DE19652733C2 - Dosierverfahren zum Zuführen eines Reinigers zu einer Geschirrspülmaschine - Google Patents

Dosierverfahren zum Zuführen eines Reinigers zu einer Geschirrspülmaschine

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DE19652733C2
DE19652733C2 DE19652733A DE19652733A DE19652733C2 DE 19652733 C2 DE19652733 C2 DE 19652733C2 DE 19652733 A DE19652733 A DE 19652733A DE 19652733 A DE19652733 A DE 19652733A DE 19652733 C2 DE19652733 C2 DE 19652733C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Dosierverfahren zum Zuführen eines Reinigers zu einer Geschirrspülmaschine, die aufweist: mindestens einen Reinigungstank, einen im Reinigungstank angeordneten Leitfähigkeits-Meßwert­ geber, eine Sprühvorrichtung mit Rückführung der ver­ sprühten Reinigungslösung in den Reinigungstank sowie eine den Reiniger in den Reinigungstank eingebende Do­ siervorrichtung.
Die Geschirrspülmaschine, für die das Dosierverfahren der vorliegenden Erfindung bestimmt ist, ist eine soge­ nannte gewerbliche Geschirrspülmaschine GSM, die z. B. in Großküchen Verwendung findet. Solche Geschirrspülma­ schinen weisen mindestens einen Reinigungstank auf, der Wasser enthält. Wasser aus dem Reinigungstank wird von einer Pumpe einer Sprühvorrichtung zugeführt, welche das Wasser oberhalb des Reinigungstankes auf das zu spü­ lende Geschirr versprüht, wobei das Wasser anschließend in den Reinigungstank zurückfällt. Dem Wasser des Rei­ nigungstanks wird von einer Dosiervorrichtung ein Rei­ nigungsmittel zugeführt. Die Dosiervorrichtung wird von einem Regler in Abhängigkeit von der Konzentration des Reinigungsmittels im Reinigungstank geregelt. Diese Konzentration wird von einem Leitfähigkeits-Meßwertge­ ber ermittelt. Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, daß konstante Temperaturen vorausgesetzt - eine weitge­ hende Proportionalität zwischen der Konzentration des Reinigers und der daraus resultierenden Leitfähigkeit des Wassers vorhanden ist. Der Leitfähigkeitsregler vergleicht den vom Meßwertgeber gelieferten Meßwert mit einem vorgegebenen Sollwert und aktiviert bei Unter­ schreitung des Sollwerts ein Dosierventil oder eine Dosierpumpe. Ist der Sollwert wieder erreicht, wird das Dosierventil bzw. die Dosierpumpe abgeschaltet.
Die Regelung der Zudosierung des Reinigers wird von einer Vielzahl von Parametern beeinflußt, beispiels­ weise von der Bauart und Größe der Geschirrspülma­ schine, von Art und Beschaffenheit des jeweiligen Rei­ nigers sowie der Wassertemperatur. Insbesondere ist auch die Totzeit zu berücksichtigen, d. h. die Zeit zwischen dem Beginn der Zudosierung des Reinigers und dem Wirksamwerden der Zudosierung durch Erhöhung der Leitfähigkeit. Hierbei spielt auch die Intensität der Durchmischung eine wesentliche Rolle. Einflußgrößen, die die Konzentrationsregelung beeinflußen, sind mecha­ nische Einflüsse wie Positionierung der Reiniger-Do­ sierstelle, Positionierung der Leitfähigkeits-Meßzelle im Reinigungstank, Länge der Ausspülleitung bei pulver­ förmigem Reiniger, Strömungsverhältnisse in der Wasch­ flotte, sowie chemische Einflüsse wie Löslichkeit des Reinigerprodukts, Leitfähigkeits-/Konzentrationsver­ halten des Reinigerprodukts. Wegen der Vielzahl der Einflußgrößen ist die Einhaltung der Konzentration des Reinigers auf einem gewünschten Sollwert außerordent­ lich schwierig. Mit den üblichen Dosier- und Regelver­ fahren ist die Einhaltung einer konstanten Reinigerkon­ zentration im Reinigungstank unter ungünstigen Bedin­ gungen nicht möglich. So ist beispielsweise damit zu rechnen, daß der gewünschte Sollwert entweder nur sehr langsam erreicht wird oder aber größere Überkonzentra­ tionen auftreten. Selbst wenn eine Optimierung der Re­ gelung mit einem sehr aufwendigen Regler gelingt, erge­ ben sich bei geringsten Veränderungen an der Geschirr­ spülmaschine oder bei Verwendung eines anderen Reini­ gers völlig andere Regelungskriterien, so daß eine ein­ mal eingestellte Regelung völlig verändert werden müß­ te. Eine exakte Zudosierung des Reinigers und eine mög­ lichst genaue Einhaltung der Soll-Konzentration sind aber Voraussetzung für einen qualitativ hochwertigen Spülbetrieb der Geschirrspülmaschine bei geringstem Verbrauch von Reiniger.
