DE2047529A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Re gelung eines Zement Drehrohrofens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Zement in Drehrohr ofen und insbesondere verbesserte Verfahren und Vorrichtungen zur Regelung des Betriebs von Zement-Drehöfen zwecks Erzielung einer stetigen Arbeitsweise und einer daraus resultierenden Gleichförmigkeit der Qualität des Produktes und verbesserten Brennstoffausnützung.

Die vorliegende Frfindung betrifft eine Verbesserung des in oinnr früheren Patentanmeldung AZ P3 805 137.1 beschriebenen Systems.

Bei der Herstellung von Portland-Zement werden als Drehrohr öfon üblicherweise Stahlzylinder mit einem Durchmesser von

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3 bis 8 m und einer Länge von 30 bis 240 m verwendet. Die Zylinder sind mit feuerfesten Steinen ausgekleidet und weisen rine Neigung zwischen dem Beschickungsende und dem Ausstoßende von 2 bis 3° auf. Der Stahlzylinder ist in gewissen Abständen unterstützt und wird durch Elektromotor und Getriebe mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 20 bis 120 Umdrehungen pro Stunde gedreht. Das Rohmaterial für die Zementherstellung, beispielsweise feingemahlener Kalkstein, Ton oder Schieferton werden in den gewünschten Mengenverhältnissen vermischt und entweder in Form einer feingemahlenen Aufschlämmung oder eines trockenen pulverisierten Gemisches an dem oberen oder Beschickungsende des Drehofens zugegeben. Während der Drehung des Ofens bewegen sich die Rohmaterialien langsam mit einer Geschwindigkeit in dem Ofen abwärts, die eine Funktion der Drehgeschwindigkeit des Ofens ist, und durchlaufen aufeinanderfolgende Zonen. Diese werden als Trockenzone, Vorheizzone, Kalzinierungszone und Brennzone bezeichnet. Wenn die Rohmaterialien am Beschickungsende des Drehofens in Form einer nassen Aufschlämmung eingegeben werden, wird die Feuchtigkeit in der Trockenzone verdampft, die sich über eine Strecke von bis zu 25% der Länge des Drehofens erstrecken kann. In dieser Zone sind in dem Ofen Ketten aufgehängt, welche in Kontakt mit der Aufschlämmung stehen und als Wärmeaustauscher zur Verdampfung dienen. Diese Trocken- oder Kette nzone ist nicht erforderlich in einem Drehofen, der lediglich für die Verwendung eines trockenen Gemisches eingerichtet ist.

Mit fortschreitender Abwärtsbewegung der Materialien in dem Drehofen werden sie langsam durch einen Strom heißer Gase erhitzt. Diese werden durch einen Brenner erzeugt, der am unteren oder Ausstoßende des Drehofens angeordnet ist, und die Heißgase strömen daher im Gegenstrom zur Bewegung des Materials in dem Drehofen. Ein Gebläse am Beschickungsende dos Drehofens erzeugt einen geringfügigen Unterdruck in dem Ofen und zieht die von dem Brenner erzeugten heißen Verbrennungsgase

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BAD ORiGiNAt

durch den Ofen. Dadurch werden die sich in entgegengesetzter Richtung bewegenden Materialien erhitzt und erleiden eine stufenweise Veränderung infolge der sich ständig erhöhenden Materialtemperatur,

Die Temperatur der getrockneten Rohmaterialien erhöht sich solange, bis die Kalzinierungstemperatur erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt wird aus den Rohmaterialien Kohlendioxyd freigesetzt und die Karbonate wandeln sich in Oxyde um. Die Kalzinierungszone umfaßt'den Haupt teil der Länge des Drehofens. Die Temperatur des Materials ändert sich in der Kalzinierungszone nur geringfügig, da die Ka Iz in ie rungs reaktion endotherm ist und Wärme verbraucht. Eine Messung der Materialtemperatur in dieser Zone gibt nur geringe Hinweise auf den Grad der Kalzinierung. An einem weiter abwärts in dem Drehofen gelegenen Punkt, an dem die Kalzinierung vollständig durchgeführt ist, besteht eine große Temperaturdifferenz zwischen den festen Materialien und den im Gegenstrom strömenden Heißgasen. Wenn daher die Kalzinierung beendet ist, beginnt die Temperatur des festen Materials schnell bis zu dem Punkt anzusteigen, an dem die exothermen Kl inker reaktionen ausgelöst werden. Die von diesen chemischen Reaktionen erzeugte Wärme verursacht ein schnelles Ansteigen der Temperatur des festen ,Materials auf 400 bis 450°C. Diese Klinkeroder Brennzone befindet sich in der Nähe des Ausstoßendes des Drehofens und das Material verbleibt solange in der Nähe dieser hohen Temperatur, bis es den Drehofen verläßt und anschließend abgekühlt wird. Der Grad, zu dem die chemische Reaktion in der Klinker- oder Brennzone vollständig durchgeführt wird, hängt von der Zusammensetzung der Beschickung, der Temperatur in dieser Zone und der Verweilzeit einer bestimmten Beschickungsmenge im Innern dieser Zone ab.

Der Drehofen muß auf solche Weise geregelt werden, daß man f-in Klinkerprodukt mit zufriedenstellender Qualität und vorzugsweise einer gleichförmigen Qualität erhält. Das

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Bedienungspersonal hat einen unmittelbaren Einfluß auf die folgenden Größen, welche unmittelbar den Betrieb des Drehofens bestimmen; Die Beschickungsgeschwindigkeit des Drehofens, d.h. die Geschwindigkeit, mit der Rohmaterialien am oberen Fnde des Ofens zugeführt werden, die Drehgeschwindigkeit des Ofens, die Brennstoffzufuhr, d.h. die Geschwindigkeit, mit der Brennstoff in den Ofen eingeführt und verbrannt wird und die Abgasgeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit, mit der die Verbrennungsgase und andere im Ofen erzeugte Gase durch den Drehofen hindurchgezogen und am Beschickungsendc in die Atmosphäre ausgestoßen werden. Das Bedienungspersonal des Drehofens versucht, für jede dieser Regelgrößen Werte P auszuwählen, welche einen stetigen Betrieb des Ofens und das

gewünschte Produkt mit der gewünschten Ausstoßmenge erzeugen.

Bei früheren Zement-Drehöfen hat das Bedienungspersonal visuell die Farbe der Brennzone, die Lage des Grenzbere iches zwischen Kalzinierungszone und Brennzone und die Konsistenz und Größe der Klinker beobachtet und anhand dieser Beobachtungen Korrekturmaßnahmen ergriffen. Diese beruhten auf Fntscheidungen, denen Erfahrungen aus der Vergangenheit zugrunde lagen. Im allgemeinen war die Leistung eines Drehofens auf der Basis dieser Regelung bezüglich der Produktqualität, eier Gleichförmigkeit des Produktes und der Brennstoffausnutzung ^ schlecht. In neuerer Zeit ist eine ausgedehnte Meßtechnik angewendet worden, um die verschiedenen Parameter während des Betriebes des Drehofens zu erfassen. Hierdurch erhält das Bedienungspersonal mehr Informationen mit höherer Genauigkeit zur Festlegung der richtigen Korrekturmaßnahmen. Die erzielten Frgebnisse waren jedoch immer noch abhängig von der Interpretation der Messungen durch das Bedienungspersonal und von seinen Entscheidungen.

Der Bereich, in dem irgendeine Regelung oder Steuerung wirksam ist, ist eine direkte Funktion der Genauigkeit, mit der die Beziehung zwischen der Stellgröße und der geregelten Größe definiert ist. Wenn diese Beziehung exakt bekannt ist

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und sich nie ändert, dann kann ein Regler definiert werden, der bei allen Abweichungen der geregelten Größe von dem Sollwert zufriedenstellend arbeitet. In den meisten Verfahren kann jedoch die Beziehung zwischen den Stellgrößen und den geregelten Größen nur angenähert erfaßt werden. Fs wird daher eine Regelbeziehung, beispielsweise in Form einer Gleichung, abgeleitet, welch? dieser Beziehung in einem angemessenen . Bereich entspricht. Daher muß die zugrunde gelegte mathematische Beziehung klarer sein, wenn die Beziehung zwischen den Stellgrößen und den geragelten Größen komplizierter ist, wenn man einen Regler erhalten will, der in einem vernünftigen Bereich arbeitet. Der Bereich der wirksamen Regelung durch einen Regler kann dadurch definiert werden, daß man "

die maximal zulässige Abweichung der geregelten Größe von einem Normalwert oder Sollwert festlegt.

Wenn die geregelte Größe aus dem Wirkungsbereich des Reglers herausläuft, kann es vorkommen, daß de-r Regler den Prozeß nicht mehr regeln kann und normalerweise ist zur Aufrechterhaltung der Regelung ein äußerer Eingriff erforderlich. In einem Regelsystem für einen Zement-Drehofen kann beispielsweise die Regelfähigkeit verlorengehen, wenn die Verhältnisse in dnr Brennzone aus dem wirksamen Regelbereich herauslaufen. Wenn beispielsweise infolge einer Störung in der Arbeitsweise des Drehofens die Länge der Brennzone zu kurz wird, kann die Λ

Menge des in der Brennzone vorhandenen dichten Klinkermaterials nicht ausreichend sein, um der Schubkraft des hinter der Brennzone aufgestauten zugeführten Materials zu widerstehen. Daher kann sich dieses frisch zugeführte Material zum Ausstoßende des Ofens ohne Beendigung der Klinkerreaktion durchschieben, was zu einer schlechten Qualität des Produktes führt. Die von einem Regelsystem ausgelöste Korrektur kann nicht ausreichend sein, um dieses zu verhindern. Demgemäß ist es erwünscht, Abweichungen der geregelten Größe, welche aus drin Wirkungsbereich des Reglers herausführen, festzustellen und vorherzusehen und die Störung zu korrigieren, bevor die ΙΙ'Ίζη If iihigkeit verlorengeht.

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Im Stand dex· Technik sind zwei Regler verwendet worden. Fin erster Regler sprach auf die gemessenen Werte der Temperatur der B renn zone an und regelte entweder die dem Drehofen zugeführte Wärmemenge oder die Drehgeschwindigkeit des Ofens, da die Temperatur der Brennzone im bekannten Stand der Technik die Verhältnisse in dem Drehrohrofen am besten wiedergab. Trotz verschiedener Schwierigkeiten infolge der Umgebungsbedingungen, welche die Messung beeinträchtigen, war die Temperatur der Brennzone die bestimmende Meßgröße zur Regelung des Verfahrens. Wenn sie allein zur Regelung der Wärmezufuhr zum Ofen, der Drehgeschwindigkeit zum Ofen oder zur Regelung beider Größen verwendet wird, unterliegt diese Messung zusätzlich noch einer weiteren Unbestimmtheit. Längs der Länge des Drehrohrofens besteht ein Temperaturgradient und die Brennzonentemperatur wird an einem bestimmten Punkt in dem Drehrohrofen definiert. Fs ist jedoch möglich, daß sich das Material in dem Drehofen der Länge nach verschiebt. Solche Längsverschiebungen ändern den Temperaturgradienten und können Änderungen und Fehler in der gemessenen Brennzonentemperatur hervorrufen. Diese Fehler können zu einer falschen Hegelwirkung führen und in ernsten Fällen kann dabei eine positiv^ Rückkopplung mit entsprechendem Verlust der Regelfähigkeit des Drehrohrofens auftreten.

Der zweite Regler ist allgemein als AMP-Regler bekannt. Fr spricht auf din Änderung des zur Drehung des Ofens erforderlichen Motordrehmomentes an und es werden dabei die zugcfUhrte Wärmemenge, die Drehgeschwindigkeit oder beide Größen nachgestellt. Diese Variable kann leicht gemessen werden und die verwendeten Meßverfahren sind allgemein unempfindlich gegenüber den Umgßbungsbedingungen. Die Messung wird auch im allgemeinen nicht durch Änderungen in dem Temperaturgradient"η beeinträchtigt. Das erforderliche Antriebsdrehmomont steht .jedoch nicht in einer unmittelbaren Beziehung zur Temperatur der Brrnnzone und wird durch Änderungen in dem Drehrohrofen beeinflußt. Obwohl verschiedene Kompensat lonsverf ahn? η möglich

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sine, ist es schwierig, beispielsweise das Ansetzen von Material an den Wänden des Drehrohrofens und Änderungen im Antrieb zu kompensieren, insbesondere wenn sie mit Änderungen im Verfahren einhergehen, beispielsweise Änderungen in der Zusammensetzung des Einsatzmaterials.

Gewisse bekannte Regelsysteme enthalten sowohl Temperaturregler als auch ΛΜΡ-Regler. Fs wurde jedoch jeder Regler unabhängig verwendet. Daher bestehen in dem Gesamt regelsystem die Probleme jedes einzelnen dieser Regler.

Fs ist daher ein Ziel der Frfindung, verbesserte Vorrichtungen und vorbesserte Verfahren zur Regelung eines Zement-Drehrohrofens zu geben.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, verbesserte Verfahren und verbesserte Vorrichtungen zur Regelung eines Zement-Drehrohrofens zu schaffen, welche gewisse Unbestimmtheiten der Meßwerte kompensieren.

Fin weiteres Ziel der Frfindung besteht darin, verbesserte Verfahren und verbesserte Vorrichtungen zur Regelung eines Zement-Drehrohrofens zu schaffen, welche die Unbestimmtheiten bei der Messung der Temperatur der Brennzone kompensieren.

Fin weiteres Ziel der Frfindung besteht darin, Verfahren und Vorrichtungen zur Regelung eines Zement-Drehrohrofens zu erhalten, welche Unbestimmtheiten in der Messung der Drehmomente kompensieren.

Fin weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Verfahren und Vorrichtungen zur Regelung eines Zement-D r^hrohrofens, welche einen Temperaturregler und einen AMP-Regier (Regler zur indirekten Erfassung des Motordrehmomentes durch Messung des Motorstroms oder der Motorleistung so miteinander kombinieren, daß sie sich gegenseitig ergänzen.

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Gemäß einem Aspekt der Erf indung werden Retrennte Meßwerte für das zur Drehung des Ofens erforderliche Drehmoment und die Temperatur der Brennzone ermittelt. Es wird ein erstes Signal entsprechend der Abweichung der Ist-Temperatur der Brennzone von einer vorgegebenen Soll-Temperatur erzeugt. Ein zweitos Signal entsprechend den Meßwerten il°s Drehmomentes wird erzeugt. Diese beiden Signale werden dann zur Regelung der Stellgrößen für den Ofen kombiniert, um die Temperatur der Brennzone auf dem vorgegebenen Wert zu halten. In einem schmalen Bereich wird nur eine Regelung der zugeführten Wärmemenge ausgeübt, um Störungen des Prozesses auszuregeln. Für größere Prozeßstörungen wird die Drehgeschwindigkeit des Ofens P im Zusammenwirken mit der Wärmezufuhr geregelt. Zustände, bei

denen die Temperatur aus den Grenzwerten herausläuft, werden in nicht-linearer Weise geregelt. Ebenso wird ein Bezugswert für die Brennstoffzufuhr zum Ofen gemäß den vorhandenen Betriebsbedingungen im Ofen nachgestellt.

Die nachstehende Beschreibung im Zusammenhang mit den Abbildungen ergibt ein besseres Verständnis weiterer Aufgaben und Vorteile der Erfindung.

Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Zement-Drehrohrofens, bei dem die Frfindung angewendet wird.

