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Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Füllstandsmessung in einem beweglichen Behälter mit einem Zufluss und einem Abfluss nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Es gibt eine ganze Reihe bekannter Füllstandssensoren, die auf so unterschiedlichen Prinzipien wie einem mechanischen Schwimmer, der Erfassung des Mediums durch Kapazitätsänderung oder der Laufzeit elektromagnetischer Pulse beruhen. Bei den zuletzt genannten laufzeitbasierten Messverfahren wird wegen der unkontrollierten Wellenausbreitung häufig das Verfahren der Zeitbereichsreflektometrie (TDR, Time Domain Reflectometry) bevorzugt. Es basiert auf der Bestimmung von Laufzeiten eines elektromagnetischen Signals, um den Abstand einer Diskontinuität des Leitungswellenwiderstandes zu ermitteln, wie er an der Grenzfläche zwischen Luft und dem Medium auftritt, dessen Füllstand gemessen werden soll. Der Unterschied zum ebenfalls für Füllstandsanwendungen eingesetzten Radarprinzip besteht darin, dass die elektromagnetischen Wellen nicht ins Freie abgestrahlt, sondern entlang eines Leiters geführt werden.
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Besondere Herausforderungen stellt die Messung des Füllstandpegels bei einer unruhigen Oberfläche in einem bewegten Behälter. Dies tritt beispielsweise in Vorratsbehältern einer Abfüllanlage auf, die sich in Rotationsbewegung befinden und dabei die Flüssigkeit aufgrund der Trägheit an die Außenwand drängen. Dadurch entsteht im Zusammenhang mit dem Zu- und Abfluss eine ständige, unregelmäßige Wellenbewegung. Die punktuelle Messung des Füllstandssensors ist dann nicht repräsentativ für den tatsächlichen Füllstandspegel, so dass der Füllstand nur mit großem Messfehler bestimmt wird.
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Es wäre an sich denkbar, Füllstandsmessungen über einen längeren Zeitraum zu erfassen, um Änderungen durch die Oberflächenbewegungen statistisch auszumitteln.
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Das ist aber keine tragfähige Lösung, wenn Messwerte mit schneller Ansprechzeit erwartet werden. Gerade in Abfüllanlagen besteht oft der Anspruch, den Füllstand hochdynamisch zu regeln, um die Qualitat des Abfüllvorgangs zu verbessern. Derartige Regelungen können nicht sinnvoll arbeiten, wenn die Eingangsgröße nur mit erheblichen Verzögerungen geliefert wird.
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Eine herkömmliche Lösung besteht darin, den Füllstand an mehreren Stellen mit Hilfe mehrerer über den Umfang des Vorratsbehälters verteilter Füllstandssensoren zu messen. Diese Messanordnung verursacht hohe Kosten durch die erforderliche Anzahl von Füllstandssensoren und deren Anbindung.
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Da die Füllstandssensoren die Drehbewegung mitvollziehen, muss die Messinformation über Schleifkontakte an eine zentrale Steuerung übermittelt werden. Mehrere Schleifkontakte sind wegen deren Verschleißanfälligkeit problematisch. Außerdem benötigen mehrere Füllstandssensoren eine entsprechende Anzahl von Anschlüssen an die zentrale Steuerung, die meist als SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) ausgeführt ist und bei der die Anzahl notwendiger Anschlüsse erneut zu höheren Kosten führt. Aus diesen Gründen werden die Messinformationen vorab konsolidiert, etwa durch Reihenschaltung oder direkte Verrechnung der einzelnen Füllstandssensoren, und beispielsweise darauf verzichtet, Fehlerinformationen der Füllstandssensoren zu übertragen. Dann kommt man mit einem Schleifkontakt und einem Anschluss an die zentrale Steuerung aus, zahlt dafür aber den Preis, dass nicht alle Messinformationen verfügbar werden. Eine zusätzliche dezentrale Steuerung, die sich mit den Füllstandssensoren mitbewegt, löst das Problem nicht, weil sie selbst ein erheblicher Kostenfaktor wäre.