In der Regelungstechnik sind außer den klassischen deterministischen Regelverfahren auch "unscharfe" Rege­ lungsverfahren bekannt, bei denen die Eingangsgrößen als sogenannte linguistische Variablen klassifiziert werden, die beispielsweise Zustände wie "groß", "mit­ tel" oder "klein" einnehmen können. Bei dieser Fuzzy- Regelung definieren Zugehörigkeitsfunktionen für die gemessenen Größen die Zugehörigkeitswerte zu diesen unscharfen Mengen. In einen Regelwerk werden Verknüp­ fungen (WENN. . . DANN. . .-Regeln) im Sinne der un­ scharfen Logik vorgenommen. Das Resultat einer jeden Regel ist wiederum eine unscharfe Aussage über die aus­ zugebende Größe (Stellgröße). Durch Defuzzifizierung wird aus dieser unscharfen Beschreibung ein Zahlenwert gewonnen.
Aus DE 295 11 175 D1 ist ein Dosierverfahren zum Zufüh­ ren eines Reinigers zu einer Geschirrspülmaschine be­ kannt, welche aufweist: mindestens einen Reinigungs­ tank, einen im Reinigungstank angeordneten Leitfähig­ keits-Meßwertgeber, eine Sprühvorrichtung mit Rückfüh­ rung des versprühten Wassers in den Reinigungstank so­ wie eine den Reiniger in den Reinigungstank eingebende Dosiervorrichtung. Bei dem bekannten Dosierverfahren ermittelt ein Regler in einer Lernphase einen Zugabe­ faktor, der gleich ist der pro Zeiteinheit zugeführten Menge, die erforderlich ist, die Konzentration der ab­ gegebenen Chemikalie um eine Einheit zu erhöhen. Der Regler legt den ermittelten Zugabefaktor für die letz­ ten N Zugabezyklen in einem Speicher ab und berechnet laufend einen Mittelwert, der N Zugabefaktoren enthält. In der Betriebsphase wird die Zugabezeit für die Chemi­ kalie als Produkt des mittleren Zugabefaktors und der gemessenen Konzentrationsdifferenz bestimmt. Dadurch soll die tatsächliche Konzentration auf den Sollwert eingeregelt werden, ohne daß ein wesentliches Über­ schwingen erfolgt. Ein derartiges Regelverfahren be­ rücksichtigt jedoch die in der Regelstrecke enthaltenen Totzeiten und anderen Zeitfaktoren nur unzureichend.