Figur 2 ist ein Blockschaltbild und zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelsystems zur Rn ge lung des Betriebs des Zement-Drehrohrofens der Figur 1.

Figur 3 ist ein Blockschaltbild und zeigt das für das Regelsystem der Figur 2 verwendete Prozeß-Modell.

Figur 4 ist ein Fließschema und zeigt den Betrieb des Regelsystems nach Figur 2.

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Figur 1 enthält die schematische Darstellung eines typi- . sehen Zement-Drehrohrofens mit Zusatzaggregaten, Der Drehrohrofen 10 hat an seinem oberen Fnde oder an seinem Beschickungsende 14 eine Schütte 11 und ein Rohr 12 zur Zufuhr des gemischten Rohmaterials 13 zu dem oberen Fnde des Ofens. Die Rohmaterialien enthalten normalerweise Al_o0„, SiO₀, Fe₃O₃, MgCO₃ und CaCO₃ sowie geringe Anteile von K₃O, Na₀Q und Schwefel. Die vermischten Rohmaterialien können entweder in Form eines trockenen Pulvers oder einer Aufschlämmung zugeführt werden und können in einem Wärmeaustauscher vorerhitzt werden, wobei die Abgase des Ofens ausgenutzt werden. Die abgebildete Ausführungsform ist besonders geeignet für die Verwendung mit einer Aufschlämmung. Längs des Ofens sind in einem Kettenabschnitt 16 benachbart zu dem Beschickungsende 14 Ketten befestigt, um aus der Aufschlämmung Feuchtigkeit abzuführen. Wenn der Ofen mit einem trockenen Gemisch beschickt wird, kann ein solcher Kettenabschnitt 16 verwendet werden oder nicht verwendet werden. Wenn ein Kettenabschnitt 16 in einem Ofen für trockenes Gemisch verwendet wird, dient er zur Vorheizung des trockenen Gemisches. Der Ofen 10 ist unter einem Winkel von etwa 3° geneigt und wird durch einen Flektromotor 20 angetrieben, welcher hier ein Ritzel 21 antreibt, das mit einem Zahnring 22 in Fingriff steht, der am Umfang des Ofens 10 befestigt ist. Mit der Drehung des Ofens 10 durch den Antriebsmotor 20 und über das Getriebe 21, 22 wird durch die Drehung des Ofens ein langsamer Vorschub des zugeführten Rohmaterials bewirkt. Die Durchlaufgcschwindigknit des Materials im Ofen 10 ist etwa proportional der Drehgeschwindigkeit des Ofens. Der Motor 20 wird normalerweise so geregelt, daß er den Ofen mit einer vorgegebenen konstanten Geschwindigkeit dreht.

Am Ausstoßende des Ofens sind eine Leitung 25 für die Brennstoffzufuhr und eine Leitung 26 für die Primärluftzufuhr mit einer Mischkammer 27 für Brennstoff und Luft verbunden. Als Brnnnstoff können Naturgas, pulverisierte Kohle, Öl odor

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Kombinat ionon dieser Brennstoffe verwendet werden. Der Brennstoff wird der Leitung 25 von geeigneten Versorgungsquellen zugeführt. Die Hauptluft wird durch das Gebläse 28 in die Leitung 26 und die Kammer 27 gepreßt.

Das Innere des Ofens IO ist mit einem Futter aus feuerfestem Material ausgekleidet (nicht gezeigt), welches die Wärme der Flamme 30 aufnehmen und an die Gase und das Material abgeben kann, welche sich durch den Ofen 10 hindurchbewegen. Die Verbrennungsgase und andere gasförmige Produkte des Ofens worden durch ein Sauggebläse 31 durch den Ofen gezogen, das die Gase lurch einen Staubsammler und Schornstein 32 ausbläst. Das Gebläse 31 erzeugt in dem Ofen einen geringen Unterdruck und saugt sekundäre Luft SA von dem Klinkerkühler 35 durch den Ofen hindurch. Die am Beschickungsende 14 des Ofens 10 austretenden Gase strömen durch eine Reihe von Staubabscheidern 37, welche den Staub sammeln, und durch einen Dämpfer 38 für das Austrittsgas. Der Staub kann durch ein Rohr 190 und eine Staubzufuhr 191 wieder in den Ofen zurückgeführt werden.

Mit der langsamen Abwärtsbewegung des Finsatzmaterials im Ofen wird es von den Heißgasen im Gegenstrom und durch die erhitzten feuerfesten Wände des Ofens erhitzt. Die Temperatur des trockenen Einsatzmaterials erhöht sich solange, bis üie Kalzinierungstemperatur erreicht ist. An diesem Punkt boginnt din Zersetzung von Kalziumkarbonat CaCO₃ und Magnesiumkarbonat MftCO„ und die Bildung von CaO und MgO. Das freigesetzte Kohlendioxyd CO₂ wird zusammen mit dem Verbrennungsgas durch das Sauggebläse 31 aus dem Ofen 10 abgezogen. Die Zone des Ofens 10, in der diesn Reaktion stattfindet, wird Kalzinierungszone genannt. Diese Reaktion geschieht in einem Hauptteil der Länge des Ofens. Die Temperatur des Finsatzmaterials ändert sich im Innern dieser Zone nur geringfügig, da die Kalzlniorungsreaktion endotherm ist und Wärme verbraucht. Eine Messung der Mate rial tempera tür in dieser Zone gibt keine sinnvolle Anzeige für den Grad dor Kalzinierung des Materials.

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An dem Punkt in dem Ofen 10, in dem die Kalzinierung des Materials beendet ist, herrscht eine große Temperaturdifferenz zwischen dem Material und den Verbrennungsgas^ und daher ergibt sich ein schneller Anstieg der Materialtemperatur. Die Temperatur, bei der die exotherme Klinker-Reaktion auftritt, wird schnell erreicht und die von dieser Reaktion erzeugte Wärme bewirkt ein weiteres Anstellen der Mat^rialtemperatur bis zu dem Punkt, wo das feste Material teilweise flüssig wird. Die Klinker-Reaktion zur Bildung von (CaO)₂ · (SiO₂), (CaO)₃ -(Al₂O₃) (CaO)₄ · (Al₂O₃) · (Fe₃O₃) tritt schnell ein. Diese kristallinen Verbindungen bestimmen die physikalischen Figenschaften des Zementes. Die erhaltene teilweise verschmolzene Masse von Teilchen verschiedenster '

Größe bewegt sich weiter in der Brennzone des Ofens abwärts und bleibt in der Nähe ihrer Maximaltemperatur bis zu dem Zeitpunkt, an dem sie sich dem Ausstoßende 15 des Ofens nähert. Während das Material sich auf dieser Temperatur befindet, verbindet sich der größte Teil des verbleibenden CaO mit dem (CaO)₂ · (SiO₂) und bildet (CaO)₃ · (SiO₂). In Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Einsatzmaterials, der Temperatur in dor Brennzone und der Verweilzeit einer bestimmten Menge des Finsatzmaterials in dieser Zone verläuft diese Klinkerreaktion mehr oder weniger vollständig.

Mit der Annäherung des heißen Klinkermaterials an den Endbe- ä

reich des Ofens beginnt es, einen Teil seiner Wärme an die einströmende Sekundärluft abzugeben. Am Ausstoßende des Ofens fällt der Klinker auf ein Schüttelsieb 40, das von einem Motor 192 betätigt wird. Durch ein Gebläse 41 wird durch das Schüttelsieb 40 Luft geblasen, um den Klinker abzukühlen. Fin Teil der erhaltenen erhitzten Luft wird als Sekundärluft verwendet und von dem Gebläse 31 durch den Ofen 10 gezogen. Dir restliche Luft wird durch einen Staubturm 43 mit Hilfe dr-'S Gebläses 42 in di" Atmosphäre geblasen. Der abgekühlte Klinker wird über ein Förderband 45 zu einer Mahlanlage (nicht gezeigt) transportiert, welche den Klinker zur Herstellung dos Zementes vermahlt.

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Zur Messung der prozeßvariablen sind eine Reihe von Meßfühlern vorgesehen, welche die verschiedenen Parameter des Betriebs des Drehrohrofens überwachen. Sie erzeugen elektrische Signale entsprechend den Werten dieser Parameter. Diese Signale werden von dem erfindungsgemäßen Regelsystem zur Steuerun;; des Betriebes des Ofens vorwendet. Wie in Figur 1 dargestellt, wird ein Signal zur Anzeige der FinsatzrrPSchwindi.'T-keit ermittelt, mit der das Finsatzgut F dem Ofen zurre führt wird. Die Frmittlung dieses Signals für das Regelsystem 51 geschieht durch einen Meßfühler 50, welcher der Schütte 11 zugeordnet ist und das Signal auf der Leitung 52 abgibt. In der Nähe des Beschickungsendes 14 des Ofens ist eine Temperaturmeßvorrichtung 153, beispielsweise ein Thermoelement, vorgesehen und liefert ein Signal für die Temperatur an diesem Beschickungsende, das über die Leitung 154 an das Regelsystem 51 weitergeleitet wird. Am Beschickungsende 14 des Ofens ist auch ein Analysator 55 vorhanden zur Messung des Sauerstoff gehaltes der Abgase des Ofens. Das dem Sauerstoffgehalt entsprechende Signal wird über die Leitung 56 an das Regelsystem 51 gegeben. In der Nähe des Endes des Kettenabschnittes 16 des Ofens ist eine zweite Temperaturmeßvorrichtung vorgesehen und liefert auf der Leitung 54 ein Signal an das Regelsystem 51, das die Temperatur der an diesem Punkt durch den Ofen strömenden Gase anzeigt.

Eine Vorrichtung 159 dient zur Messung der Staubdurchsatzmenge durch die Leitung 190 und die Staubzufuhr 191 und liefert ein entsprechendes Signal an das Regelsystem 51. Fin Meßfühler 161 steht in Verbindung mit dem Antriebsmotor 20 für den Ofen und gibt über die Leitung 162 an das Kegelsystem 51 ein Signal entsprechend der von dem Motor 20 bei der Drehung des Ofens erzeugten Drehgeschwindigkeit. Fin weiterer Meßfühler 60 ist ebenfalls mit dem Antriebsmotor 20 für den Ofen verbunden und gibt über die Leitung 61 ein Signal an das Regelsystem 51 entsprechend des vom Motor 20 gelieferten Drehmomentes, das zur Drehung des Ofens mit einer vorgegebenen

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Drehgeschwindigkeit erforderlich ist. Die Temperatur in der Brennzone wird durch einen Meßfühler 165 ermittelt, beispielsweise ein Pyrometer, das optisch die Temperatur an einem bestimmten Punkt erfaßt. Das Signal dieses Meßfühlers 165 wird dem Regelsystem 51 über die Leitung 166 zugeführt. Fin Meßfühler 59 für die Brennstoffversorgung liefert an den Meßfühler 51 über die Leitung 58 ein Signal über die Zuflußmenge des Brennstoffes pro Zeiteinheit zur Mischkammer 27 und ist der Brennstoffleitung 25 zugeordnet.

Das Regelsystem 51 wertet die auf den Leitungen 52, 154, 56, 54, 160, 162, 61, 166 und 58 zugeführten Informationen über den Betriebszustand des Drehrohrofens aus und erzeugt auf (

den Leitungen 65, 66 und 172 entsprechende Regelsignale. Das Regelsignal auf der Leitung 65 stellt einen Soll-Wert für die Brennstoffzufuhr dar und wird dem Regler 68 zugeführt, um die Zuflußmenge des Brennstoffes zur Mischkammer 27 und damit die Wärmezufuhr zum Ofen 10 zu steuern. Das Regelsignal auf der Leitung 66 stellt einen Soll-Wert für die Austrittsgeschwindigkeit des Abgases dar und wird dem Regler 69 zugeführt, um die Geschwindigkeit des Sauggebläses 31 und damit die abgezogene Abgasmenge zu steuern. Das Signal auf der Leitung 66 bildet einen Soll-Wert für das Abgas und kann alternativ dazu verwendet werden, um die Stellung des Dämpfers 38 zu steuern und dadurch die austretende Abgasmenge einzustellen. Das Regelsignal auf der Leitung 172 ergibt einen Soll- " " Wert für die Drehgeschwindigkeit des Ofens und wird dem Regler 175 zugeführt, um die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors 20 für den Ofen und damit die Drehgeschwindigkeit des Ofens zu steuern. Die Regler 68, 69, 175, 176, 177 und 178 sind standardmäßig bekannte Analogregler und werden daher nicht näher beschrieben.

Figur 2 zeigt Einzelheiten des Rog^lsystems 51 der Figur 1. Das Signal auf der Leitung 52, welchen die pro Zeiteinheit dem Ofen über die Schütte 11 zugeführto Menge des Einsatzmaterials

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darstellt, wird der Logikschaltung 101 (check logic) zugeführt. Dieses Signal entspricht der augenblicklichen Einsatzpreschwindigkeit. Die Logikschaltung 101 vergleicht dieses augenblickliche Signal mit dem vorherigen Signal. Wenn sich die bnlden Signale um mehr als einen vorgegebenen Betrag unterscheiden, wird angenommen, daß irgendein ungewöhnlicher Zustand in dem Ofen besteht und das Ausgangssignal der Logikschaltung 101 wird solange nicht verwendet, bis das zugeführte Signal in einem vernünftigen Wertebereich um das vorherige Signal liegt. Diese Logiksnhaltung 101 dient daher dazu, momentane oder kurzzeitige Störungen auszublenden und ein Versagen des Meßfühlers 50 anzuzeigen. W^nn das Signal für die Finsatzmenge ständig nicht von der Logikschaltung 101 an das Filter 102 weitergegeben wird, dann kann dieser Umstand zur Auslösung einer Alarmfunktion verwendet werden. Die Logikschaltung 101. kann auch in Form eines Digital-Rpchners ausgeführt sein.

In dom Filter 102 wird eine Filterung und Glättung des Signals für die Einsatzmenge vorgenommen, um Rauschen und andere Signalschwankungen zu entfernen, die nicht in Beziehung zu der Einsatzmenge stehen. Das Ausgangssignal des Filters 10i> ist FFFED . Die Filterwirkung des Filters 102 wird durch die folgende Gleichung beschrieben;

FFEFD_n - FFEFD_{n-1 +} K^₀ (FEED^ - FFFED_n-1)

Dabei sind FFEED der neue gefilterte Wert, FFPED . der vorhergehende gefilterte Wert, FFED_Sp_AN der momentane Meßwert auf der Leitung 52, und K_FFED die Filterkonstante.

Die Funktion des Filters 102 kann durch einen Digital-Hechner ausgeführt worden, wobei die Größen K-,--,«, FFFED_n und FFFED_n-1 im Gn dächt η is dos Computers gespeichert werden. Di^se Rechnung wird in kurzen Zeitintervall™, beispielsweise alle 5 Sekunden, durchgeführt um zu gewährleisten, daß das Signal FFFED_n den augenblicklichen Zustand der SinsatZReechwindigkeit

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wiedergibt. Die Konstante K^·*™ wird so klein gewählt, daß Rauschen und andere Nebeneffekte beseitigt werden, das Signal jedoch nicht zu stark abgedämpft wird.