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Grundsätzlich kann man den Füllstand in einem Behälter auch durch Bilanzierung der Zu- und Abflüsse bestimmen. Geeignete Durchflussmesser sind bekannt, seien es mechanische Zähler, magnetisch-induktive Durchflussmesser, Durchflussmesser nach dem Coriolis-Verfahren oder solche, die auf Ultraschallmessung basieren. Dabei werden in einem Differenzlaufzeitverfahren Ultraschallpulse von einem Paar Ultraschallwandler ausgesandt und empfangen, die einander gegenüber an der Leitung angeordnet sind. Aus der Laufzeitdifferenz des Ultraschalls mit der Strömung und in Gegenrichtung entgegen der Strömung wird die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt.
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Allerdings hat ein solches System keine Möglichkeit, Messfehler zuverlässig zu erkennen. Deshalb integrieren sich sämtliche Störungen auf, bis nach einer gewissen Zeit der aufgrund der Bilanzierung geschätzte Füllstandswert in einem nicht mehr hinnehmbaren Maß von dem tatsächlichen Füllstand abweicht.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine einfachere Sensoranordnung zu finden, mit der ein Füllstand bei unruhiger Oberfläche des zu messenden Mediums präzise gemessen werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Sensoranordnung zur Füllstandsmessung in einem beweglichen Behälter mit einem Zufluss und einem Abfluss gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, die Zu- und Abströme des Behälters zu messen und daraus den Füllstand zu bestimmen. Um die hierbei im Laufe der Zeit auftretenden Integrationsfehler zu kompensieren, ist ein Füllstandssensor vorgesehen, der einen zusätzlichen Füllstandswert in dem Behälter misst. Dessen Füllstandswert wird aber nicht unmittelbar als Ausgabewert verwendet, sondern dafür genutzt, den aufgrund der Zu- und Abströme geschätzten Füllstand zu korrigieren.
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Für die differentielle Messung des Füllstands aufgrund der Zu- und Abflüsse muss natürlich ein Anfangswert bekannt sein. Ein solcher Anfangswert kann vorgegeben werden, sei es durch eine anfängliche Eingabe oder einen wohldefinierten Systemstart. Ansonsten steht ein Anfangswert aber auch nach kurzer Einschwingzeit als Messwert des Füllstandssensors zur Verfügung.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass in dem Behälter nur ein Füllstandssensor oder zumindest eine geringere Anzahl von Füllstandssensoren ausreicht. Damit reduzieren sich auch die einleitend erläuterten Probleme, die durch den Anschluss mitbewegter Füllstandssensoren auftreten, sowie der Verdrahtungs- und Installationsaufwand. Da insgesamt weniger Komponenten benötigt werden, wird das System robuster und erfordert weniger Wartungsaufwand, so dass sich die Verfügbarkeit erhöht. Der Füllstand wird zunächst auf zwei unabhängigen Wegen gemessen, so dass Plausibilitätsprüfungen vorgenommen und Fehler in der Sensorik oder der Anlage aufgedeckt werden können. Weiterhin muss, anders als bei der herkömmlichen Lösung, die Anzahl der eingesetzten Sensoren nicht an die Größe oder sonstige Parameter der Anlage angepasst werden, sondern die identische Sensoranordnung eignet sich für praktisch beliebige Behälterformen, Bewegungen und Größen. Dadurch werden Einrichtung, Planung, Bevorratung und Ersatzteilbeschaffung vereinfacht.
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In der Auswertungseinheit ist bevorzugt ein physikalischer Beobachter implementiert, der mit einem Regelalgorithmus den Füllstand auf Basis der Zuflussmenge und der Abflussmenge schätzt und an den jeweiligen zusätzlichen Füllstandswert heranführt.
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Der physikalische Beobachter bildet somit ein Modell des Füllstands, in das als differentielle Messung der Modellgröße die Zu- und Abströme einfließen. Als Korrektiv, das ein Auseinanderlaufen zwischen modelliertem und tatsächlichem Füllstand verhindert, dient der zusätzliche Füllstandswert. Damit können die Messgrößen Zu- und Abstrom verwendet werden, die von der Bewegung des Behälters völlig unabhängig sind, um auf einfache Weise und mit kurzen Ansprechzeiten genaue Messwerte für den Füllstand auszugeben.