Aus JP-Abstract 4-312 434 A ist ein Verfahren zum auto­ matischen Zuführen von Spülmittel zu einer Spülmaschine bekannt, bei dem ein Fuzzy-Regler in Abhängigkeit von der Geschirrmenge, dem Verschmutzungsgrad des Ge­ schirrs, dem Umlaufgrad und der Dampfmenge, die zuzu­ führende Spülmittelmenge, Spülzeit, Umlaufzeit und Trocknungszeit bestimmt. Auch hierbei wird das Zeitver­ halten der Regelstrecke nur wenig berücksichtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dosier­ verfahren zum Zuführen eines Reinigers zu einer Ge­ schirrspülmaschine zu schaffen, bei dem die erreichbare Dosiergenauigkeit wesentlich höher ist als bei herkömm­ lichen Reglern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Dosierverfahren beruht auf der Anwendung der Fuzzy-Logik, die mit heuristischen, un­ scharf formulierten, Regeln arbeitet. Dabei wird zu­ nächst in einer Lernphase über einen vorbestimmten Zeitraum Reiniger in den Reinigungstank zudosiert. Aus der sich aus der Zudosierung ergebenden Systemantwort werden charakteristische Einflußgrößen der Regelstrecke gewonnen. Die Antwort besteht aus einer Leitfähigkeits­ kurve, die sich aufgrund der einmaligen Zudosierung einstellt. Es ist gewissermaßen die Sprungantwort der Regelstrecke. Aus ihr werden bestimmte Einflußgrößen bestimmt, beispielsweise die Totzeit, die Konzentra­ tionsänderung, die Ausgleichsgeschwindigkeit und/oder die Meßwertänderung. Diese Einflußgrößen der Regel­ strecke werden in der nachfolgenden Betriebsphase als heuristische Variable, also als unscharfe Parameter der Regelstrecke, im Rahmen einer Fuzzy-Regelung verarbei­ tet. Bei der Fuzzy-Regelung, die während der nachfol­ genden Betriebsphase erfolgt, wird nur der Leitfähig­ keitsmeßwert bzw. die Sollwertabweichung als Meßgröße verwandt, während die übrigen Einflußgrößen aus der vorhergehenden Lernphase stammen.
Infolge der Lernphase werden sämtliche Einflußgrößen der gesamten Regelstrecke, einschließlich derjenigen des Meßwertgebers, der Dosiervorrichtung und des Reg­ lers mitberücksichtigt.
Vorzugsweise wird eine neue Lernphase immer dann durch­ geführt, wenn während der Betriebsphase die Sollwertab­ weichung über eine vorgegebene Mindestzeit einen Grenz­ wert übersteigt. In diesem Fall wird angenommen, daß die in der Lernphase durchgeführte Bewertung der Ein­ flußgrößen nicht mehr stimmt und neu durchgeführt wer­ den muß.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher er­ läutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer gewerb­ lichen Geschirrspülmaschine,
Fig. 2 ein exemplarisches Beispiel einer Antwort des zeitlichen Verlaufs der Leitfähigkeit während der Lernphase,
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Fuzzy-Reg­ lers, und
Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Dosierteils einer Geschirrspülmaschine, die mit flüssigem Reiniger betrieben wird.
Die in Fig. 1 dargestellte gewerbliche Geschirrspül­ maschine GSM weist eine Förderstrecke 10 auf, die das zu reinigende Geschirr in Richtung des Pfeiles 11 transportiert. Die Förderstrecke 10 besteht aus einem über Walzen laufenden Förderband, das wasserdurchlässig ist. Unter der Förderstrecke 10 befinden sich ein erster Reinigungstank 12, ein zweiter Reinigungstank 13 und ein dritter Reinigungstank 14, die nach Art einer Kaskade angeordnet sind, wobei das Wasser aus dem ersten Reinigungstank 12 über einen Überlauf 15 in den zweiten Reinigungstank 13 überläuft. Aus dem zweiten Reinigungstank 13 läuft das Wasser über einen Überlauf 16 in den dritten Reinigungstank 14 über und von diesem wird das Wasser in einen Ablauf 17 hinein abgeführt. Die Laufrichtung des Wassers ist gegenläufig zu der Transportrichtung 11 der Förderstrecke 10.