Die Logikschaltung 89 erhält fortlaufende Signalwerte eines Signals TIG_sr,_AN, welches die Gas temperatur im Ofen in der Nachbarschaft des Auslaßendes des Kettenabschnittes 16 darstellt und vom Meßfühler 53 auf der Leitung 54 abgegeben wird. Wenn die Differenz zweier aufeinanderfolgender Signale einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird angenommen, daß die Meßvorrichtung, beispielsweise ein Thermoelement, defekt ist und der augenblickliche Wert des Signals TIGg-... wird nicht verwendet. Es wird vielmehr der vorhergehende Wert des Signals verwendet. Die Logikschaltung 89 kann auch noch auf (

eine beständige Sperrung des Signaldurchgangs zum Filter 88 ansprechen und daraufhin eine Alarmfunktion auslösen. Das Filter 88 erhält das Signal TIGg_CAN und filtert es nach der folgenden Gleichung:

FTIG_n - FTIG_{n-1 +} K_tig (TIG_SCÄN- FTIG_n-1)

Dabei ist FTIG_n der augenblickliche gefilterte Wert, FTIG_n der vorherige gefilterte Wert, TIG_S(,,_N ist der momentane

Meßwert und K. . ist die Filterkonstante, tig

Typischerweise kann der gefilterte 'isnalwert FTIG jeae Minute errechnet werden. Die Funktionen des Filters 88 und ä

der Log ik se haltung 89 können in einem Digital-Reehner ausgeführt werden, wobei die Signale FTIG_, FTIG„ -,, TIG₀₀, _xt und

« n—JL oLrtrl

die Konstante K.. im Speicher des Computers gespeichert werden können.

Durch den Meßfühler 159 wird ein Signal auf der Leitung 160 an das Regelsystem 51 geliefert, welches die Mengengesehwindigkeit darstellt, mit der Staub durch die Staubzufuhr 191 in den Ofen ,eingegeben wird. Das Signal DRgp/iw wird von der Logikschaltung 105 überprüft um festzustellen, ob das Signal

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uie tatsächliche Finsatzgeschwindigk^ it für den Staub richtig λν ic (lern; ibt. '.Vie bei do η anderen Lor; iksc hai tunken knnn din Logikschaltung 105 momentane Störungen ausblenden und über Alarmf unkt ionen e inen Defekt des Meßfühlers feststellen. Das Signal DHe_P._M wird, wenn es durch die Logikschaltung durchgelassen wird, dem Filter 106 zugeführt, welches gemäß dor folgenden Gleichung das Signal FDR erzeugt:

FDR_n - FDR_n^ ₊ K_dr (DR_SCAN - FDR_n-1)

Dabei bedeutet FDR der momentane gefilterte Wert, F^R ₁ der vorhergehende gefilterte Wert, ^DRgr-ajj ^der momentane Meßwert

gr-ajj

und K. die Filterkonstante,
ur

Das Filter 106 führt daher ähnliche Funktionen aus wie die Filter 102 und SS. Die Funktionen der Logikschaltung 105 und des Filters 106 können in einem Digital-Rechner ausgeführt werden.

Die Logikschaltung 107 erhält auf der Leitung 154 ein Signal entsprechend der Gastemperatur am Einsatzende 14 des Drehrohrofens, welche durch den Meßfühler 153 gemessen wird. Das Signal, welches die Information über die Gastemperatur enthält, wird auf die Logikschaltung ¹O? gekoppelt, um kurzzeitige Störungen auszublenden und die Arbeitsweise des Meßfühlers ? 53

zu überprüfen. Das Signal FETgp wird dann dem Filter 108 zugeführt und nach der folgenden Gleichung gefiltert:

FFFT_n - FFET_{n-1 +} K_fet (FFTg^ - FFFT_n-1)

• r '

Dabei bedeutet FFFT den momentanen gefilterten Wert, FFFT _Λ den vorhergehenden gefilterten Wert, FET_S__AN den momentanen Meßwert und K_f . die Filter"konstante.

Die Filterkonstante K- . wird klein genug gewählt, um Störungen und andere Finflüsse auf das Signal für die Rechnung zu beseitigen. Beispielsweise kann jede Minute eine Berechnung

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■äurc Irreführt werden. Die Funktionen der Logikschaltung 1O7 und des Filters 108 können bequemerweise in einem Ziffernrechner durchgeführt werden, wobei die Signale FFFT_n, FFFT_n-1, FFT_Sfl,_N und ICp„_t im Speicher des Rpchners gespeichert werden.

ü'T Sauerstoffgehalt des austretenden Gases wird durch den Sauerstoffanalysator 55 ermittelt. Dieser erzeugt das Signal ϋΧΥς;ρ._Μ auf der Leitung 56, welches über die Logikschaltung 100 an cias Filter ItO gekoppelt wird. Die Logikschaltung kann eine oder mehrere der Funktionen der Logikschaltung an diesem bestimmten Signal durchführen. Das Filter 1.10 liefert ein Ausgangssignal FOXY gemäß der Gleichung:

FOXY_n = FOXY_n-1 + K_0XY (0XY

_SCAN

Dabei bedeutet FOXY den momentanen gefilterten Wert, FOXY , den vorhergehenden gefilterten Wert, 0XY<qp_Aiyi den momentanen Meßwert und K„_vv die Filterkonstante. ,

Die Funktionen der Logikschaltung 109 und des Filters 110 können ebenfalls in einem Digital-Rechner durchgeführt werden, wobei dann die Größen FOXY_n, FOXY_n-1, 0XY_SCAN und Κ_οχγ in dem Gedächtnisspeicher des Computers gespeichert werden.

Bei bestimmten Ausführungsformen des Regelsystems 51 wird als weiterer Prozeßparameter die der Mischkammer 27 zugeführte Brennstoffmenge pro Zeiteinheit verwendet. Der Brennstoffmoßfühler 59 erzeugt auf der Leitung 58 ein Signal FUFLg^.j.. Nachdem dieses Signal in der Logikschaltung 111 ausgewertet ist, wird es dem Filter 86 zugeführt. Die Filterwirkung des Filters 86 kann durch folgende Gleichung beschrieben werdnn;

FFUFL_n - FFUFL_n-1 + K^ · (FUEL^_n - FFUFL_n-1)

Dabei bedeutet FFlJFL den momentanen gefilterten Wert, FFUFL den vorhergehenden gefilterten Wort, FUELg-,.,. den momentanen Meßwort und Kr,_irt,_T die Filterkonstante.

r lie Lj

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Din Größe dor Filterkonstanten hängt von den verschiedenen Prozeßparametern ab und von der Folgef requenz, mit der das Signal FFUEL berechnet wird. Die Funktion der Logikschaltung 111 und des Filters 112 kann in einem Rechner ausgeführt werden, wobei die Signale FFUEL_n, FFUFL_n-1, FU^scan» ^und die Filterkonstante Κρ_ΤΠΓτ in dem Speicher des Computers gespe iche rt we rde η.

Das Signal AMP_SCAN wird von dem Meßfühler 60 am Motor 2O erzeugt und über die Leitung 61 auf das Regelsystem 51 gekoppelt. Es kann den momentanen Wärmezustand in dem Drehrohrofen darstellen. Änderungen in der Größe des Signals können entsprechende Änderungen im Zustand der Brennzone anzeigen. Wenn der Antriebsmotor 20 für den Drehrohrofen ein Wechselstrommotor ist, dann ist unter der Annahme einer konstanten Drehgeschwindigkeit des Ofens 10 das Signal auf der Leitung ein Maß für die Leistungsaufnahme des Motors 20 in kW, welches das vom Motor 20 zur Drehung des Ofens 10 erzeugte Drehmoment darstellt. Wenn der Antriebsmotor 20 ein Gleichstrommotor mit konstanter Erregung ist, dann ist das Signal auf der Leitung 61 ein Maß für den Armaturstrom dos Motors, welcher das vom Motor zur Drehung des Ofens bei konstanter Erreger- und Versorgungsspannung erzeugte Drehmoment wiedergibt. Für die Beschreibung wird angenommen, daß der Motor ein Gleichstrommotor ist und das Signal AMP_gcAN auf der Leitung 61 den Armaturstrom und das Drehmoment des Motors 20 darstellt. Verschiedene Vorrichtungen zur Ableitung eines DrehmomentsignaIs an anderen Motoren sind an sich bekannt. In dem US Patent 3 469 828 wird die Verwendung von Drehmomentmessungen und des Signals AMP_gCAN zur Steuerung des Betriebs des Drehrohrofens unabhängig von den Messungen in der Brennzone gezeigt. Das Filtern und Glätten des AMP-Signals zur Entfernung von Rauschen und anderen Schwankungen, die nicht aus den Bedingungen in der Brennzone herrühren, beispielsweise Einwirkungen der Drehung des Ofens auf das Signal, wird nach dor Überprüfung des Signals mit einer Logikschaltung

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81 durch ein Filter 80 durchgoführt. Das Ausgangssignal dna Filters 80 wird durch die folgende Gleichung beschrieben·

FAMP_n - FAMP_n-1 + K_amp (AMPg^ - FAMP_n-1) Dabei bedeutet FAMP den neuen gefilterten Wert, FAMP_n-1 don

vorhergehenden letzten gefilterten Wert, ^AMPg_CAN den momentannn Meßwert und K die Filterkonstante. Die Funktionen

amp

des Filters 80 können auf einem Ziffernrechner durchgeführt werden, wobei die Größen FAMP_n, FAMP_n-1, ^amp _SCam ^{und K}amt> im Speicher des Rechners gespeichert werden. Diese Berechnung wird in kurzen Zeitintervallen, beispielsweise alle 5 Sekunaen, durchgeführt um zu gewährleisten, daß das Signal den gegenwärtigen Zustand des Motordrehmomentes darstellt und eine genaue Basis für die Regelwirkung bildet. Die Filterkonstante K wird klein genug gewählt, um Rauschen und die amp

Auswirkung der Ofendrehung auf das Signal zu eliminieren und trotzdem das Signal nicht herauszudämpfen, Die Funktion der Logik se haltung 81, welche aufeinanderfolgende Werte des Signals miteinander vergleicht, kann auch in einem Ziffernrechner mit entsprechender Signalspeicherung durchgeführt werden.

Der Tem^eraturmeßfühlor für die Brennzone erzeugt ein Signal TBZc.,-,,._T auf der Leitung 166. Dieser Meßfühler 165 kann die verschiedensten Formen annehmen. Im allgemeinen wird man je- Λ

doch optische Pyrometer oder andere optische Vorrichtungen verwenden. Das Signal TBZg_CAN für die Temperatur der Brennzone wird auf der Leitung 166 an die Logikschaltung 115 gekoppelt. Die Logikschaltung 115 vergleicht das augenblicklich vorhandene Signal TBZ_Sf,_AN mit dem vorhergehenden Signal. Wenn die Differenz zwischen dem augenblicklichen und dem vorhergehenden Signal einen gegebenen Wert überschreitet, wird angenommen, daß in dem Ofen selbst oder in den Meßinstrumenten des Ofens irgendein ungewöhnlicher Zustand herrscht und der Signalwert TBZ_sr,._N wird solange nicht verwendet, bis

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er in pinen vernünftigen Bereich neben dem vorhergehenden Wert zurückkehrt. Die Logikschaltung 115 dient dabei dazu, kurzzeitige oder augenblickliche Störungen auszuglätten. Sie kann außerdem einen Defekt des Meßfühlers 165 für die Temperatur der Brennzone anzeigen und eine Alarmfunktion auslösen. Die von der Logikschaltung 115 ausgeführte Funktion kann durch einen Ziffernrechner ausgeführt werden, wobei aufeinanderfolgende Signale von den Meßfühlern im Drehrohrofen im Gedächtnis des Rechners gespeichert werden.

Das Ausgangssignal des Filters 116, welcher das Signal TBZ_sr,_AN erhält, wird beschrieben durch die Gleichung:

FTBZ_n = FTBZ_n., + K_tbz - <TBZ_SCAN-

Dabei ist FTBZ der neue gefilterte Wert, FTBZ_n-1 ist der letzte gefilterte Wert, TBZ_gcAN ist der vorhandene Meßwert und K., ist die Filterkonstante.

Die Funktion des Filters 116 kann in e inem Ziffernrechner ausgeführt werden, wobei die Signale FTBZ_n, FTBZ_{n lf} TBZ_gcAN,

und die Konstante K₊, „ in dsm Computergedächtnis gnspei-

toz

chert wurden. Der Wert für die Konstante K₄. hängt von der Folgefrequenz der Berechnungen oder von dem Signal FTBZ und anderen Schaltungsparametern ab und wird so klein gewählt, daß Rauschen und andere unerhebliche Auswirkungen auf das Signal TBZ_cnAW beseitigt werden.

ο L* A ΐΐ

Das Regelsystem 51 spricht auf die erhaltenen Messungen des Prozesses an, wie sie durch die Signale FFFFD , FTIG , FDR_n, FFFT_n, FOXY_n, FFUFL_n, FAMP_n und FTBZ_n dargestellt werden. Fs führt die verschiedensten Regelfunktionen zur Regelung der zugeführten Wärmemenge, der Drehgeschwindigkeit des Ofens und der Abgasmenge durch. Gemäß einem Aspekt . der Erfindung werden die Signale FAMP vom Filter 80 und das Signal FTBZ vom Filter 116 zur Regelung

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der Brennstoffzufuhr kombiniert. Das Regelsystem erzeugt in Abhängigkeit von den gefilterten Signalen FAMP_n und

FTBZ ein Ausgangssignal FUFL_a„ auf der Leitung 65, welches η ■ ^öp

auf einen Rngier 68 gekoppelt ist und dadurch die der Mischkammer "7 zu;xfiführte Brennstoffmenge regelt.

Das Regelsystem nach Figur 2 wird in einer bevorzugten Ausfühvungsform dargestellt. Gewisse Aufgaben und Vorteile der Erfindung können dadurch erreicht werden, daß gewisse Abschnitte oder Regelkreise in dem Regelsystem 51 entfornt werden. Fine Grundausführungsform eines erfindungsgemäßen Regelsystems würdo primär auf die Temperatur der Brennzone *

ansprechen, wie sie durch das Signal FTBZ dargestellt wird. Dieses wird zu einem Signal FTBZ entsprechend der Regelabweichung in dem Summierverstärker 120 umgewandelt, der außerdem noch auf das Soll-Wertsignal TBZ„ für die Temperatur

sp

der Bronnzone anspricht. Der Bedienende stellt mittels eines Potentiometers, eines in einem Ziffernrechner gespeicherten Wertes oder mit anderen äquivalenten Mitteln den durch

das Signal TBZ_ wie de rge ge bone η Soll-Wert für die Temperasp

tür der Brennzone ein. Dieser beruht normalerweise auf einer chemischen Analyse des Drehrohrausstoßgutes, welche dem Bedienenden von Zeit zu Zeit übermittelt wird. Wenn beispielsweise der freie Kalkgehalt des Produktes des Drehrohrofens (der Gehalt an nicht gebundenem CaO) zu niedrig ist, wird der Bedienende den Soll-Wert für dir Temperatur der Brennzone verringern. Wenn ,jedoch der freie Kalkgehalt zu hoch ist, wird drr Bedienende den Soll-Wert für die Temperatur der Brennzone erhöhen. Dabei wird das Bedienungspersonal typische Soll-Werte für die Temperatur der Brennzone bei einer bestimmten Art und Geschwindigkeit d^r Beschickung und bei einem bestimmten Produkt des Drehofens auf der Grundlage vergangener Erfahrungen für die Auswahl des Anfangswertes der Temperatur benutzen.