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Der Füllstandssensor oder die Auswertungseinheit ist bevorzugt für die Messung des Füllstandswerts mit einer großen Zeitkonstante ausgebildet und stellt somit zusätzliche Füllstandswerte nur mit geringer Dynamik bereit. Die Füllstandsmessung erfolgt mit großer Zeitkonstante, weil die Messgröße durch Schwappen des Mediums und Wellenbewegungen in dem bewegten Behälter großen Schwankungen unterliegt. Diese Zeitkonstante kann mehrere Sekunden und noch länger betragen, bis hin zu Minuten oder mehr. Innerhalb der Zeitkonstante ist ein merkliches Auseinanderlaufen des modellierten und tatsächlichen Füllstands nicht zu erwarten. Schnellere Messungen des zusätzlichen Füllstandswerts sind daher nicht notwendig. Die Füllstandsmessung über eine lange Integrationszeit führt dazu, dass der zusätzliche Füllstandswert ebenfalls unbeeinflusst von den Störungen durch die unregelmäßige Oberfläche des Messmediums aufgrund der Bewegung des Behälters bleibt. Der Füllstandssensor nimmt somit nur langsam Messwerte auf, die dafür aber unabhängig von Störungen durch die Bewegung sind. Diese geringe Dynamik wird durch den physikalischen Beobachter ausgeglichen, der aufgrund der Zu- und Abströme auch in kurzen Zeitabständen neue Messwerte liefern kann.
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Der Füllstandssensor oder die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, den zusätzlichen Füllstandswert aus einer Vielzahl von Einzelmesswerten zu bestimmen. Dabei werden beispielsweise eine Anzahl von 10, 25, 100 oder noch mehr Einzelmessungen statistisch ausgewertet, um Unregelmäßigkeiten der Oberfläche des Mediums aufgrund der Bewegung des Behälters auszumitteln. Der Mittelwert kann gleitend bestimmt werden, so dass sehr rasch ein aktualisierter zusätzlicher Füllstandswert bereitsteht. Dennoch hat der zusätzliche Füllstandswert eine vergleichsweise große Trägheit, da er weiterhin durch die vergangenen Einzelmesswerte mitbestimmt ist. Diese Trägheit kompensiert die Auswertungseinheit beziehungsweise der physikalische Beobachter aufgrund der gemessenen Zu- und Abströme.
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Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, den zusätzlichen Füllstandswert um eine durch die Bewegung des Behälters verursachte Mittelwertsverschiebung zu korrigieren. Die Messung des zusätzlichen Füllstandswerts über eine große Integrationszeit gleicht Unregelmäßigkeiten der Oberfläche des zu messenden Mediums aus. Diesen statistischen Unregelmäßigkeiten kann aber eine systematische Veränderung der Oberfläche überlagert sein. Ein Beispiel dafür ist die Ausbildung einer geneigten Oberfläche in einem rotierenden Behälter, in dem das Medium nach außen gedrängt wird. Ein weiterer systematischer Fehler kann durch Entnahme des Mediums aus nur einem Segment des Behälters oder den Zustrom entstehen. Derartige Effekte können auf Basis der bekannten Behältergeometrie und Behälterbewegung berechnet, simuliert oder gemessen werden. Mit der bekannten Messposition des Füllstandssensors kann dann ein solcher systematischer Messfehler kompensiert werden.
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Der Füllstandssensor ist bevorzugt mit dem Behälter mitbewegt montiert. Damit bleibt die Messposition konstant, und das zu messende Medium wird nicht durch den Füllstandssensor zusätzlich aufgerührt. Der zusätzliche Füllstandswert und möglicherweise auch weitere Daten des Füllstandssensors, wie Fehlermeldungen, werden dann insbesondere über einen Schleifkontakt übertragen. Die Erfassung der Information kann dabei durch eine dedizierte Steuerung oder dezentral per drahtloser Übertragung oder Bussignal erfolgen, etwa an einen ortsfesten Schaltschrank.
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Vorteilhafterweise ist nur ein einziger Füllstandssensor an dem Behälter montiert. Der Füllstandssensor soll nämlich anders als bei der herkömmlichen Lösung die bewegte Oberfläche des zu messenden Mediums gar nicht genau erfassen, sondern lediglich einen gemittelten zusätzlichen Füllstandswert liefern. Dafür genügt ein Füllstandssensor an nur einer Messposition und damit auch ein Schleifkontakt. Alternativ können auch weitere Füllstandssensoren vorgesehen sein, um die Genauigkeit und Dynamik des zusätzlichen Füllstandswerts zu verbessern. Dann sind aber bevorzugt dennoch weniger Füllstandssensoren an dem Behälter montiert, als für die Bestimmung eines Füllstandswerts erforderlich wäre, welche die Dynamik aufgrund der Bewegung des Behälters berücksichtigt. Die Dynamik wird nämlich erfindungsgemäß durch die Auswertungseinheit aufgrund der Zu- und Abströme abgebildet.
