path is released, the counting of the pulses emitted by the metering device is started in the metering control ( 6 ). The counting is ended when the level limit switch ( 7 ) is reached by the control liquid. The result of the count is converted into units of measure in the metering control using the known pulse value and stored as the result of the control measurement; the flow of the control liquid is stopped by closing the corresponding valves in order to avoid overfilling the container ( 4 ).

Das Ergebnis der Kontrollmessung wird in Dosiersteuerung (6) mit dem in der Dosiersteuerung gespeicherten Referenzinhalt des Produkttankes verglichen, die Differenz aus dem Vergleich vorzeichenrichtig als Dosierfehler der kontrollierten Dosiereinrichtung berechnet und ebenfalls in oder Dosiersteuerung gespeichert.The result of the control measurement is compared in dosing control ( 6 ) with the reference content of the product tank stored in the dosing control, the difference from the comparison is calculated with the correct sign as the dosing error of the controlled dosing device and also stored in or dosing control.

Sofern der Dosierfehler außerhalb eines zuvor spezifizierten Toleranzbereiches liegt, wird durch geeignete Eingriffe in die Dosiereinrichtung der Dosierfehler automatisch korrigiert. Derartige Eingriffe können z. B. die fernbetätigte Hublängenverstellung bei oszillierenden Dosierpumpen, die Veränderung der Impulswertigkeit in der Elektronik von Durchflußmeßgeräten oder andere Eingriffe sein. Die Veränderung der Dosiereinrichtung erfolgt derart, daß die resultierende relative Änderung des Dosierstromes durch die Dosiereinrichtung betragsmäßig dem relativen Wert des Dosierfehlers entspricht und diesem entgegenwirkt, so daß die dosierten Mengen bei nachfolgenden Dosierungen die Vorgaben wieder exakt einhalten.If the dosing error is outside of a previously specified one Tolerance range is, by appropriate intervention in the Dosing device automatically corrects the dosing errors. Such interventions can e.g. B. the remote stroke length adjustment with oscillating Dosing pumps, the change in the pulse value in the electronics of Flow meters or other interventions. The change in Dosing device is such that the resulting relative change in Metering flow through the metering device the amount of the relative value corresponds to the dosing error and counteracts this, so that the dosed The quantities for the subsequent doses exactly match the specifications adhere.

Sofern der Betrag des Dosierfehlers einen weiteren einstellbaren Sicherheitsgrenzwert, dessen Wert größer als der spezifizierte Toleranzbereich ist, überschreitet, wird keine automatische Korrektur der Dosiereinrichtung durchgeführt, sondern es erfolgt eine Alarmierung an den Bediener, da davon auszugehen ist, daß ein Defekt an der Dosiereinrichtung vorliegt oder das Prüfverfahren nicht korrekt abgelaufen ist.If the amount of the dosing error is another adjustable one Safety limit, the value of which is greater than the specified Tolerance range is exceeded, there will be no automatic correction of the Dosing device carried out, but there is an alarm to the Operator, since it can be assumed that there is a defect in the metering device is present or the test procedure has not been carried out correctly.

Durch Eingabe an der Dosiersteuerung beim Start des erfindungsgemäßen Verfahrens wird festgelegt, welche Dosiereinrichtungen geprüft und korrigiert werden sollen. Dementsprechend wiederholt die Dosiersteuerung den oben beschriebenen Ablauf ggf. für weitere Dosiereinrichtungen bzw. führt die Bestimmung des summarischen Dosierfehlers aus. Über die Abläufe wird von der Dosiersteuerung ein Protokoll erstellt, das die gespeicherten Dosierfehler, die durchgeführten Korrekturen, Datum, Uhrzeit, Bedienerquittierungen und ggf. weitere Daten enthält. By entering on the dosing control at the start of the invention The procedure determines which dosing devices are checked and corrected should be. Accordingly, the dosing control repeats the above described sequence, if necessary, for further metering devices or performs the Determination of the total dosing error. About the processes a protocol is created by the dosing control that stores the saved data Dosing errors, the corrections made, date, time, Operator acknowledgments and possibly other data contains.

In Beispiel 2 (Fig. 1) ist der Aufbau der Anlage identisch zu Beispiel 1. Die Bestimmung des summarischen Dosierfehlers erfolgt jedoch während der betriebsmäßigen Befüllung des Produkttankes mit zu dosierenden Produktkomponenten. Während dieser Befüllung werden die von den Dosiereinrichtungen abgegebenen Mengenimpulse, die zwischen dem Start der Befüllung des Tankes (4) und dem Erreichen des Füllstandgrenzwertschalters (7) in der Dosiersteuerung (6) gezählt werden, jeweils entsprechend ihrer Impulswertigkeit umgerechnet und zu einem Gesamtergebnis aufaddiert. Die Differenz aus dem Gesamtergebnis und dem Referenzinhalt des Tankes (4) wird in der Dosiersteuerung (6) berechnet; das Ergebnis wird einschließlich der in Beispiel 1 genannten Daten protokolliert. Die Arbeitsweise gemäß Beispiel 2 ist bei diskontinuierlich arbeitenden Dosieranlagen bei jeder Befüllung des Produkttankes (4) anwendbar, bei kontinuierlich arbeitenden Anlagen nur dann, wenn während der Befüllung nicht gleichzeitig Fertigprodukt aus Tank (4) abgenommen wird. Es ist in kontinuierlich arbeitenden Anlagen somit insbesondere bei der erstmaligen Befüllung des Produkttankes einsetzbar, wenn vor dem Start nachfolgender Weiterbehandlungs- oder Abfüllanlagen eine gewisse Produktvorlage geschaffen wird.In example 2 ( FIG. 1), the construction of the system is identical to example 1. However, the determination of the total dosing error takes place during the operational filling of the product tank with product components to be dosed. During this filling, the quantity pulses emitted by the dosing devices, which are counted in the dosing control ( 6 ) between the start of filling the tank ( 4 ) and reaching the fill level limit switch ( 7 ), are each converted according to their pulse value and added up to an overall result. The difference between the overall result and the reference content of the tank ( 4 ) is calculated in the metering control ( 6 ); the result is logged, including the data mentioned in Example 1. The procedure of Example 2 is applicable to discontinuous dosing at each filling of the product tank (4), in continuously operating installations only if not simultaneously finished product is removed from tank (4) during filling. It can therefore be used in continuously operating systems, in particular when the product tank is filled for the first time, if a certain product template is created before the start of subsequent processing or filling systems.

In Beispiel 3 (Fig. 2) wird für die Genauigkeitsüberwachung der Dosiereinrichtung (1) ein bereits bekanntes Verfahren eingesetzt, nämlich die Prüfung durch Befüllung des Eichgefäßes (9). Die anderen Dosiereinrichtungen werden mit den anspruchsgemäßen Verfahren, d. h. durch gleichzeitige oder aufeinanderfolgende Befüllung von Produkttank (4) geprüft.In example 3 ( FIG. 2), an already known method is used for the accuracy monitoring of the metering device ( 1 ), namely the test by filling the calibration vessel ( 9 ). The other dosing devices are checked using the sophisticated methods, ie by filling the product tank ( 4 ) simultaneously or successively.

Claims

Process for automatic testing and compliance with the dosing accuracy of multi-component dosing systems according to Claims 1 to 6 in P 44 34 264, characterized in that the lower level limit value is not determined in the product tank, but it is ensured that the product tank is completely empty before filling and and the control measurement is started immediately at the beginning of the filling of the product tank, the reference content of the product tank being determined by filling the empty tank once and registering the filling quantity when the upper level limit value is reached.