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Dor Summierverstärker 12O ist an sich bekannt und liefert das Fehlersignal ETBZ , welches proportional der Differenz zwischen dem Signal TBZ_ für den Soll-Wert der Temperatur

sp

und dem Signal FTBZ für den momentanen gefilterten Wert der Temperatur entspricht nach der Gleichung:

FTBZ_n = TBZ₅ - FTBZ_n

Das Signal ETBZ für die Temperatur der Brennzone ist positiv, w?nn der momentane gefilterte Wert für di^ Brennzonentemperatur kleiner ist als der Soll-Wert für diese Temperatur und ist negativ, wenn der gefilterte Wert den Soll-Wert übersteigt. Die Funktion des Summierverstärkers 120 kann durch einen Digital-Rechner durchgeführt werden. Das Signal ETBZ wird dann als Signal DELTBZ_n auf einen Summierverstärker 121 gekoppelt. Wie im einzelnen gezeigt, wird dieses Signal durch einen Multiplikator 122 gekoppelt, welcher außerdem noch auf den Wert FTBZ für die Temperatur der Brennzone und einen Funktionsgenerator 123 anspricht. Gemäß dieser bestimmten beschriebenen Ausführungsform sind jedoch der Multiplikator 122 und der Funktionsgenerator 123 nicht erforderlich. Daher ist

DELTBZ_n - FTBZ_n

Die Verwendung dieser Größen in dem Regelsystem 51 entsprechend Figur 2 wird weiter unten beschrieben.

Fin weiterer Summier verstärker 84 erhält die Differenz zwischen oinem Soll-Wert AMP für das Ofenantriebsdrehmoment und dem momentanen Wert für das gefilterte Signal FAMP_n. Ein Filter 125 erhält dieses momentane gefilterte Signal FAMP_n und regelt normalerweise den Soll-Wert AMP . Das Filter 1?5 kann ein Filter mit einem festen Wert sein und ergibt gemäß einer Verlaufsfunktion (trend) ein Soll-Wer mit einem bestimmton Verlauf. In der bevorzugten Ausführungs form ist die Geschwindigkeit, mit der die Verlaufskurve für den Soll-Wert geändert wird, ο ine Funktion eines Stabilitäts Verstürkunps-Faktore, wie er weiter unten beschrieben wird.

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Im allgemeinen ist der Finfluß des Ofendrehmomentes auf das Regelsystem umso geringer, je schneller der Soll-Wert nachgerogeIt wird. Der Bedienende kann das vom Filter 125 erzeugte Signal außer Kraft setzen (override). Der Summierungs ve rst ärke r 84 erzeugt daher π in Signal DELAMP_n, welches die Differenz zwischen dem Soll-Wert AMP für das Drehmoment des Drehrohrofens und dem momentanen gefilterten Wert für das Drohmomentsignal FAMP entsprechend der Gleichung darstellt:

DELAMP_n = AMP₅ - FAMP_n

Das Signal DELAMP für die Regelabweichung des Drehmomentes ist positiv, wenn der momentan vorhandene gefilterte Wert für das Drehmoment kleiner ist als der Soll-Wert und ist negativ, wenn der augenblicklich vorhandene gefilterte Wert den Soll-Wert übersteigt. Die Funktion des Summ ie rve rs tärkers 84 kann auf einem Ziffernrechner durchgeführt werden.

Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 120, ETBZ und des Summierverstärkers 84, DELAMP werden dem Summierver-

stärker 121 zugeführt und mit einem Rückkopplungssignal kombiniert. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 121 wird dann über die Schaltung 127 (changeover circuit) einem Summier ve !'Stärker 126 zugeführt, der eiaen Wert für den Grundpegel (base fuel level) der Brennstoffzufuhr zufügt. Diese Schaltung 727 ist für ein Verständnis dieser Ausführun.Tsfonn der Frfindung nicht erforderlich. In ähnlicher Weise sind der Multiplikator 130, der Summ ie rve rst ärke r 131 und die durch den Schalter 132 dargestellte Schaltvorrichtung für dinse Ausführungsform nicht erforderlich. Das Ausgangssignal des Summ ie rve rst ärke rs 121 wird über die Schaltung 127, den Summierve rst ärke r 126, die weiteren Summierverstärlnr 134 und 135 und das Filter 136 auf ein Prozeß-Modell 133 gekoppelt. Das Ausgangssignal des Filters 136 ist ein Signal EFUFL_n, welches die Brennstoff rege 1 abwe ic hung zu diesem Zeitpunkt im Verfahrensablauf darstellt. Gemäß dieser Ausführungsform

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der Frfindung wird das Signal für die Regelabweichung der Brennstoffzufuhr einem Prozeß-Modell 133 zugeführt, um dort um eine Zeit verzögert zu werden, welche der Verzögerung der Reaktion des Verfahrens auf eine Änderung der Brennstoffmenge hin entspricht. Zu dem Zeitpunkt der Verzögerung verwendet das Prozeß-Modell 133 einen vorhergehenden Wert des Regelabweichungssignals für den Brennstoff, um ein Rückkopplungssignal FB₁ zu erzeugen, das zur Berücksichtigung vorheriger Regelwirkungen auf din Brennstoffmenge dient. Dieses Signal wird dem Summier verstärker 121 zugeführt. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 121 kann für die Zwecke dieser Erörterung durch die Gleichung:

ERR_n - DELTBZ_n + DELAMP_n + FB_n

dargestellt werden, wobei ERR das gesamte zusammengesetzte Signal für die Regelabweichung darstellt. Die Funktion des Summierverstärkers 121 kann in einem Ziffernrechner durchgeführt werden. Dieses zusammengesetzte Regelabweichungssignal ERR kann in einem Grundregler das Soll-Wertsignal FUFL

η ~ ^P

für den Brennstoff darstellen. Dieses Signal FUFL_„ für den

sp

Soll-Wert des Brennstoffs auf der Leitung 65 wird dann dem Regler 68 zugeführt, um den Soll-Wert für den Brennstoff nachzustellen. In diesem Grundregler sind daher sowohl die Temperatur der Brennzone als auch das für die Drehung des Ofens erforderliche Motordrehmoment kombiniert worden, um mit geeigneter Rückkopplung ein Signal für die Gesamtregelabweichung zu erzeugen, das die Wärmezufuhr zum Ofen durch Regelung der Brennstoffzufuhr zu der primären Mischkammer , re ge 11.

Ein verbesserter Betrieb dieses Grundreglers kann dadurch erhalten werden, daß die Funktionen des Multiplikators 3 22 und des Funktionsgenerators 123 zur Regelung des Filters so ausgeführt werden, daß dadurch ein Verlauf des SoIl-Wertos für das Drehmoment des Ofens gemäß den Änderungen in

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der Temperatur der Brennzone erzwungen wird, wie sie durch den Filterwert FTBZ dargestellt werden. Das Ausgangssignal

ETBZ des Summierverstärkers 120 wird zusammen mit dem Ausn

gangssignal SGF des Funktionsgenerators 123 dem Multiplikator 12? zugeführt. Wenn das Signal SGF_n 0 ist, ergibt die Temperaturabweichung keinen Beitrag am Regler und die ganze Regelung beruht auf dim Drehmoment. Das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 123 ist ein Stabilitäts-Verstärkungsfaktor und wird verwendet, weil die Temperatur der Brennzone offensichtlich als Regelgröße unzuverlässiger wird, wenn infolge ungewöhnlicher Störungen das Ofenverhalten unnormal wird und schwingt. Umgekehrt wird die Temperatur der Brennzone als Meßgröße zuverlässiger, wenn der Ofen statio- I

närer wird und der Soll-Wert für die Drehmomenteinstellung zum richtigen Ofenbetrieb weist einen gewissen Verlauf auf (drifts); Versuche, diesen Wert auf einen konstanten Wert zu halten, verursachen eine Überhitzung oder eine zu geringe Erhitzung des Ofens. Wie bereits angedeutet, ist es während eines unnormalen Verhaltens des Ofens möglich, daß die Temperaturmessung in der Brennzone eine unzuverlässige Anzeige der Verhältnisse in dem Ofen ergibt, da sich infolge dieses unnormalen Verhaltens das Temperaturprofil des Ofens in Längsrichtung verschiebt. In diesen Fällen kann das Drehmomentsignal eine rechtzeitigere Anzeige von tatsächlichen Änderungen im Ofenzustand geben und dieses Drehmomentsignal g

ist daher eine bessere Regelgröße zur Stabilisierung eines Ofens mit unnormalem Verhalten. Durch die Kombination des Multiplikators 122 und des Funktionsgene ratοrs 123 mit dem Filter 125 erhält man daher eine verbesserte Arbeitsweise des Grundreglei*s, indem die Auswahl oder das relative Gewicht der Signale für das Drehmoment und die Temperatur auf der

Basis der Stabilität des Prozesses dynamisch gesteuert wird. j

Die Prozeßstabilität kann durch ein Signal WSTT gemessen werden, welches sich gemäß folgender Gleichung entsprechend I

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der gefilterten Ableitung des Temperatursignals .für die Brennzone ändert:

^WSTTn ^{= K}to <^FTBV ^{+ K}tl (FTBZ_n-1 )4.,-₊ K_tm (FTBZ_n__m)

Dabei sind K. bis K. die Filterkonstanten und der Wert to tm

von m ist gleich der Zahl von Gliedern in dem Filter vermindert um 1, FTBZ ist der momentan vorhandene gefilterte Wert, FTBZ ₁ ist der vorhergehende gefilterte Wert und FTBZ_n ist der Filterwert, der um m-Ze it Intervalle vor dem augenblicklichen Filterwert liegt.

Normalerweise werden fünf Filterabschnitte verwendet, so daß sich die Zahl m mit 4 ergibt und man eine Temperaturänderungsgeschwindigkeit als gewichteten Mittelwert der Änderung der letzten fünf Rechenwerte der Temperatur der Brennzone erhält. Dieses mit Verlauf und mit Gewichtsfaktoren (weighted scan trend) versehene Temperatursignal, das in dem Funktionsgenerator 123 erzeugt wird, wird dann gefiltert, um ein gefiltertes Signal nach der folgenden Gleichung zu erhalten;

FAWST_n ■-- FAWST_n-1 + K^ ( IWSTT_nI - FAWST_n-1)

Dabei bedeutet FAWST der momentan vorhandene Filterwert, FAWST ₁ der vorherige Filterwert, J WSTT | der Betrag des gewichteten Temperaturverlaufs und K_WST eine Filtc!'konstante

Der Stabil it äts-Ve rstärkungsf aktor SGF_n ist auf einen positiven Wert beschränkt und sollte normalerweise einen bestimmten Mindestwert nicht unterschreiten. Beispielsweise deuten Werte des Signals SGF zwischen 0,2 und 1,0 einen normalen Bereich an.

Das Signal SGF_n für den Stabilitäts-Verstärkungsfaktor wird dann sowohl dem Multiplikator 122 als aftch dem Filter 125 zugeführt. Als Ergebnis ist der Wert für die Regelabweichung vom. Multiplikator 122 das Produkt des Stabil it äts-Verst ärkungs-

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faktors SGF und des Signals FTBZ für die Regelabweichung der Temperatur der Brennzone. Dem Filter 125 wird in dieser Form das Signal FAMP und das Signal SGF für den Stabilitäts-Verstärkungsfaktor zugeführt, um normalerweise nach der folgenden Gleichung ein Signal AMP_Sp/_n für den Soll-Wert des Drehmomentes zu erhalten;

^AMPs_P/n - ^AMPsp/n-l ^{+ K}asp '■ ^SGFn <^FAMPn " ^AMPs_P/n-l>

Dabei bedeutet AMP , dor neue Soll-Wert für das Drehmoment,

sp/n

AMP / - d^r letzte vorhergegangene Soll-Wert für das Dreh-T.-rer.t, FAMP der augenblickliche gefilterte Wort für das

Drehmoment, SGF der momentan vorhandene Stabilitäts-Verstär-' η

kungsfaktor und K„_„ die Filterkonstante.

abp

Daher vorändert der Stabilitäts-Verstärkungsfaktor den Sollwert des Drehmomentes. Er verändert außerdem die Abweichung der Temperatur der Brennzone entsprechend DELTBZ_n gemäß der Gleichung:

DELTBZ_n = SGF_n · ETBZ_n

Dabei bedeutet DELTBZ der neue kompensierte Wert für die Temperaturabweichung, ETBZ_n der momentane Wert für die Regelabweichung der Temperatur der Brennzone und SGF der augenblicklich vorhandene Stabilitäts-Verstärkungsfaktor.

Mit dem Instabilwerden des Prozesses wird der Verstärkungsfaktor für das Signal DELTBZ der Regelabweichung der Temperatur der Brennzone verringert, so daß dadurch das stabilere Signal für das Drehmoment eine stärkere Bedeutung erlangt. »Venn jedoch das System stabil ist, dann wird der Verstärkungsfaktor auf ein Maximum gebracht, so daß die Signal? für die Temperatur der Brennzone die Haupt rege !größe darstellen. In dieser Weise wird die Regelwirkung der beiden Eingangesignaln ständig variiert, um eine Regelung des Soll-Wertes für die Brennstoffmenge FUEL₀ zu erhalten, welche auf die zu dem jeweiligen Zeitpunkt vorhandene zuverlässigere Regelgröße anspricht.

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Die Funktionen dgs Multiplikators 122, des Funktionsgenerators 123 und dos Filters 125 können ebenfalls durch einen Ziffernrechner durchgeführt werden.

Zement-Drehrohröfen stellen nicht-lineare Prozess^ dar, die in relativ engen regelbaren Bereichen gehalten werden müssen. Wenn ein Zement-Drehrohrofen erkaltet, wird die Qualität der Klinker unannehmbar. Noch extremere Zustände können den Klinkervor^ang unterbrechen und die Flamme auslöschen. Jedesmal dann, wenn eine Neigung zu einem Erkaltungszustand festgestellt wird, ist es notwendig, einen Regelvorgang durchzuführen, der diese Neigung so schnell als möglich korrigiert, ohne dabei ein unnormales Verhalten des Ofens zu verursachen. Zusätzlich zur Regelung der Einsatzgeschwindigkeit und der Brennstoffmenge ist es auch möglich, die Geschwindigkeit des Ofens zu kontrollieren. Die Ansprechgeschwindigkeit des Prozesses auf Änderungen in der Drehgeschwindigkeit ist größer als die Ansprechgeschwindigkeit auf Änderungen in der Brennstoffzufuhr. Daher spricht eine andere Ausführungsform des Grundreglers (basic controller) auf große Störungen dadurch an, daß die Drehgeschwindigkeit des Ofens geregelt wird. Für kleinere Störungen, für die mehr Zeit zur Korrektur zur Verfügung steht, wird eine Regelung der Brennstoffzufuhr verwendet. Gemäß dieser Erweiterung des Grundreglers ist ein solches Verfahren möglich, das eine Optimierung der Produktionsgeschwindigkeit gestattet, welche sonst bei Verringerung der Drehgeschwindigkeit des Ofens vermindert wird. Weiterhin werden Ge se hwindigke its änderungen nur soweit angewandt wie sie notwendig sind und dadurch wird die Frzeugung anderer Störungen in anderen Teilen des Ofens vermieden. Dies gilt insbesondere für Drehrohröfen mit Finsatz von nassem Gut, wo eine Änderung der Drehgeschwindigkeit e inn Störung in der Umgebung des Finsatzendes verursachen kann, welche sich fortpflanzt, die Verhältnisse in der Brennzono durcheinander bringt und dadurch ein Oszillieren des Vorgangs verursachen kann.