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Der Füllstandssensor weist bevorzugt einen Sender und einen Empfänger zum Aussenden eines elektromagnetischen Signals, insbesondere eines Mikrowellensignals, sowie eine Füllstandssensorsteuerung auf, in welcher der zusätzliche Füllstandswert oder ein Einzelmesswert zur Bestimmung des zusätzlichen Füllstandswerts anhand der Laufzeit des elektromagnetischen Signals bis zu einer Grenzfläche eines in dem Behälter befindlichen Mediums bestimmbar ist. Ein solcher Füllstandssensor arbeitet nach dem Radarprinzip mit einer frei abgestrahlten oder nach dem TDR-Prinzip mit einer geführten Mikrowelle. Diese Messung ist besonders präzise und robust. Alternativ können aber im Zusammenhang mit der Erfindung auch andere Füllstandssensoren eingesetzt werden, von denen einleitend einige beispielhaft genannt sind.
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Der erste Sensor ist bevorzugt ein an dem Zufluss montierter Durchflussmesser. Damit kann der Zustrom präzise und mit einem bewährten Messprinzip gemessen werden. Weiterhin ist vorteilhaft ein zweiter Sensor zur Messung der Abflussmenge vorgesehen, der insbesondere ebenfalls ein Durchflussmesser ist, der an dem Abfluss montiert wird. Dabei können auch mehrere Zuflüsse und/oder mehrere Abflüsse vorgesehen sein, die dann jeweils mit einem eigenen Durchflussmesser versehen sind. Der Abfluss entspricht häufig einer gezielten Entnahme, etwa zum Befüllen von Behältern. Dann kann der Abfluss alternativ zu einer Durchflussmessung auch durch eine Zeitsteuerung, Wiegeprozess oder eine Grenzstandsmessung in den Behältern bestimmt werden.
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Der Durchflussmesser weist bevorzugt mindestens ein Paar Ultraschallwandler und eine Durchflussmessersteuerung auf, um die Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums durch den Zufluss oder Abfluss aus einer Laufzeitdifferenz von mit und gegen die Strömung ausgesandtem und empfangenem Ultraschall zu messen. Derartige Durchflussmesser sind genau, gut diagnostizierbar und in vielen Varianten verfügbar. Wie schon zum Füllstandssensor ausgeführt, kann die Erfindung aber alternativ auch mit anderen Sensorprinzipien verwirklicht werden, von denen einleitend beispielhaft einige genannt sind.
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Der Behälter ist bevorzugt Teil einer Abfüllanlage. Hier wird bestimmungsgemäß ständig ein Medium, in diesem Fall meist eine Flüssigkeit, zu- und abgeführt. Die Bewegung des Behälters ist bevorzugt eine Drehbewegung, und insbesondere der Behälter als Ring- oder Torusbehälter ausgebildet. Das ist beispielsweise die Situation bei einem Ringabfüller. Dabei ist die Flüssigkeit im Vorratsbehälter ständig in Unruhe durch die Zu- und Abströme und die Rotation. Der Abfluss besteht im Falle einer Abfüllanlage aus dem in Flaschen oder ähnliche Behälter abgefüllten Medium. Alternativ zu einer Bestimmung der Abflussmenge durch einen Sensor kann demnach auch die Abfüllmenge bestimmt werden, indem etwa die Anzahl gefüllter Flaschen bekannten Volumens gezählt oder deren Gewicht bestimmt wird. In manchen Abfüllanlagen muss überschüssiges Medium aus den Behältern abgesaugt werden, um eine gewünschte Füllhöhe zu erreichen, so dass auch dieses abzusaugende Medium berücksichtigt werden muss.
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
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1 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung; und
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2 eine schematische Blockdarstellung des Modells zu Bestimmung des Füllstands mit der Sensoranordnung gemäß 1.