In jedem Reinigungstank 12, 13, 14 ist eine Tauchpumpe 18 angeordnet, die das Wasser aus diesem Reinigungstank zu einer Sprühvorrichtung 19 pumpt, welche das Wasser auf das auf der Transportvorrichtung 10 liegende Geschirr versprüht. Die Sprühvorrichtung 19 ist oberhalb des oben offenen Reinigungstanks angeordnet, so daß das von ihr versprühte Wasser in den Reinigungstank zurück­ fällt.
Über dem Endabschnitt des Förderers 10 ist eine Nach­ spülvorrichtung 20 angeordnet, die Frischwasser, welches aus keinem der Reinigungstanks stammt, auf das Geschirr versprüht. Unterhalb der Nachspülvorrichtung 20 befindet sich ein schräges Ablaufblech 21, welches das Frischwasser auffängt und in den ersten Reinigungs­ tank 12 leitet. Die Schmutzfracht des Wassers ver­ größert sich vom ersten Reinigungstank 12 bis zum drit­ ten Reinigungstank 14 ständig.
In den ersten Reinigungstank 12 wird von einer Dosier­ vorrichtung 22 über eine Dosierleitung 23 Reiniger ein­ geführt. Die Dosiervorrichtung 22 ist an eine Wasser­ leitung 24 angeschlossen und enthält ein Ventil 25, das von einem Elektromagneten 26 geöffnet werden kann, um Frischwasser in einen Pulverbehälter 27 einzuführen. Der Pulverbehälter 27 enthält pulverförmigen Reiniger, der in dem einströmenden Wasser gelöst wird. Der Auslaß des Pulverbehälters 27 ist an die Dosierleitung 23 an­ geschlossen. Wenn das Ventil 25 für eine bestimmte Zeit geöffnet wird, strömt eine vorbestimmte Wassermenge in den Pulverbehälter 27, wodurch eine entsprechende Menge des Reinigers gelöst und in die Dosierleitung 23 einge­ führt wird.
Die Reinigerkonzentration in dem Wasser, das sich im ersten Reinigungstank 12 befindet, wird von einem Leit­ fähigkeits-Meßwertgeber 28 ermittelt, der in dem ersten Reinigungstank 12 angeordnet ist und die Leitfähigkeit des Wassers mißt. Es besteht weitgehende Proportionali­ tät zwischen der Reinigerkonzentration im Wasser und der gemessenen Leitfähigkeit. Das elektrische Ausgangs­ signal des Meßwertgebers 28 wird einem Regler 29 zuge­ führt, der in Abhängigkeit vom Meßwert den Elektromag­ neten. 26 des Ventils 25 betätigt. Das Ventil 25 wird nur im Ein-Aus-Betrieb betrieben.
In Fig. 2 ist ein Beispiel einer Antwort des Meßsig­ nals x des Meßwertgebers 28 auf einen Dosierimpuls I dargestellt, der von der Dosiervorrichtung 22 erzeugt wurde und bei dem über eine vorbestimmte Zeit tv das Ventil 25 geöffnet wurde, um dem Reinigungstank 12 Rei­ niger zuzuführen. Zunächst verstreicht eine Totzeit Tt, die vergeht, bevor der Reiniger irgendwelche Auswirkun­ gen an dem Meßwertgeber 28 hervorruft. Diese Totzeit berücksichtigt das Öffnungsverhalten des Ventils 25, die Dauer der Lösung des pulverförmigen Reinigers im Pulverbehälter 27 und die Laufzeit der flüssigen Reini­ gerlösung in der Dosierleitung 23. Bei A der Antwort­ kurve ist die Totzeit Tt beendet und es beginnt ein zunächst steiler Anstieg der Leitfähigkeit bis zu einem Punkt B, bei dem der Meßwert xB beträgt. Diese Spitze kann darauf zurückzuführen sein, daß der in den Reini­ gungstank 12 gelangende Reiniger zunächst in die Nähe des Meßwertgebers 28 gelangt, bevor er sich in dem Bad verteilt. Danach erfolgt ein Abfall des Meßwertes auf einen Punkt C und schließlich wieder ein langsamer asymptotischer Anstieg auf den Ausgleichswert D, der das letzte Maximum der Kurve darstellt. Dieser Anstieg ist darauf zurückzuführen, daß während der Mischzeit TM im Anschluß an die Totzeit Tt eine Durchmischung in dem Reinigungstank erfolgt. Die Differenz zwischen dem Meß­ wert xD zum Zeitpunkt D und dem Meßwert xA zum Zeit­ punkt des Beginns des Wirksamwerdens der Zudosierung wird als Konzentrationsänderung KD bezeichnet. Die Aus­ gleichsgeschwindigkeit wird durch die Zeit TM zwischen den Punkten A und D der Antwortkurve bestimmt.