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Gemäß dom Regelsystem nach Figur 2 wird das Ausgangssignal vom Summier verstärker 122 der Schaltung 127 und der Schaltung 140 (changeover circuit) zugeführt. Das Ausgangssignal von der Schaltung 127 ist FFRR und wird entsprechend der nachstehenden Gleichung errechnet:

^FERRn - ^Kfch ' ^FRRn

Dabei bedeutet FERR das momentan vorhandene effektive Regel abweichungssignal des Brennstoffsystems, FRR das momentane zusammengesetzte Regelabweichungssignal und K_{f n} eine Proportionalitätskonstante.

Die Schaltung 127 beschränkt auch den Wert FFRR_n auf einen Maximalwert FFRR _n . Die Schaltung 140 erzeugt ein Signal

ΙΩαΛ

SFKR_n gemäß der Gleichung:

^SFRRn - ^Kserr * <^ERRn - ^Kdb>

Dabei bedeutet SERR das momentane effektive Regnlabweichungssignal für die Drehgeschwindigkeit, ERR das momentane zusammengesetzte Regelabweichungssignal, K eine Propor-

tionalitätskonstante und K,- eine Totzeiticonstante (d.h.

Die Schaltungen 127 und 140 gestatten Uli Umschaltung der Art der Regelung zwischen Drehgeschwindigkeitsregelung und Brennstoff regelung. Die Rege labweichungpn des Systems entsprechend dem Signal ERR_n bis zu einem Schwellwert, der durch ο ine Änderung der Kurvenneigung auf den Wert O in der Schaltung 127 und den Übergang zu oinor negativen Kurvonstnigung in dor Schaltung 140 angedeutet ist, gehen durch dir Schaltung 7 27 hindurch und werdon in der Schaltung 140 zurückgohaltrn. Daher haben nur Signa In bis zum Schwellwert ein" Auswirkung auf den Sollwert für den Brennstoff. Regelabweichungen oberhalb des Schwellwortes gehen durch die Schaltung 140 hindurch und beeinflussen die Drehgeschwindigkeit des Ofens.

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Das Signal SERR stellt den Teil des zusammengesetzten Regelabweichungssignals vom Summierverstärker 121 dar, welcher für die Regelung der Drehgeschwindigkeit des Ofens verwendet wird, und wird dem Eingang des Summierverstärkers 141 zugeführt. Das Ausgangssignal DSERR ist in Figur 2 gezeigt. Wenn die Forcierung der Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes (Amp rate forcing) und die Regelung der Drehgeschwindigkeit für niedrige Temperatur nicht verwendet werden, dann ist DSERR gleich SERR und der Summier verstärker 141 ist an sich nicht erforderlich. Die angeführten Begriffe der Erzwingung einer Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes und der Regelung der Drehgeschwindigkeit bei niedriger Temperatur werden weiter unten erörtert. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 141 wird dann als Regelabweichung für die Drehgeschwindigkeit auf das Prozeßmodell 133 durch das Filter 142 gekoppelt. Das Filter. 142 erzeugt ein Regelabweichungssignal für die Drehgeschwindigkeit gemäß der Gleichung:

ESPD_n - ESPD_n^ + K_espd (DSERR_n -

Dabei ist ESPD der momentane gefilterte Wert, ESPD - der vorhergehende gefilterte Wert, DSERR_n das momentane Regelabweichungssignal für die Drehgeschwindigkeit und K , eine Filterkonstante .

Die Funktion des Filters 142 kann in einem Ziffernrechner durchgeführt werden, wobei die Größen FSPD , ESPD -, DSFRR_n,

und K . in dom Gedächtnis des Computers gespeichert werden, θ s pci

Bei diesem Rückkopplungssignal ist ersichtlich, daß das Rückkopplungssißnal FB von dem Prozeßmodell 133 eine Funktion der Kerrelabweichungssignale für den Brennstoff (EFUFL_n) und die Drehgeschwindigkeit (ESPD ) ist.

Das Signal DSERR wird dann auf den Summierverstärker 143 gekoppelt, um ein Signal DELSPD_n zu erzeugen, welches gleich dem Signal DSERR ist, wenn keine Drehgesohwindigkeitsregelung

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für hohe Temperatur verwendet wird. In dem Summier verstärker 144 wird das Signal DELSPD_n für die Regelabweichung der Drehgeschwindigkeit mit einer Grunddrehgeschwindigkeit KSPDg. _s_ kombiniert, welche von dem Bedienenden eingegeben wird und entsprechend der nachstehenden Gleichung auf der Leitung 172 das Ausgangssignal KSPD_n erzeugt:

KSPD_n - KSPD^g₁, + DELSPD_n

Während der normalen Regelung besitzt das zusammengesetzte Regelabweichungssignal ERR eine Größe, welche die Regelung über die Brennstoffzufuhr gestattet. Die Drehgeschwindigkeit des Ofens wird dann auf der Grunddrehgeschwindigkeit KSPDg.-, gehalten. Wenn jedoch die positive Regelabweichung den Schwellwert der Schaltung 140 übersteigt, dann bleibt das Brennstoffsignal FUEL₀ auf einem Maximalwert mit Aus-

sp

nähme der weiter unten erörterten Bedingungen, während die Drehgeschwindigkeit des Ofens geändert wird, um eine schnellere Regelwirkung und eine schnellere Reaktion des Ofens zu erreichen. Die Schaltungen 127 und 140 und die Sumraierverstärker 143 und 144 können bequemerweise durch Ziffernrechner übernommen werden.

Es wurde jedoch herausgefunden, daß es bei einer Änderung

der Drehgeschwindigkeit des Ofens ratsam ist, die Brennstoff- ä

zufuhr zu verringern. Um dies zu erreichen, werden die Signale ^KSPDBASE ^{und DELSpD}n ^einem Funktionsgenerator 145 zugeführt und dieser erzeugt ein Ausgangssignal fSPD , das als Fingangssignal dem Multiplikator 130 zugeführt wird. Das Signal fSPD_n wird von dem Funktionsgenerator 145 gemäß der Gleichung:

^Kcd1 (DPLSPD ₊ K _th)

fSPD - l + ^p _M 2 HL-

_M 2 HL-

^{n KSPD}BASE

erzeugt. Dabei bedeutet fSPD pin momentaner Wort eines Kopplungsfaktors, DELSPD eine negative Zahl, welche der momentanen Regelabweichung der Drehgeschwindigkeit entspricht und KSPD_BASE die momentane Grunddrehgeschwindigkeit. Weiterhin

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sind die Größen K - und K*.». Funktionen der erforderlichen

cpl tn

Zwangsfunktion, welche sich ändern in Abhängigkeit davon, ob der gerade verwendete Funktionsgenerator 145 für hohe oder niedrige Drehgeschwindigkeit-Zwangswirkung eingerichtet ist.

Um ein weiteres Verständnis des Funkt ions gene rat ο rs 145 zu erhalten, sei zunächst angenommen, daß er für eine Zwangsfunktion für niedrige Temperatur eingerichtet sei. Das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 145 ist in den Multiplikator 130 gegeben worden, um gemäß der Beziehung

XFERR_n - fSPD_n · TFERR_n

zu erzeugen, wobei XFERR der momentane Wert des einem Faktor versehenen oder multiplizierten Signals TFERR ist.

Hierdurch wird eine Kopplung zwischen den Berechnungen für die Brennstoffzufuhr und die Drehgeschwindigkeit erzeugt. Jedesmal wenn die Drehgeschwindigkeit des Ofens verringert wird, wird die gesamte dem Ofen zugeführte Einsatzmenge verringert. Dies bedeutet jedoch, daß eine geringere Gesamtwärmemenge an dem Einsatzende zur Verfügung stehen muß, um den gleichen Betriebszustand aufrecht zu erhalten. Dieses Problem ist besonders kritisch bei einem Drehrohrofen für nasses Einsatzgut, bei dem etwa 40% der Gesamtwärmemenge in dem Kettenabschnitt für die Verdampfung des Wassers im Einsatzgut verbraucht wird. Wenn entsprechend der Finsatzmenge zuviel Wärme in die Ketten eingespeist wird, geschieht π inr Überhitzung mit dem Fortschreiten des Einsatzgutes durch den Drehrohrofen. Durch die Zufügung des Funktionsgenerators 145 und des Multiplikators 130 wird die Brennstoffmenge jedesmal dann verringert, wenn die Geschwindigkeit verringert wird. Die anteilmäßige Verringerung des Brennstoffs wird dabei durch die Konstanten K ^ und K.. festgelegt. Auf diese Weise wird der Drehrohrofen in der Umgebung des Einsatzendes geregelt ohne die Reaktion der Temperatur an diesem Fnde

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abzuwarten. Der Funktionsgenerator 145 und der Multiplikator 130 können beide durch einen Ziffernrechner ausgeführt werden.

Wie bereits zuvor angedeutet, wird die Arbeitsweise des in . Figur 2 abgebildeten Regelsystems durch die Verwendung des Prozeß-Modells 133 verbessert. Das Prozeß-Modell 133 gestattet die Regelung des Prozesses unter Berücksichtigung aller durch die Regelwirkungen verursachten Änderungen. Jede Differenz zwischen dem Ansprechen des tatsächlichen Prozesses und diesem vorausgesagten Verhalten wird dann als Prozeßstörung betrachtet, welche durch den Regler auszukorr!gieren ist. Daher müssen vorausgesagte Auswirkungen der Änderungen der Drehgeschwindigkeit in das Modell eingegeben werden, damit diese von dem Regler nicht als Störungen im Prozeß betrachtet werden. Wie bereits angedeutet, werden die Änderungen der Drehgeschwindigkeit des Ofens in Form des Signals ESPD_n und die Änderungen der Brennstoffzufuhr in Form des Signals EFUEL_n in das Prozeßmodell 133 eingespeist. Das Regelabweichungssignal EFUEL kann durch die Summierverstärker 126 und 134 und das Filter 136 erzeugt werden. Ein solches System ist jedoch nur wirksam, wenn der durchschnittliche Arbeitsbereich des Drehrohrofens sich nicht ändert. Das Regelabweichungssignal ERR gibt sowohl kurzzeitige Störungen als auch Langzeit änderungen wieder. Dies ist unerwünscht, da die Schwell·- wertschaltungen 127 und 140 mit Änderungen oberhalb des gerade vorhandenen Betriebswertes des Ofens arbeiten müssen. Um die Auswirkung von Langzeit änderungen zu beseitigen und ein Ansprechen der Schwollwertschaltungen 127 und 140 auf kurzzeitige Änderungen zu gestatten, wird die Schaltung um einen Basisbrennstoff rechner 150, einen Summier vorstärker 151 und ein Filter 152 erweitert. Dieser Teil der Schaltung steuert die Basisbrennstoffzufuhr auf einen durchschnittlichen Betriebswert auf kontinuierlicher oder dynamischer Basis und kann daher als eine dynamische Steuereinheit bezeichnet werden. Um diese dynamische Steuerung zu erreichen, wird das

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Rückkopplungssignal FB dem Filter 152 zugeführt, um entsprechend der untenstehenden Gleichung ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches eine Steuerfunktion darstellt:

STF_n - STF_{n-1 +} K_stf (FB_n - STF_n-1)

Dabei bedeuten STF_Q den momentanen Wert der Steuerfunktion, STF_n j den vorhergehenden Wert der Steuerfunktion, FB das momentane Rückkopplungssignal und K_8tf eine Filterkonstante,

Die Filterkonstante wird so gewählt, daß das Rückkopplungssignal FB mit einer Zeitkonstantenverzögerung ausgestattet wird. Das Ausgangssignal STF_n wird dann dem Summier verstärker 121, dem Summier verstärker 135 und dem Summierverstärker 151 zugeführt. Hierdurch wird das zusammengesetzte Regelabweichungssignal ERR_n beeinflußt, das in dem Summier verstärker 121 gemäß der nachstehenden Gleichung erzeugt wird:

ERR_n - SGF_n · DELTBZ_n + DELAMP_n + FB_n - STF_R

Die Steuerfunktion beeinflußt auch die Berechnung des Signals FUFLqaop l·® Ausgang des Summierverstärkers 151. Das zweite Eingangssignal für den Summier verstärker 151 ist das Signal BASE_1n, welches von dem Basisbrennstoff rechner 150 erzeugt wird. Der Basisbrennstoffrechner erzeugt ein Signal BAST". = FFUFL wenn die Regelung des Systems ausgelöst wird. Daher wird das Signal FUEL-.g-, gemäß der folgenden Gleichung in dem Summierverstärker 151 erzeugt:

^FUrLBASE = BASE_{1n +} STF

Dadurch ändert sich das Basisbrnnnstoff signal FUEL_RASE gemäß den Änderungen, welche durch die vorhergehenden Regelwirkungen verursacht wurden. Das Basisbrennstoff signal FUFLq* g« wird dem Summierverstärker 126 zugeführt und das Signal TFEKR für die Gesamt rege labwe ic hung wird gemäß der folgenden Gleichung errechnet:

TFFRR_n - FFRR_n +

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Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 134 ist das Signal DFUFL_n und wird gemäß der Beziehung erzeugt:

DFUEL_n = ¹ITERR_n - FUEL^gg

Der Steuerfaktor beeinflußt auch das Signal DFUEL . Dies geschieht dadurch, daß er diesem Signal in dem Summierverstärker 135 zugefügt wird, um ein gesteuertes Gesamtsignal für die Regelabweichung der Brennstoffzufuhr STFUEL_Q gemäß folgender Beziehung zu erzeugen;

STFUEL_n ** DFUEL_n + STF_n Das Eingangssignal EFUEL für das Prozeß-Modell 133 wird '

dann in dem Filter 136 gemäß der Beziehung:

FFUEL_n - EFUEL_n-1 + K_efuel (STFUEL_n - EFUEL_n-1)

erzeugt. Dabei ist EFUEL_n der neue gefilterte Wert, EFUEL_n-1 der vorhergehende Wert, STFUEL_n ist die momentane gesteuerte Gesamtregelabweichung für den Brennstoff und K₆^₁₁₆₁ eine FiI-terkonstante.

Es ist offensichtlich, daß die Funktion des Filters 136 durch einen Ziffernrechner ausgeführt werden kann, wobei die Größen EFUEL_n, EFUFL_n-1, STFUFL_n und K_efuel in dem Speicher des Rechners gespeichert werden. In gleicher Weise kön- M nen die Funktionen des Summierverstärkers 126, 134 und 135, des Basisbrennstoff rechne rs 150 und des Filters 152 bequemerweise in einem Ziffernrechner enthalten sein, wobei die Signale STF„, STF„ - und FB_ sowie die Konstante K_e._f für das Filter 152 im Speicher des Rechners gespeichert sind.

Durch diese Funktionen verwandelt die dynamische Steuerung wirksam Langzeitänderungen in dem zusammengesetzten Regelabweichungssignal ERR in permanente Änderungen in.dem Signal ' für die Basisbrennstoff menge um. Gemäß dieser Schal d das Rückkopplungssignal FB durch das Filter 152 zur Erzeugung einer Zeitkonstante gegeben. Obwohl auf dieses

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Rückkopplungssignal hin eine Brennstoffmenge zugefügt wird, wird eine ähnliche Menge In dem Summlerverstärker 151 zu der Grundbrennstoffmenge zugefügt und abgezogen. Sie wird ebenfalls von dem Ausgangssignal des Summferverstärkers 121 subtrahiert, wodurch nur kurzzeitige !Änderungen In dem zusammengesetzten Regelabweichungssignal verbleiben. Da das Prozeßmodell 133 jedoch noch auf Änderungen Im Gesamtsystem ansprechen muß, um das Ausgangssignal des Filters 152 auf dem geänderten Wert zu halten, wird das Ausgangssignal des Filters 152 durch den Summier verstärker 135 in das Prozeßmodell 133 zurückgeführt.