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1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung an einem Ringabfüller 100 in einer schematischen Schnittdarstellung. Der Ringabfüller 100 weist einen torusförmigen Vorratsbehälter 102 auf, in dem sich eine abzufüllende Flüssigkeit 104 befindet. Wie durch einen Pfeil 106 angedeutet, befindet sich der Vorratsbehälter 102 in einer Rotationsbewegung. Deshalb entsteht aufgrund von Wellenbewegungen und dergleichen eine unruhige Oberfläche der Flüssigkeit 104, die zudem aufgrund der Zentrifugalkräfte nach außen gedrängt wird. Die Flüssigkeit 104 gelangt durch einen Zulauf 108 in den Vorratsbehälter 102 und wird an einem Ablauf 110 in Behälter 112 abgefüllt, beispielsweise in Flaschen, Kunststoff- oder Verbundverpackungen. Obwohl die Erfindung am Beispiel eines derartigen Ringabfüllers 100 beschrieben wird, ist sie in gleicher oder analoger Weise auch an anderen beweglichen Behältern einsetzbar, die sich auch in anderer Bewegung befinden können als in einer Drehbewegung und andere Medien enthalten können, etwa Flüssiggase oder Granulate.
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Der Füllstand in dem Vorratsbehälter 102 lässt sich mit einer Punktmessung nicht zuverlässig bestimmen, weil die Oberfläche der Flüssigkeit 104 wegen der Drehbewegung ständig variiert. Deshalb ist erfindungsgemäß eine Sensoranordnung zur Füllstandsbestimmung vorgesehen, die einen Füllstandssensor 10, einen ersten Durchflussmesser 20 und einen zweiten Durchflussmesser 30 umfasst, die jeweils mit einer zentralen Steuerung 40 verbunden sind. In der zentralen Steuerung 40 ist ein physikalischer Beobachter implementiert, welcher den Füllstand in dem Vorratsbehälter 102 aufgrund der von den Durchflussmessern 20, 30 gemessenen Zu- und Abströme schätzt und den Messwert des Füllstandssensors 10 als Korrektiv heranzieht.
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Der Füllstandssensor 10 ist an dem Vorratsbehälter 102 montiert und vollzieht demnach die Drehbewegung mit. Über einen Schleifkontakt zur Anbindung an die zentrale Steuerung 40 werden die Messdaten übertragen. Der Füllstandssensor 10 weist einen Sender 12 und einen Empfänger 14 auf, über die ein Mikrowellensignal in eine TDR-Sonde 16 eingekoppelt und von der TDR-Sonde 16 empfangen wird. Eine Füllstandssensorsteuerung 18 wertet die Laufzeiten der Mikrowellensignale aus, um den Abstand zu der Oberfläche der Flüssigkeit 104 und damit einen punktuellen Einzelmesswert für deren Füllstandspegel zu bestimmen. Alternativ zu der beschriebenen Ausführungsform des Füllstandssensors 10 als TDR-Füllstandssensor sind auch andere an sich bekannte Füllstandssensoren einsetzbar.
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Da die Oberfläche der Flüssigkeit 104 unruhig ist, misst der Füllstandssensor 10 mit einer großen Zeitkonstante. Dazu wird beispielsweise eine größere Anzahl von Einzelmessungen durch Mittelwertbildung oder ähnliche statistische Verfahren ausgewertet. Diese vergleichsweise träge Füllstandsmessung genügt oft nicht, um den Füllstand mit einer gewünschten Ansprechzeit auszugeben, wird aber dafür nicht oder zumindest deutlich weniger von den Schwankungen aufgrund der Wellenbewegungen der Flüssigkeit 104 beeinflusst.
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Wie auch in 1 durch die schräg stehende Oberfläche der Flüssigkeit 104 angedeutet, kann sich der statistischen Veränderung der Oberfläche aufgrund von Wellenbewegungen ein systematischer Effekt überlagern. Im gezeigten Beispiel sorgt die Zentrifugalkraft dafür, dass die Oberfläche auch im Mittel lokale Unterschiede aufweist. Derartige systematische Effekte können aufgrund der bekannten Geometrie des Vorratsbehälters 102 und dessen ebenfalls bekannter Drehbewegung korrigiert werden.
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Der erste Durchflussmesser 20 misst den Zustrom von Flüssigkeit 104 in den Vorratsbehälter an dem Zulauf 108. Dazu muss der erste Durchflussmesser 20 nicht mitbewegt werden. Beispielhaft sind die wesentlichen Elemente eines Durchflussmessers 20 nach dem Ultraschallprinzip gezeigt, bei dem ein Paar von Ultraschallwandlern 22, 24 vorgesehen ist, die ein Ultraschallsignal mit und gegen die Strömung aussenden. Eine Durchflussmessersteuerung 26 berechnet aus der Laufzeitdifferenz die Strömungsgeschwindigkeit, die über den bekannten Querschnitt des Zulaufs 108 eine zuverlässige Bestimmung der Zuflussmenge ermöglicht.