Ferner wird die Meßwertänderung MD ermittelt. Die Meß­ wertänderung wird durch die Steigung der Antwortkurve zwischen den Punkten A und B bestimmt.
Im Anschluß an das letzte Maximum der Antwortkurve im Punkt D erfolgt eine Verdünnung der Reinigungsflotte durch das Wasser, das durch die Nachspülvorrichtung 20 oder durch einen anderen Wasserzulauf in den Reini­ gungstank 12 gelangt. Dieser Wasserzulauf erfolgt kon­ tinuierlich sowohl während der Lernphase als auch wäh­ rend der Betriebsphase. Die Verdünnungsgeschwindigkeit VV wird durch den Gradienten des Abfalls der Antwort­ kurve im Anschluß an Punkt D bestimmt. Während der Lernphase sind auch die Tauchpumpe 18 und die Sprühvor­ richtung 19 in Betrieb.
Die, während der Lernphase aus der Antwortkurve ermit­ telten Einflußgrößen sind also die folgenden:
Totzeit TtAusgleichsgeschwindigkeit MV
Meßwertänderung MD
Konzentrationsänderung KD
Verdünnungsgeschwindigkeit VV.
Diese Einflußgrößen werden in dem Regler 15 gespeichert und verarbeitet.
In Fig. 3 ist der Regler 29 schematisch dargestellt. Es handelt sich um einen Fuzzy-Regler, in welchem eine Fuzzifizierung der oben erläuterten Einflußgrößen vor­ genommen wird. Hierzu wurden für jede Einflußgröße be­ stimmte Zugehörigkeitsfunktionen MF festgelegt. Diese sind Dreieckskurven oder Trapezkurven, die die ver­ schiedenen Bereiche der Werte der Einflußgrößen in semantische Begriffe wie "sehr hoch", "hoch", "mittel", "niedrig" und "sehr niedrig " unterteilen. In der Lern­ phase wird für den ermittelten Wert der Einflußgröße der entsprechende Zugehörigkeitswert in der Zugehörig­ keitsfunktion MF ermittelt. Eine Inferenz-Stufe enthält verschiedene "WENN. . ., DANN. . .-Verknüpfungen der ver­ schiedenen Einflußgrößen und schließlich erfolgt eine Defuzzifizierung, bei der das Steuersignal für die Do­ siervorrichtung 22 erzeugt wird.
Im einzelnen werden die linguistischen Eingangs­ variablen bei diesem Beispiel wie folgt definiert:
Regel 1 Totzeit (Tt)
Wenn Zeit zwischen Dosiervorgang und erster Leitfähig­ keitsänderung an der Meßzelle < 12 sec, dann Totzeit = sehr lang.
Wenn Zeit zwischen Dosiervorgang und erster Leitfähig­ keitsänderung an der Meßzelle < 7 < 12 sec, dann Tot­ zeit = lang.
Wenn Zeit zwischen Dosiervorgang und erster Leitfähig­ keitsänderung an der Meßzelle < 4 < 7 sec, dann Totzeit = mittel.
Wenn Zeit zwischen Dosiervorgang und erster Leitfähig­ keitsänderung an der Meßzelle < 2 < 4 sec, dann Totzeit = kurz.