Das Prozeßmodell 133 ist im einzelnen in Figur 3 abgebildet und umfaßt zwei Verzögerungsteile (delay table), in denen die Regelabweichungssignale EFDEL_n und ESPD jedesmal gespeichert werden, wenn ein Regelvorgang durchgeführt wird. Wenn beispielsweise ein Regelwert alle 5 Minuten zur Auslösung eines Regelvorgangs berechnet wird, dann wird dieser Regelwert in dem Prozeßmodell gespeichert. Jedesmal wenn ein neuer Wert eingegeben wird, werden vorher gespeicherte Regelwerte um einen Speicherplatz verschoben. Es sei angenommen, daß zwischen den einzelnen Berechnungen des Regelwertes ein Intervall von 5 Minuten liegt. Der vierte Speicherplatz in dem Register enthält dann den 20 Minuten früher berechneten Regelwert. Die Verzögerung, die tatsächlich in dem Prozeßmodell enthalten ist, ist der Zeitraum, welcher zwischen der Auslösung eines Regelvorgangs und dem Ansprechen des Drehrohrofens auf den Regelvorgang verstreicht, wie es durch eine Änderung in den Verhältnissen in der Brennzone wiedergegeben wird. Diese Verzögerung ist eine Funktion dor Charakteristik eines bestimmten Drehrohrofens. In einem typischen Drehrohrofen liegt die Verzögerung zwischen einem Regelvorgang mit Änderung des Sollwertes für die Brennstoffzufuhr und dem Ansprechen auf diese Änderung in der Brennzone in der Größenordnung von 30 bis 35 Minuten oder größer. Andererseits können die Ze it Verzögerungen bis zum Ansprechen auf Änderungen des Sollwertes für die Drehgeschwindigkeit infolge

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von Regelwirkungen in der Brennzone des.Ofens geringer sein. Das Speie her reg ister des Prozeßmode lies enthält eine genügende Zahl von Speicherplätzen, so daß für beide Regelabweichungssignale ein Verzögerungsbereich verfügbar ist, welcher den für den geregelten Ofen charakteristischen Bereich umfaßt. Wie im einzelnen in Figur 3 dargestellt, werden die Regel- ■ abweichungssignale EFUEL und ESPD durch die arithmetische F in he it AU auf das Gedächtnis M gekoppelt, welches in einem Ziffernrechner den Verzöge rungsteil darstellt. Die arithmetische Einheit AU erzeugt das Rückkopplungssignal FB_n, welches dem Summierverstärker 121 zugeführt wird. In einem Zeitintervall, der den einzelnen Regelwirkungen entspricht, wird die arithmetische Einheit AU angewiesen, ein Rückkopplungssignal FB gemäß der folgenden Gleichung zu errechnen;

FB_n - EFUEL_n__x + ESPD_n__y . ·

Dabei bedeutet FB der momentane Wert des Rückkopplungssignals, FFUEL ist das Regelabweichungssignal für die Brenn- _; stoffzufuhr, welches in dem Speicher des Prozeßmodells gespeichert und entsprechend der Verzögerung zwischen einer Regelwirkung für die Brennstoffzufuhr und der Reaktion in der Brennzone errechnet wurde, die für einen bestimmten Drehrohrofen charakteristisch ist. Die Größe ESPD ist der Wert des Signals für die Abweichung der Geschwindigkeit, welche der Verzögerung zwischen einer Regelwirkung auf die Geschwindigkeit und der Reaktion in der Brennzone entspricht, ™

welche für einen bestimmten Ofen charakteristisch ist, und entsprechend berechnet und im Prozeßmodellspeicher gespeichert wird.

Wenn ein Drehrohrofen für nasses Einsatzgut verwendet wird und eine nachstehend zu beschreibende Verbesserung ausgenutzt wird, dann wird ein Rückkopplungseingangssignal CHAMP_n erzeugt, welches auf die Auswirkung der Änderung des Drehmomentes anspricht und dann wird das Rückkopplungssignal FB_n

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gemäß der folgenden Gleichung errechnet:

FB_n - EFUEL_n^_x + ESPD_n- + _n

Das Signal CHAMP kann in den Gedächtnis M gespeichert werden und entsprechend Figur. 3 diesem durch die arithmetische Einheit AU zugeführt werden.

Bis zu diesem Punkt wurde ein Regelsystem für einen Zement-Drehrohrofen beschrieben, welches das Motordrehmoment und die Temperatur der Brennzone erfaßt und daraufhin den Einstellpunkt (Sollwert) (set point) und den Sollwert für die Drehgeschwindigkeit des Ofens regelt. Der Parameter, welcher die größte Auswirkung auf die Regelwirkung besitzt, wird entsprechend der Stabilität des Ofens ausgewählt. Dabei ist die Temperatur in der Brennzone die bessere Regelgröße, wenn der Prozeß stabil ist. Das Drehmomentsignal ist die bessere Regelgröße, wenn der Prozeß instabil ist. Es wurden Vorrichtungen beschrieben, welche auf diese beiden Signale ansprechen, die Stabilität ermitteln und stetig die Größe der Einwirkung zwischen den beiden Regelgrößen verschieben. Als Ergebnis wird dann das zusammengesetzte Regelabweichungssignal, das durch die Verwendung von dynamischer Steuerung und einem dynamischen Prozeßmodell nur die Abweichungen infolge Prozeßstörungen wiedergibt, analysiert, um seine Größe im Vergleich zu einem Schwellwert zu ermitteln. Wenn der Betrag des Signals geringer ist als der Schwellwert, zeigt dies an, daß die Störung durch Änderung der Brennstoffzufuhr korrigiert werden kann. Wenn die Störung größer ist als der Schwellwert, zeigt dies an, daß eine drastischere Korrektur erforderlich ist und die Drehgeschwindigkeit des Ofens wird geändert. Solche Änderungen der Drehgeschwindigkeit sind jedoch mit der Brennstoff regelung verkoppelt. Dadurch wird die Brennstoffmenge heruntergesetzt und dies neigt zu einer Stabilisierung der Temperatur am Finsatzende des Ofens bei Änderungen der D re hge schwind igke it des Ofens.

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Wie bereits angedeutet, erfolgt der Wärmeübergang bei einem Drehofen für nasses Einsatzgut zu etwa 40% in dem Kettenteil, , welcher einen entscheidenden Einfluß auf Änderungen im Drehmoment besitzt. Weiterhin bestehen durch die Anlage vorgegebene Beschränkungen, welche fordern, daß die Temperaturen j am Einsatzende des Ofens in gegebenen Grenzen gehalten werden i müssen. Eine gute Regelung der Temperaturen an dem Einsatz- ' ende sollte die Störungen auf ein Minimum reduzieren, die ■

durch den Ofen weitergegeben werden und die Verhältnisse in der Brennzone entscheidend stören. Weiterhin sollte bei konstanter Temperatur des aus dem Kettenteil austretenden Einsatzgutes das übrige System konstant bleiben und die Regelung sollte auf ein Minimum reduziert sein. Es steht jedoch bis- *

her kein Wert für die Temperatur des Einsatzgutes beim Verlassen des Kettenteils in Öfen für nasses Gut und beim Verlassen des Wärmeaustauscherteils bei öfen für trockenes Gut zur Verfügung. Eine Temperatur für das Gut kann auf der Basis anderer Variablen errechnet werden. Diese unterliegen jedoch Fehlern und sind nicht zuverlässig. Die Temperatur am Einsatzende ist jedoch ein zuverlässiges und genau meßbares Signal. Es liegen Anzeichen dafür vor, daß man einen wesentlichen Beitrag zu einer guten Gesamtregelung des Ofens erhält, wenn die Temperatur am Einsatzende konstant gehalten wird. Eine solche Regelung kann in einem Regelkreis erreicht werden, welcher die Logikschaltung 107 und das Filter 108 ent- Λ hält. Diese erzeugen das Signal FFFT_n und die Schaltung wird noch ergänzt durch den Summier verstärker 90, das Filter 167, den Totzeit verstärker 168 und den Gastempr rat urregler 91. Dieser Regler dient dazu, eine relativ konstante Gastemperatur in der Nähe des Einsatzendes 14 aufrecht zu erhalten. Hierdurch erhält man eine relativ konstante Wärmequelle für das in den Ofen eintretende Einsatzgut und ein relativ konstantes Temperaturprofil vom Ausstoßende bis zum Einsatzonde des Ofens. Die Gastemperatur am Einsatzende des Ofens wird dadurch von den Rege !vorgängen entkoppelt, welche die Brennstoffzufuhr und damit die Wärmezufuhr zum Ofen steuern und

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durch den Regelkreis für das Drehmoment oder für die Temperatur der Brennzone ausgelöst werden, wie sie zuvor beschrieben wurden. Normalerweise wird mit der Erhöhung oder Verringerung der Brennstoffzufuhr zwecks Einstellung der Verhältnisse in der Brennzone durch den Regelkreis für die Temperatur des Einsatzendes der Austrittsgasstrom nachgestellt, um eine ausreichende Wärmemenge in dem Abschnitt des Ofens für die Vorbereitung des Einsatzgutes aufrecht zu erhalten, der den Trockenabschnitt oder die Vorheizabschnitte enthält.

In dem S ummfer verstärker 90 wird ein Regelabweichungssignal DFET für die Temperatur des Einsatzendes dadurch erzeugt, daß die tatsächlich vorhandene Temperatur entsprechend dem gefilterten Signal PFET_n mit einem programmierten (trended) Sollwertsignal FET__ verglichen wird, das durch das Filter

sp

167 erzeugt wird. Das Filter 167 erzeugt ein Ausgangssignal

FET_ gemäß der folgenden Gleichung: sp

FET

sp/n - ^FETsp/n-l ^{+ K}fetsp <^FF*^Tn -

Dabei bedeutet FET . den gegenwärtig vorhandenen programmierten Sollwert, FET . «. den zuvor vorhandenen programmierten Sollwert, FFET_n den momentanen Wert der gemessenen Variablen und K- . eine Filterkonstante.

Die Funktion des Filters 167 kann durch einen Ziffernrechner durchgeführt werden, wobei die Größen FET₈-, ^FiT _sp/n-l' FFFT und K-, ._ in dem Speicher des Rechners gespeichert

Π Ιβ "t Sp

werden. Außerdem kann das Sollwertsignal durch den Bedienenden aufgehoben werden, welcher ein anderes Signal FFT eingaben kann.

Durch den Summierverstärker 160 wird ein Regelabweichungssignal ermittelt. Dieser erzeugt ein Ausgangesignal DFFT

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- 4t -

für dip Kngelabweichung gemäß der folgenden Gleichung: DPTT_n - FFT_Sp/n - FFFT_n

Die Funktion des Summier verstärke rs 160 kann ebenfalls durch einen Ziffernrechner durchgeführt werden.

Der Gastemperaturregler 91 bestimmt eine gewünschte Ausströmgeschwindigkeit des Gases in dem Ofen und arbeitet sowohl als Proportionalregler als auch als Integralregler. Die Funktion dps Gastemp^raturreglers 91 kann durch einen Ziffernrechner durchgeführt werden und wird wiedergegeben durch die * Gleichung für das Ausgangssignal FXIT des Reglers 163 nach folgender Beziehung:

FXIT_n - EXIT_n-1 + K₁DFET_n + K^^^-l

Dabei bedeutet EXIT die gewünschte Ausströmgeschwindigkeit des Gases, EXIT ₁ ist die vorher vorhandene Gasgeschwindigkeit am Ausgang, DFFT ist das momentane Regelabweichungssignal für din Temperatur des Einsatzendes, DFET - ist das vorherige Hegelabweichungssignal für die Temperatur des Einsatzendos und K-, K^ sind RegeIkonstanten.

Das Ausgangssignal des Gastemperaturreglers 91 wird über die Leitung 66 und den Logikschalter 92 dem Regler 69 zügeführt. In der abgebildeten Ausführungsform wird das Signal FXIT verwendet, um die Geschwindigkeit des Gebläses/zu regeln. Alternativ kann es jedoch auch dazu dienen, die Stellung des Dämpfers 38 zu regeln. Der Logikschalter 92 vorbin-? det normalerweise den Temperaturregler 91, wie abgebildet, mit dem Regler 69. Er kann jedoch auch dazu dienen, die Verbindung wie nachstehend beschrieben zu unterbrechen. Wenn die Funktion des Gastemperaturreglers 91 in einem Ziffernrechner ausgeführt wird, werden die Signale FXIT , FXIT-, DFET₁₁, DFET _ΛΙ K₁, K_Q in dem Gedäohtnisspeicher des Rechners gespeichert.

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Zu hohe Werte der Regelabweichung DFET deuten an, daß der Ofen in Kürze instabil wird, wenn keine Korrektur vorgenommen wird. Beispielsweise könnte das Ausstoßende des Ofens zu heiß sein und der Brennstoff gedrosselt werden, um ihn abzukühlen. Fine übermäßige Verminderung der Temperatur am Finsatzende zeigt an, daß zuviel Brennstoffmenge weggenommen wurde. Fin solcher Zustand kann einen übermäßig hohen Temperaturabfall verursachen, wenn das kältere Einsatzgut in den vorderen Teil des Ofens gelangt. Wenn dies geschieht, erzwingt der Totzeitverstärker 168 (dead band amplifier), daß der Hauptsollwert für die Brennstoffzufuhr durch den Sollwert für die Brennstoffzufuhr überwunden wird und dadurch versucht wird, das Problem zu korrigieren, bevor es auftritt. Eine solche Regelwirkung ist besonders nützlich bni der Verringerung der Brennstoffzufuhr, wenn die Drehgeschwindigkeit des Ofens verringert wird, um die Temperatur am Einsatzende in den Grenzwerten zu halten. Daher erzeugt der Totzeitverstärker 168, der bequemerweise durch einen Ziffernrechner ausgeführt werden kann, gemäß der nachstehenden Beziehung ein Signal fDFET_n:

fDFET_n - K_dfet (DFFT_n +

Dabei bedeutet fDFET die momentan vorhandene Funktion, DFET die augenblicklich vorhandene Regelabweichung, ein Verstärkungsfaktor und K,_{bf t} eine Totzeitkonstante, welche veranlaßt, daß der Totzeitverstärker 168 ein Signal fDFFT gleich O für Werte von DFFT_n erzeugt, die kleiner sind als K_dbfet.

Daher beeinträchtigt die Funktion fDFET_n den Sollwert für die Brennstoffzufuhr nur während übermäßig großer Abweichungen der Temperatur des Einsatzendes, welche durch das Signal FFFT_n dargestellt wird. Der Sollwert für die Temperatur wird beeinflußt, da der Totzeitverstärker 168 Mit einem Eingang des Summ ie rve rat ärke rs 131 verbunden ist. Wenn daher diese

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Funktion der Regelung der Temperatur des Einsatzendes der Anlage hinzugefügt wird, wird als Ausgangssignal FUEL für

sp

den Sollwert für die Brennstoffzufuhr am Summierverstärker ein Signal nach folgender Beziehung erzeugt:

FUFL₈ = XTFERR_n + fDFFT_n

Dabei bedeutet FUEL den Sollwert für die Brennstoffzufuhr.

sp

XTFFKR ist das momentan vorhandene Signal für die Regelabweichung der Brennstoffzufuhr, welches auf Änderungen in der Drehgeschwindigkeit, vorherige Regelwirkungen und Langzeitänderungen korrigiert ist. Die Größe fDFET ist die Regelfunktion für din Temperatur des Einsatzendes. "

Wenn daher die Temperatur am Finsatzende um «inen ersten Betrag geringer ist als der Schwellwert des Totzeitverstärkers 168, wird das Signal EXIT so vergrößert, daß der Gasdurchsatz durch den Ofen und die Temperatur dos Finsatz^ndes erhöht werden. Wenn jedoch die Temperatur des Finsatzonrtes genügend niedrig wird, wird die Brennstoffzufuhr gesteigert. Wenn die Temperatur des Finsatzendes zu hoch wird, wird zunächst die Abzugwirkung verringert und dann bewirkt der Totzeitverstärker 168, daß der Sollwert FUFL für die Brenn-

^SP stoffzufuhr verringert wird.