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Der in gleicher Weise aufgebaute zweite Durchflussmesser 30 ist entsprechend an dem Ablauf 110 zur Bestimmung der Abflussmenge montiert und umfasst ebenfalls ein Paar Ultraschallwandler 32, 34 sowie eine Durchflussmessersteuerung 36. Anstelle von Ultraschalldurchflussmessern 20, 30 können auch andere an sich bekannte Durchflussmesser eingesetzt werden. Die Abflussmenge muss auch nicht durch eine Durchflussmessung bestimmt werden. Da sie der in Behälter 112 abgefüllten Menge an Flüssigkeit 104 entspricht, können beispielsweise alternativ die Behälter 112 gezählt oder gewogen werden. In der Praxis befinden sich an einer Abfüllanlage mehrere bis hin zu Größenordnungen von mehreren hundert Stationen, an denen Behälter 112 befällt werden können. Die Durchflussmessung findet dann entweder vor einer Verzweigung auf diese Stationen statt, oder es muss jede Station durch eigene Sensorik berücksichtigt werden. Das ist aber ohnehin meist auch unabhängig von einer Füllstandsmessung in dem Vorratsbehälter 102 erforderlich, weil eine definierte Menge in die Behälter 112 einzufüllen ist.
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Die zentrale Steuerung 40 erhält von den Durchflussmessern 20, 30 mit geringer Verzögerung Messwerte über die Zu- und Abströme in den Vorratsbehälter 102 sowie von dem Füllstandssensor 10 mit größerer Zeitkonstante einen unabhängig bestimmten zusätzlichen Füllstandsmesswert. Aus diesen Eingangsgrößen bestimmt der physikalische Beobachter in der zentralen Steuerung 40 den Füllstand mit nur einem mitbewegten Füllstandssensor 10 trotz der Bewegung des Vorratsbehälters 102 mit großer Genauigkeit.
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2 zeigt schematisch das Modell, mit dem der physikalische Beobachter den Füllstand bestimmt. Die beiden Eingangsgrößen sind der von den Durchflussmessern 20, 30 bestimmte Zu- und Abfluss, wobei letzterer mit einem negativen Vorzeichen eingeht. Daraus wird durch Bilanzierung der Füllstand in dem Behälter geschätzt. In eine Rückkopplungsschleife geht der zusätzliche Füllstandswert des Füllstandssensors 10 ein. Durch eine Nachführung in der Rückkopplungsschleife wird der auf der Messstrecke durch Bilanzierung bestimmte Füllstand an den zusätzlichen Füllstandswert herangeführt.
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Die Ausgangsgroße der Nachführung enthält zugleich eine Information über einen Fehler in dem System, die zur Plausibilitätskontrolle ausgewertet werden kann, um fehlerhafte Durchfluss- oder Füllstandsmessungen aufzudecken.
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Die Modellnachführung kann insgesamt als Regler aufgefasst werden, der den aufgrund Bilanzierung geschätzten Füllstand dem gemittelt gemessenen Füllstand annähert. Das Behältermodell ist im wesentlichen ein Integrator, gegebenenfalls mit einer Kompensation des Inhalts der Leitungen. Es handelt sich also um eine l-Strecke mit mindestens Verzugsverhalten erster Ordnung. Es empfiehlt sich ein Regler mit l-Anteil, da die Störgröße am Eingang der Strecke einwirkt. Der Regler sollte vorteilhafterweise eine Nullstelle besitzen. Der Fachmann ist unter diesen Vorgaben in der Lage, einen geeigneten Reglerentwurf aufzufinden. Zu beachten ist, dass bei einem Entwurf basierend auf einem linearen Streckenmodell die Schnelligkeit des Reglers geringer als aufgrund des linearen Modells möglich zu wählen ist, da sich durch die nichtlineare Kennlinie zwischen Tankvolumen und Füllstand Instabilitäten ergeben können. Da weiterhin die Messgröße des Füllstands sehr starken Schwankungen unterliegen kann, führt eine zu schnelle Streckennachführung zu einem schwankenden Schätzwert für den Füllstand, der dann nicht mehr dem tatsächlichen Füllstand entspricht.