Wenn Zeit zwischen Dosiervorgang und erster Leitfähig­ keitsänderung an der Meßzelle < 2 sec, dann Totzeit = sehr kurz.
Abbruch des Lernprozesses und Fehlermeldung bei Totzeit < 15 sec, da Regelprozeß nicht mehr beherrschbar.
Regel 2 Ausgleichsgeschwindigkeit MV
Wenn Zeit zwischen erster Leitfähigkeitsänderung und Auftreten des letzten Maximums < 2 sec, dann Aus­ gleichsgeschwindigkeit = sehr hoch.
Wenn Zeit zwischen erster Leitfähigkeitsänderung und Auftreten des letzten Maximums < 2 sec < 4 sec, dann Ausgleichsgeschwindigkeit = hoch.
Wenn Zeit zwischen erster Leitfähigkeitsänderung und Auftreten des letzten Maximums < 4 sec < 7 sec, dann Ausgleichsgeschwindigkeit = mittel.
Wenn Zeit zwischen erster Leitfähigkeitsänderung und Auftreten des letzten Maximums < 7 sec < 12 sec, dann Ausgleichsgeschwindigkeit = niedrig.
Wenn Zeit zwischen erster Leitfähigkeitsänderung und Auftreten des letzten Maximums < 12 sec, dann Aus­ gleichsgeschwindigkeit = sehr niedrig.
Regel 3 Meßwertänderung MD
Wenn Verhältnis zwischen Maximum und Minimum der Leit­ fähigkeitsänderung < 10 : 1, dann Meßwertänderung = sehr schnell.
Wenn Verhältnis zwischen Maximum und Minimum der Leit­ fähigkeitsänderung < 5 : 1 < 10 : 1, dann Meßwertände­ rung = schnell.
Wenn Verhältnis zwischen Maximum und Minimum der Leit­ fähigkeitsänderung < 3 : 1 < 5 : 1, dann Meßwertände­ rung = mittel.
Wenn Verhältnis zwischen Maximum und Minimum der Leit­ fähigkeitsänderung < 1 : 1 < 3 : 1, dann Meßwertände­ rung = langsam.
Wenn Verhältnis zwischen Maximum und Minimum der Leit­ fähigkeitsänderung < 1 : 1, dann Meßwertänderung = sehr langsam.
Regel 4 Konzentrationsänderung RD
Wenn Mittelwert der Leitfähigkeitsänderung nach Dosier­ vorgang < 1,5 × Lf alt, dann Konzentrationsänderung = sehr hoch.
Wenn Mittelwert der Leitfähigkeitsänderung nach Dosier­ vorgang < 1,3 × LF alt < 1,5 × LF alt, dann Konzentra­ tionsänderung = hoch.
Wenn Mittelwert der Leitfähigkeitsänderung nach Dosier­ vorgang < 1,1 × LF alt < 1,3 × LF alt, dann Konzentra­ tionsänderung = mittel.
Wenn Mittelwert der Leitfähigkeitsänderung nach Dosier­ vorgang < 1,05 × LF alt < 1,1 × LF alt, dann Konzentra­ tionsänderung = niedrig.
Wenn Mittelwert der Leitfähigkeitsänderung nach Dosier­ vorgang < 1,05 × LF alt, dann Konzentrationsänderung = sehr niedrig.
Regel 5 Verdünnung durch Wasserzulauf W
Wenn Gradient der Leitfähigkeitsänderung nach Ver­ mischung < -0,1 mS/sec, dann Verdünnung = sehr schnell.
Wenn Gradient der Leitfähigkeitsänderung nach Ver­ mischung < -0,05 mS/sec < -0,1 mS/sec, dann Verdünnung = schnell.
Wenn Gradient der Leitfähigkeitsänderung nach Ver­ mischung < -0,03 mS/sec < -0,05 mS/sec, dann Verdünnung = mittel.