Dieser Regelkreis spricht einmal auf Änderungen der Brennstoffzufuhr und der Drphgeschwindigke it an, die durch unterschiedliche Verhältnisse in der Brennzone verursacht werden. Außerdem regelt er das System bei unterschiedlichen Figenschaften der am Finsatzende zugeführten Rohmaterialien oiler bei Änderungen in der Einsatzgeschwindigkeit des Materials. Wenn beispielsweise die Rohmaterialien eine größere Wärmemenge erfordern, dann wird sich die Gastemperatur am Einsatzende des. Ofens verringern. Der Regelkreis wird den Gasstrom erhöhen, um eine größere Wärmemenge zum Finsatzende des Ofens zu bringen und dadurch das gewünschte Temperaturprofil aufrecht zu erhalten. Wenn eine genügend große Änderung in dem

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_ 44 -

Finsatzgut stattfindet, wird der Regelkreis bewirken, daß der Sollwert für die Brennstoffzufuhr geändert wird, um die zugeführte Wärmemenge zu erhöhen. Wenn diese Regelung nicht stattfinden würde, würde die entsprechende Verringerung der Gastemperatur am Einsatzende des Ofens letzten Endes die Verhältnisse in der Brennzone beeinflussen und als eine Störung auftreten, welche eine drastischere Korrektur durch den zuvor beschriebenen Regelkreis für das Drehmoment erfordern würde. Dieser Regelkreis für die Temperatur des Finsatzendes neigt daher dazu, Störungen und die Auswirkungen dor Regelung durch andex'e Teile des Regelsystems zu kompensieren.

Die Logikschaltung 169 für eine erzwungene Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes (Amp rate forcing logic) erfaßt Störungen im Bitrieb des Ofens und neigt dazu, eine Korrekturwirkung schneller auszulösen als es das übrige Regelsystem tun würde. Daher verbessert sie das grundlegende Regelsystem, indem eine Korrektur früher ausgelöst und dadurch din Größe der Störwirkung verringert wird.

Ein gutes Maß für die Größe einer Störwirkung ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Signal FAMP ändert. Nach der obenstcjhend gegebenen Definition stellt das Signal FAMP das Drehmoment dar und ist während instabiler Verhältnisse ein verläßlicherer Prozeßparameter. Daher spricht die Logikschaltung 169 auf das Signal DFLAMP an, welches das Regelabweichungssignal für das Drehmoment bildet, und auf das Signal FAMP_n und erzeugt eine Zwangsfunktion, die durch das Signal FF_n dargestellt wird. Das Signal FF_n wird zunächst dadurch berechnet, daß nach der Beziehung:

DERAMP_n = K₀^p (FAMP_n - FAMP_n-1)

eine Änderungsgeschwindigkeit für das Drehmoment des Ofens errechnet wird. Daher ändert sich der Wert des Signals DERAMP mit der Änderungsgeschwindigkeit des Signals FAMP_n-Das üignal DERAMP wird mit einer Funktion dieses Signals

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DFLAMP₁ verglichen. Diese Funktion ändert sich so, daß eine Zwangsf unk tion auf der Basis der Änderung des Drehmomentes erforderlich ist, wenn dieses Signal DERAMP groß genug ist, um anzudeuten, daß das Signal FAMP in einer vorgegebenen Zahl von Regolintervallen unterhalb eines Sollwertes absinken wird und wenn das Signal DERAMP größer als ein konstante i· Wort ist. Wenn ein solcher Zustand vorhanden ist, wirdzunächst kein Vorgang ausgelöst. Es werden nach einer Zeitverzögerung die Signale DELAMP_n und FAMP_n ernout überprüft um festzustellen, ob der Zustand noch existiert. Wenn der Zustand weiterbesteht, wird die erzwungene Änderung des Drehmomentes ausgelöst. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei Geschwindigkeitsfaktoren ermittelt. Bei einem Faktor wird eine Geschwind igke itsände rung berechnet, die proportional der Änderungsgeschwindigkeit ist und mit einem vorgegebenen Anteil des vorher vorhandenen Zwangsfunktionssignals verglichen. Es treten daher zwei Signale auf. Fin Signal ist proportional der momentan vorhandenen Änderungsgeschwindigkeit und das andere Signal ist proportional der zuletzt vorhandenen Zwangsfunktion. Das größern Signal wird verwendet, um das Signal FF zu erzeugen.

Bei dieser Zwangsfunktion kann die Drehgeschwindigkeit des Ofens in einem Regelintervall in dem Maße verringert werden, wie es durch dia Geschwindigkeit in dem Intervall e rf orderlieh ist. In einem Abtast Intervall wird jedoch die Drehgeschwindigkeit des Ofens nur um einen gegebenen Prozentsatz auf den alten Wert zurückgehen. Änderungen der Drehgeschwindigkeit, die sich in anderer Weise durch vorübergehende Änderungen orgeben, werden begrenzt. Beispielsweise kann eine große Änderung der Drehgeschwindigkeit verursachen, daß das Signal FAMP_n sich in einem Regelvorgang nicht mehr weiter verringert und dann bei darauffolgenden Rege !vorgängen waiter verringert. Wenn die Änderungen der Drehgeschwindigkeit nur durch das Signal DERAMP hervorgerufen würden, würde die Drehgeschwindigkeit des Ofens während des zweiten Regelvorgangs

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auf ihren Grundwert zurückgehen und sich dann im dritten . Regelvorgang verringern. Die Anwendung der Technik mit zwei Signalen vermeidet diesen Zustand. Die Zwangsfunkt ion wird auch auf andere Änderungen ansprechen. In der normalen Arbeitsweise des Systems, wenn eine Zwangsf unkt ion entsprechend dem Drehmoment des Ofens verwendet wird, wird die reguläre Geschwindigkeitslogik dazu neigen, die Drehgeschwindigkeit des Ofens zu verringern, während die Logik für die Ancierungsgeschwindigkeit des Drehmomentes dazu neigt, die Drehgeschwlndigk¹?. it des Ofens zu erhöhen. Die result ie rende Auswirkung dieser beiden Fffekte besteht darin, daß die Geschwindigkeit gehalten wird und dadurch ein Vorhalt (lead) für die Geschwindigkeitsänderung erhalten wird. Das Zwangsfunktionssignal FF wird dem Summierverstärker 141 zugeführt. Dadurch wird mit Zufügung der Zwangsfunktion auf der Grundlage der Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes durch das System das Signal DSFRR die zusammengefaßte Regelabweichung darstellen, die zu den Ge se hwindigke its änderungen gehört, und wird nach folgender Beziehung erzeugt:

DSFRR_n = SERR_n + FF_n

Der Wert FF kann dabei in einem Computergedächtnis gespeichert werden, wenn die Funktion des Summierverstärkers 141 von einem Ziffernrechner ausgeführt wird. Dabei wird die Drehgeschwindigkeit KSPD des Ofens auf die richtigen Kombinat ionon der Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes ansprechen. Diese werden dadurch ermittelt, daß die Werte des Drehmomentsignals FAMP und die Größe der Gesamtabweichung entsprechend dem Signal DFLAMP miteinander verglichen worden, um die Geschwindigkeitszwangsfunktion zu erzeugen.

Wenn die Temperatur der Brennzone, welche durch das Signal FTBZ_n dargestellt wird, übermäßig hoch wird, wird die Regelabweichung ETBZ_n negativ. Das Signal ETBZ_n wird einmal dem Multiplikator 122 zugefügt und wird auch noch einem Temperaturregler 170 zugeführt, der ebenfalls an d**n Generator \2?

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angekoppelt ist, so daß er auf den mit einem aufgeprägten Verlauf versehenen Temperaturwert WSTT anspricht und nach folgender Beziehung ein Ausgangssignal TEMP erzeugt:

TEMP_n = ETBZ_n + K_tf · WSTT_n

Dabei bedeutet TFMP den momentanen Wert der Temperaturregelfunkt ion, ETBZ die momentane Regelabweichung der Temperatur der Brennzone, WSTT die momentane gewichtete Temperaturfunktion und K._f eine Proportionalitätskonstante.

Während des normalen Betriebes stellt das Signal ETBZ die normalerweise regelbaren Regelabweichungen der Temperatur der Brennzone dar. Die durch eine hohe Temperatur verursachten -Regelabweichungen werden dabei durch negative Vierte von TFMP dargestellt. Diese negativen Werte worden nicht ausreichend sein, um während des normalen Betriebes die Schwellwertschaltung 171 dazu zu veranlassen, ein Zwangsfunktionssignal HTFMP für die hohe Temperatur zu erzeugen. Wenn jedoch übermäßig hohe Temperaturen bestehen, wird das Ausgangssignal HTFMP nach der folgenden Beziehung erzeugt:

¹¹^n - ^Khtf * ¹^n

Dabei bedeutet HTFMP din momentan vorhandene Geschwindigkeit szwangsf unk tion, TFMP eine momentane modifizierte l\O^rr.c.labwcichung für die Temperatur und K.._f eine Proport ional it ätskonstante.

Das Ausgangssignal dieser Schwellwertschaltung 171 ist so beschaffen, daß das Signal UTFMP stets kleiner ist als ein Mindestwert HTFMP . . Wenn dieses Signal HTEMP_n erzeugt wird, wird es dann d^m Summierverstärker 143 zugeführt, um das durch diesen erzeugte Signal DELSPD_n für die Regelabweichung der Geschwindigkeit zu modifizieren, so daß dann das Ausgangs signal des Summierverstärkers J43 durch folgende Beziehung dargestellt wird:

DFLSPD_n = DSERR_n + HTFMP_n

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Daher worden beim Abweichen der Temperatur oberhalb eines bestimmton Wertes die Drehgeschwindigkeit und übor den Funktionsgenerator 145 die Brennstoffzufuhr modifiziert. D.h. die Drehgeschwindigkeit des Ofens wird sich verringern und wird eine Verringerung der Brennstoffzufuhr bewirken. Auf diese '.V^ ise kann ein Zustand dor Übertemperatur schnell korrigiert werden, ohne Langzeitstörungen in dem Ofen zu verursachen. Wenn eine kleine Geschwindigkeitssteigerung verwendet würde, könnte dies zu einer ziemlich gemäßigten Regelwirkung führen und der Ofen könnte darauf in einer ordnungsgemäßen Weise ansprechen und die Temperatur könnte absinken. Es könnte ,jedoch auch einen Temperaturanstieg verursachen, mit einem großen Absinken der Temperatur der Brennzone am Fnde und dadurch könnte der Ofen kalt werden. Eine solche Situation würde existieren, wenn die Beschickung des Ofens sich auf das Ausstoßende 1.5 zu bewegen würde. Daher wird das Weglaufen der Temperatur des Ofens dadurch verhindert, daß Geschwindigkeit und Brennstoffzufuhr bedeutend verringert werden und dabei die Gasdurchflußgeschwindigkeit durch den Ofen so hoch wie möglich gehalten wird. Wenn einmal der Hochtemperaturzustand korrigiert ist, kann Brennstoff zugefügt werden. Bei der niedrigeren Temperatur stabilisiert sich die Lage der Flamme und es wird die richtige Wärmeverteilung oder das richtige Temperaturprofil im Ofen aufrechterhalten. Durch Beeinflussung der Drehgeschwindigkeit wird die Materialzufuhr verringert, um dadurch die Aufrechterhaltung des Wärmegleichgewichtes zu fördern und größern Änderungen in der Brennstoffzufuhr zu gestatten, um das Weglaufen der Temperatur zu unterbrechen. Gleichzeitig neigt diese Verfahr^ensweiso dazu, Störungen zu vermeiden, die weitere Tempo rat urzyklen verursachen würden. Daher ist die prozentuale Verringerung der Brennstoffzufuhr größer als die prozentuale Verringerung der Geschwindigkeit und es wird daher im Resultat eine Verringerung des Gesamtwärmegleichgewichtes des Ofens erhalten.

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Es ist außerdem eine zusätzliche Beeinflussung der Brennstoffzufuhr vorhanden, wenn die Temperatur zu hoch wird. Diese wird erzeugt durch einen Schalter 173, welcher die Regelabweichung ETBZ_n für die Temperatur der Brennzone solang" an einen Funktionsgenerator 173 koppelt, bis das Sig-. nal TFMP den Schwellwert der Schwellwertschaltung 171 erreicht, üer Funktionsgenerator* 173 erzeugt ein Ausgangssignal, welches dem Summier verstärker 131 zugeführt wird. Das Signal fFTBZ wird nach folgender Beziehung erzeugt:

fFTBZ - " ' " " ^Kfdel

-η "func V K_fr

Dabei bedeutet fETBZ der momentane Wert der Funktion

(override), ETBZ ist din momentane Regelabweichung der Temperatur der Brennzone, K_f ist eine Proportional it ätskonstante, K_f ._p, ist eine Totzeit funk tion und K_f ist eine Proportionalitätskonstante.

Der Funktionsgenerator 173 ist auch so ausgebildet, daß das Signal fFBTZ solange O ist, bis das Signal ETBZ anzeigt, daß die Temperatur der Brennzone den Wert erreicht, welcher durch die Konstante K_f(iel und den Sollwert gegeben ist. Daher ist die Funktion stets negativ und wenn sie erzeugt wird, verringert sie den Sollwert für die Brennstoffzufuhr, da sie dem positiven Eingang des Summierverstärkers 131 zugeführt wird. Wenn daher sich der Schalter 132 in d^r Stellung nach Figur 2 befindet, erzeugt diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche die Temperaturregelung des Finsatzendes enthält, nach der folgenden Beziehung einen Sollwert für die Brennstoffzufuhr·

FUEL₃ XFFRR_n + fDFFT_n + fETBZ_n

Dabei bedeutet XFERR_n die Regelabweichung für die Brennstoffzufuhr modifiziert durch eine Funktion der Regelabweichung für die Geschwindigkeit, fDFET ist eine Funktion der Regelabweichung der Temperatur des Eineatzendes und fETBSL ist der momentane Wart der Funktion.

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Auf diese Weise spricht der Sollwert für die Brennstoffzufuhr auf die Auswirkungen übermäßig hoher Temperaturen der Brennzone und auf die Grundregelabweichung der Temperatur dor Brennzone an. Wenn pine Hochtemperaturzwangsfunkt ion verwendet wird, öffnet die Schwellwertschaltung 171 den Schalter 170, so daß diese Funktionen entsprechend der Temperatur des E insatzendes und die Hochtemperatursignale nicht gleichzeitig vorhanden sein können.