Wenn Gradient der Leitfähigkeitsänderung nach Ver­ mischung < -0,01 mS/sec < -0,03 mS/sec, dann Verdünnung = langsam.
Wenn Gradient der Leitfähigkeitsänderung nach Ver­ mischung < -0,01 mS/sec, dann Verdünnung = sehr lang­ sam.
Regel 6 Sollwertabweichung Δx
Wenn gleitender Mittelwert aus Leitfähigkeitsmessung < Proportionalbereich (-), dann Sollwertabweichung = neg. groß.
Wenn gleitender Mittelwert aus Leitfähigkeitsmessung < Proportionalbereich/2 < Proportionalbereich (-), dann Sollwertabweichung = neg. mittel.
Wenn gleitender Mittelwert aus Leitfähigkeitsmessung = Sollwert +/- Proportionalbereich/10, dann Sollwertab­ weichung = null.
Wenn gleitender Mittelwert aus Leitfähigkeitsmessung = < Proportionalbereich/2 < Proportionalbereich (+), dann Sollwertabweichung = pos. mittel.
Wenn gleitender Mittelwert aus Leitfähigkeitsmessung = < Proportionalbereich (+), dann Sollwertabweichung = pos. groß.
Die linguistischen Variablen gemäß den Regeln 1 bis 5 werden während der Lernphase ermittelt und gespeichert. Sie bleiben während einer Betriebsphase unverändert. Dagegen wird die Variable gemäß Regel 6 während der Betriebsphase laufend ermittelt und in Abhängigkeit von ihrem zeitlichen Verlauf wird die Dosiervorrichtung 22 gesteuert. Hierzu wird dem Fuzzy-Regler 29 der Meßwert x des Meßwertgebers 28 zugeführt, sowie der Sollwert xs, auf den die Leitfähigkeit geregelt werden soll. Aus diesen beiden Werten wird die Sollwertabweichung Δx = x - xs gebildet.
Das Ausgangssignal des Fuzzy-Reglers 29 kann folgende Zustände einnehmen:
  • - dauernd ein
  • - sehr lang ein
  • - lang ein
  • - mittel ein
  • - kurz ein
  • - sehr kurz ein
  • - dauernd aus.
Nachfolgend sind einige Fuzzy-Regeln angegeben:
Wenn Totzeit = sehr lang und Sollwertabweichung = neg. mittel, dann Ausgang = mittel ein.
Wenn Totzeit = lang und Sollwertabweichung = neg. mit­ tel, dann Ausgang = lang ein.
Wenn Totzeit = mittel und Sollwertabweichung = neg. mittel, dann Ausgang = lang ein.
Wenn Totzeit = kurz und Sollwertabweichung = neg. mit­ tel, dann Ausgang = sehr lang ein.
Wenn Totzeit = sehr kurz und Sollwertabweichung = neg. mittel, dann Ausgang = dauernd ein.
Daraus folgt, daß je kürzer die Totzeit ist um so länger die Dosierung gewählt werden kann, weil die Kon­ zentrationsänderung sofort erfaßt wird.
Wenn Verdünnung = sehr schnell und Sollwertabweichung = neg. mittel, dann Ausgang = dauernd ein.
Wenn Verdünnung = schnell und Sollwertabweichung = neg. mittel, dann Ausgang = sehr lang ein.
Wenn Verdünnung = mittel und Sollwertabweichung = neg. mittel, dann Ausgang = lang ein.
Wenn Verdünnung = langsam und Sollwertabweichung = neg. mittel, dann Ausgang = mittel ein.
Wenn Verdünnung = sehr langsam und Sollwertabweichung = neg. mittel, dann Ausgang = kurz ein.
Aus der vorstehenden Regel folgt, daß die Verdünnungs­ geschwindigkeit die Dauer der Dosierung bei gleicher Regelabweichung beeinflußt. D. h. je höher die Verdün­ nungsgeschwindigkeit, um so mehr muß dosiert werden.
Durch Verknüpfung sämtlicher angegebener Fuzzy-Variab­ len, die in den Regeln 1 bis 5 angegeben sind, kann eine sehr hohe Regelgenauigkeit erreicht werden.
Wenn während einer Betriebsphase ermittelt wird, daß die Sollwertabweichung Δx über eine vorgegebene Min­ destzeit einen Grenzwert übersteigt, wird angenommen, daß die zuvor in der Lernphase ermittelten Einfluß­ größen nicht mehr stimmen und es wird eine neue Lern­ phase durchgeführt, bei der eine neue Antwort auf einen Dosierimpuls I ermittelt wird.
In Fig. 2 wurde angenommen, daß der Anfangswert xA gleich oder annähernd Null ist. Dies ist dann nicht der Fall, wenn in dem Reinigungstank bereits eine gewisse Konzentration an Reiniger vorhanden ist. In Abhängig­ keit von der Anfangskonzentration kann eine unter­ schiedliche Bewertung der Einflußgrößen-Meßwertänderung und/oder Ausgleichsgeschwindigkeit erforderlich sein, was durch Multiplizierung mit einem entsprechenden Fak­ tor erfolgen kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 enthält die Dosiervorrichtung 22a eine Pumpe 30, die flüssigen Rei­ niger aus einem Flüssigkeitsbehälter 31 in die Dosier­ leitung 23 pumpt. In diesem Fall steuert der Regler 29 die Pumpe 30, in dem er diese entweder einschaltet oder ausschaltet.

Claims (5)

1. Dosierverfahren zum Zuführen eines Reinigers zu einer Geschirrspülmaschine, die aufweist: mindestens einen Reinigungstank (12), einen im Reinigungstank angeordneten Leitfähigkeits-Meß­ wertgeber (28), eine Sprühvorrichtung (19) mit Rückführung des versprühten Wassers in den Reini­ gungstank (12) sowie eine den Reiniger in den Rei­ nigungstank (12) eingebende Dosiervorrichtung (22),
bei welchem
in einer Lernphase kontinuierlich über einen vorbestimmten Zeitraum Reiniger in den Reini­ gungstank (12) zudosiert und die sich daraus ergebende Antwort des zeitlichen Verlaufs der Leitfähigkeit ermittelt wird,
aus der Antwort charakteristische Einflußgrößen (Tt, MV) der Regelstrecke gewonnen werden,
für eine nachfolgende Betriebsphase ein Soll­ wert (xs) der Leitfähigkeit eingestellt wird und
in der Betriebsphase die Sollwertabweichung der gemessenen Leitfähigkeit ermittelt wird und die Dosierung mit einer Fuzzy-Regelung in Abhängig­ keit von der Sollwertabweichung (Δx) auf der Basis der ermittelten Einflußgrößen als Fuzzy- Variable erfolgt.
2. Dosierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die aus der Antwort gewonnenen Ein­ flußgrößen der Regelstrecke mindestens die Totzeit (Tt), die Konzentrationsänderung (KD) zwischen Anfangswert (A) und letztem Maximum (D) der Ant­ wort sowie die Ausgleichsgeschwindigkeit (MV) und/oder die Meßwertänderung zwischen Maximum und Minimum der Leitfähigkeit umfassen.
3. Dosierverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Antwort gewonnenen Einflußgrößen der Regelstrecke die durch Wasserzu­ fluß verursachte Verdünnungsgeschwindigkeit nach dem letzten Maximum (D) umfassen.
4. Dosierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine neue Lernphase dann durchgeführt wird, wenn die Sollwertab­ weichung über eine vorgegebene Mindestzeit einen Grenzwert übersteigt.
5. Dosierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Lern­ phase der Meßwert (x) der Leitfähigkeit gemessen und in Abhängigkeit davon die Einflußgrößen-Meß­ wertänderung und/oder die Ausgleichsgeschwindig­ keit und/oder die Konzentrationsänderung bewertet wird/werden.
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