Fine andere Ausführungsform enthält noch eine Zwangsfunktion für die Drehgeschwindigkeit bei niedriger Temperatur. Wenn die Temperatur der Brennzone, welche durch das Signal FTBZ dargestellt wird, unterhalb des Sollwertes für die Temperatur entsprechend dem Signal TBZ_D geht, dann wird das Regelab-

sp

weichungssignal FTBZ positiv. Bei einem positiven Schwellwert erzeugt die Schwellwertschaltung 174 ein Zwangssignal LTTMP für niedrige Temperatur, das dem Summier verstärker zugeführt wird. Der Wert der Zwangsfunktion entsprechend dem Signal LTEMP für niedrige Temperatur muß größer sein als ein Minimalwert und wird nach folgender Gleichung errechnet:

LTFMP_n K_ltf (TFMP_n -

Dabei bedeuten LTEMP den momentanen Wert der Zwangsfunktion, TEMP die momentane modifizierte Regelabweichung für die Temperatur, K,._f eine Proportionalitätskonstante und K eine Totzeitkonstante.

Wenn die Zwangsfunktion für niedrige Temperatur zugefügt wird, wird das Regelabweichungssignal DSERR für die Geschwindigkeit von dem Summierverstärker 141 nach folgender Gleichung erzeugt:

DSFRR_n - SERR_n + FF_R + LTEMP_n

Du hör ist das Ausgangssignal eine Funktion des Anteils dci zusammengesetzten Regelabweichung, die auf die Geschwindigkeit, die Zwangefunktion und bei extre« niedrigen Temperaturen

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die Zwangsfunktion für niedrige Temperaturen zurückzufiihx^en ist. Die Zufügung der Zwangsf unk tion für niedrige Temperatur hat dir Auswirkung, daß dir Ofon verlangsamt wird und, da sie auch am Summierverstärker 141 zugeführt wird, besteht auch eine Kopplungswirkung auf die Brennstoffzufuhr. Außerdem werden di*? Verhältnisse für niedrige Temperatur auf das Prozeßmodell 133 zurückgekoppelt und werden als zusammengesetztes Regelabweichungssignal FSPD für die Geschwindigkeit ein Teil des Modells.

Die Logikschaltung 95 für extreme Sauerstoffgehalte (oxygen override logic) erhält das Sollwert signal FUFL₃ für den Brennstoff auf der Leitung 65 und das Geschwindigkeitsausgangssignal KSPD auf d«r Leitung 172 und außerdem das Ausgangssignal FXIT_n des Reglers 91. Auf den Eingang der Logikschaltung 95 wird der gefilterte Wert des Sauerstoff signals für das Einsatzende, FOXY , welches durch den Sauerstoffmeßfühle r 55 erzeugt wird, eingegeben. Außerdem wird an die Logikschaltung 95 ein Sollwert für die Einsatzmenge pro Zeiteinheit gegeben, um zusammen mit der Geschwindigkeit ein Signal für die Einsatzgeschwindigkeit zu geben. Prinzipiell hat die Logikschaltung 95 die Fähigkeit, eint?n vorausgesagten Sauerstoffgehalt zu berechnen und diesen anstelle eines gemessenen Sauerstoffgehaltes zu verwenden. Eine Ausführungsform eiiv?r geeigneten Logikschaltung hierfür ist in dem US Patent 3 469 828 beschrieben. Prinzipiell errechnet die Logiksehaltung 95 die momentane Austrittsgeschwindigk^it dms Gases und errechnet einen vorausgesagten Sauerstoffgehalt des Austrittsgases auf der Basis neuer Verhältnisse in dem Drehrohrofen. W«nn der vorausgesagte Sauerstoffgehalt geringer ist als die Mindestaustrittsmenge, dann wird eine neue Austrittsgasmenge errechnet. Wenn die neu berechnete Austrittsmenge größer ist als die Kapazität des Gebläses 31, dann wird eine neue übergeordnete Brennstoffzufuhrgeschwindigkeit

geringer s«in als das Signal FUFL_ für den Sollwert der * ®P

Brennstoffzufuhr und wird unter Verwendung der maximalen

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Kapazität des Gebläses 31 ermittelt. Dieser neue berechnete übergeordnete Sollwert für die Brennstoffzufuhr ergibt einen minimalen sicheren Sauerstoffgehalt des Austrittsgases, wenn die Austrittsgeschwindigkeit des Gases ein Maximum besitzt. Durch die Logikschaltung 95 wird ein Signal errechnet, welches die übergeordnete Gasgeschwindigkeit am Auslaß darstellt. Oder es wird ein Signal, das die maximale Austrittsgeschwindigkeit des Gases darstellt, erforderlichenfalls von der Logikschaltung 95 an den Schalter 92 gegeben und hat dann den Vorrang über der Gasaustrittsgeschwindiprkeit EXIT , die durch den Gastemperaturregler 91 ermittelt wurde. In ähnlicher Weise wird in dem Falle, in dem ein neuer übergeordneter Sollwert für die Brennstoffzufuhr von der Sauerstoff Überordnungsschaltung 95 berechnet wird, ein Signal entsprechend diesem neuen Sollwert für die Brennstoffzufuhr dem Logikschalter 132 zugeführt und hat den Vorrang über dem

Sollwert FUFL_ für die Brennstoffzufuhr, der durch den Sumsp

mierverstärker 131 ermittelt wurde. Die Funktionen der Loglkschaltung 95 können bequemerweise auf einem Ziffernrechner durchgeführt werden und der Speicher des Rechners wird dabei verwendet, um die für die Berechnungen erforderlichen Signale zu speichern.

Die Logikschaltung 95 gewährleistet, daß der Sauerstoff gehalt sich oberhalb eines sicheren Mindestwertes befindet und daß keine brennbaren Gase oder Kohlenmonoxyd in den Austrittsgasen erscheinen. Die Logikschaltung 95 überwacht den Sauerstoffgehalt des Austrittsgases und bestimmt, welcher neue Sauerstoffgehalt sich einstellen wird, wenn die bevorstehenden Itegelwirkungen ausgeführt werden. Wenn der vorausgesagte Sauerstoffgehalt geringer ist als der vorgeschriebene Mindestwert , dann wird eine Vorrangwirkung ausgeführt. Die Prioritäten sind dabei so festgelegt, daß zunächst die von dem Gastemperaturregler 91 errechnete Austrittsgasgeschwindigkeit geopfert wird, um die von dem Summier verstärker 131 ermittelte gewünschte Brennstoff geschwindigkeit zu verhindern. Dabei

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errechnet die Logikschaitang 05 einen neuen Sollwert für •lie Gasaustrittsgeschwindigkeit, welcher dazu führt, bei der gewünschten Brennstoff geschwindigkeit einen vorausgesagten Sauerstoffgehalt oberhalb eines Mindestwertes zu ergeben. V/onn jedoch das Austrittsgas nicht hinreichend nachgestellt werden kann, um den erforderlichen Mindest säuerst of fgehalt zu liefern, wird die Brennstoffzufuhr ebenfalls durch die " Logikschaltung 95 korrigiert, um den sicheren Mindestsauerstoff gehalt bei der maximalen Austrittsgasgeschwindigkeit zu erzeugen. Daher verhindert die Logikschaltung 95, daß gefährliche Zustände auftreten, indem sie eine Wahl der Brennstoffzufuhr und der Austrittsgasgeschwindigkeiten verhindert, welche den Sauerstoffgehalt des Austrittsgases unterhalb des sicheren Mindestwertes bringen würden.

Die oben beschriebene Ausführungsform mit ihren verschiedenen Möglichkeiten ist unmittelbar angepaßt an die Regelung eines Drehrohrofens mit trockenem Finsatzgut. Fs wurde jedoch bei Drehrohröfen mit nassem Einsatzgut in Form einer Aufschlämmung eines Gemisches am Einsatzende 14 des Ofens gefunden, daß eine bedeutungsvolle Auswirkung auf das Drehmoment durch die Bedingungen in dem Kettenabschnitt 16 verursacht wird. Diese stehen nicht in Beziehung zu den Änderungen in der Temperatur der Brennzone, sondern können das Signal FAMP unmittelbar beeinflussen.

Wenn die Aufschlämmung in den Kettenabschnitt hereinkommt und trocknet, wird sie zähe und wird sehr weit beim Umlauf an den Wänden mit he rauf genommen und man erhält einen großen Schüttungswinkel (angle of repose). Mit dem Trocknen des Gut.'?s verliert es das Gewicht des Wassers und das verbleibende Pulver rutscht im Drehrohrofen hinunter und hat einen kloinen Schüttungswinkel, der ein sehr geringes Drehmoment erfordert. Das Gesamtdrehmoment, das zur Drohung des Kettenabschnittes erforderlich ist, ist im hohen Maße eine Funktion der Mon^e des nassen, schweren Einsatzgutes, die bewegt werden

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muß. Jc schneller das Einsatzgut getrocknet wird, desto weniger nasses Material muß gedreht werden und desto weniger Drehmoment ist erforderlich. Wenn das Material schneller getrocknet wird, ist die Temperatur des aus dem Kettenabschnitt herauskommenden getrockneten Einsatzmaterials größer und es steht eine längere Zeit zur Erhitzung des Materials zur Verfügung. Daher ist die Temperatur des Einsatzgutes am Ausgang des Kettenabschnittes eine Funktion des Drehmomentes, das für die Drehung des Kettenabschnittes erforderlich ist. Mit ansteigender Temperatur sinkt das erforderliche Drehmoment ab. Wenn daher die Wärmezufuhr zu dem Kettenabschnitt 16 erhöht wird, werden sich die Drehmomentanforderungen durch den Kettenabschnitt verringern. Wenn diese Veränderung als eine Veränderung betrachtet wird, die auf Änderungen in der Brennzone zurückzuführen ist, erscheint es so als ob Brennstoff zugefügt werden sollte. Bei diesen Verhältnissen sollte ,jedoch die Brennstoffmenge vermindert werden. Daher werden die effektiven Änderungen am Einsatzende des Ofens in dem Kettenabschnitt 16 zur Ausführung falscher Regelmaßnahmen führen, wenn sie als Änderungen betrachtet werden, die von der Brennzone herrühren. Fs wurde festgestellt, daß in manchen Drehrohröfen die Drehmoment änderungen, die durch Änderungen im Kettenabschnitt bewirkt werden, die gleiche Größenordnung aufweisen können wie die Änderungen infolge Veränderungen im Brennzonenbereich. Dieser Effekt kann richtig gehandhabt werden, durch die Frzeugung eines Signals CHAMP_n, welches die Auswirkung der sich ändernden Bedingungen im Kettenabschnitt auf das Drehmoment darstellt.

Dir gefilterten Signale für die Einsatzgeschwindigkeit trockenen Gutes FFFED , die Zwischengastemperatur FTIG den Anteil des zurückgeführten Staubes FDR_n die Temperatur am Einsatzendc FFFT , die Drehgeschwindigkeit des Ofens entsprechend dem Sollwert KSPD_n werden einem Temperaturrechner 18O zugeführt. Außerdem wird durch den Bedienenden ein Signal PMIF eingegeben, welches den prozentualen Feuchtigkeitsgehalt in

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dem Finsatzgut darstellt und ein Signal TMPF für die Finsatztemperatur des Gutes. Zunächst wird eine Materialtemperaturfunktion am Ausgang des Kettenabschnittes berechnet. Hierzu wird ein^ Wärmebilanz im Kettenabschnitt auf gestellt, welche als zugeführt« Wärmemengen den Staub und die Temperatur des Einsatzgutes betrachtet. Die Wärmemenge wird von dem Kettenabschnitt herausgeführt durch das am Finsatzende austretende trockene Gas, die aus der Aufschlämmung als Dampf ausgetriebene Feuchtigkeit, den aus dem Kettenabschnitt austretenden Staub und das aus dem Kettenabschnitt austretende Gut. Daher kann die Temperaturfunktion des aus dem Kettenabschnitt austretenden Gutes durch das Signal TSC_n dargestellt werden, welches durch die folgende Beziehung angenähert ermittelt wird;

TSC_n = [K_rad + (FFFF-D_n C^p^FTMP)/(1-PMIF) +

- Vchgas

FDR_n(K_id FTIG_n + K_dt - _p

PMIF FFEED_n(C + 1000 FFFT_ß)/(I-PMIF)]

/(FFFED_n C_p__OTD)

Dabei bedeuten FTMP und PMIF vom Bedienenden eingegebene Eingangsgrößen, welche die Temperatur des Finsatzgutes und den Prozentualfeuchtigkeitsgehalt in dem Gut wiedergeben. Die Größen

^Cp-FFFD» ^Cp-{?' ^Cp-chgas' ^Cp-DUST ^{und C}p-VAPOR

sind die spezifischen Wärmen für das Gut, das in den Ketten abschnitt eintretende Gas, das aus dem Kettenabschnitt austretende Gas und den Staub sowie die Verdampfungswärme. Die Größe K _d ist eine Strahlungskonstante und die Größen K_id und K,. sind Konstanten, die in die Bestimmung der tatsächlich vorhandenen Staubmenge im Ofen eingehen.

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Der Momentanwert TSC wird in dem Temperaturrechner 180 gefiltert, um einen Wert TSCF zu erhalten nach der folgenden Beziehung;

TSCF_n - TSCF_n-1 + K_scf (TSC_n - TSCF_n-1)

Dabei bedeutet TSCF der momentane gefilterte Wert, ^TSCF _n_i der vorhergehende gefilterte Wert, TSC der neue berechnete Wert und K_gcf eine Filterkonstante.

Dieser gefilterte Momentanwert wird mit einem Verlaufswert versehen (trended), um ein Ausgangssignal TSCT_n vom Filter 181 gemäß dor folgenden Beziehung zu erhalten;

TSCT_n - TSCT_n-1 + K_tsc (TSCF_n - TSCT_n-1)

Dnbei bedeutet TSCT der momentane mit Verlaufswert versehene

gefilterte Wert, TSCT - ist der entsprechende vorhergehende gefilterte Wert, TSCF ist der momentane gefilterte Wert und K. eine Konstante.

Dann wird eine R°ge labwe ichungsf unk tion DSCT_n ermittelt durch den Summierverstärker 182 unter Verwendung des mit Verlaufswert versehenen Temperatursignals TSCT und des momentanen gefilterten Signals TSCF gemäß nachstehender Beziehung:

DSCT - TSCT - TSCF
η η η

Dabei bedeuten DSCT der momentane Differenzwert, TSCT d^r

η η

gegenwärtige mit Vorlauf versehene Wert und TSCF der gegenwärtige Momentanwert.

Dieses Differenzsignal wird dann dem Filter 183 zugeführt, um das Ausgangssignal CHAMP für das Prozeßmodell 133 gemäß der folgenden Gleichung zu erzeugen·

CHAMP_n - CHAMP_n-1 + K_CHAMp (DSCT_n - CHAMP_n-1)

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Dabei bedeuten CMMP die gegenwärtige berechnete Änderung in dem Drehmoment infolge änderungen in dem Kettenabschnitt, CHAMP ₁ die vorhergehende Änderung im Drehmoment, DSCT die gegenwärtige Temperaturdifferenz und K-nu\\ip^eine Proportionali tätskonstante .

Daher wird eine Änderung in dem Kot te nabschnitt, die als Signal FAMP erscheinen wird, ohne Zufügung dor Drehmomentbeziehung für den Kettenabschnitt als Störung der Temperatur der Brennzone erscheinen. Das Rückkopplungssignal FB vom Prozeßmodell 133 wird jedoch durch die Zufügung des Drehmomentes des Kettenabschnittes nach folgender Gleichung errechnet:

FB_n = FFUFL_n__x + FSPD_n- + CHAMP_n

Es erscheint daher sofort als Angleichungsfaktor in dem zusammengesetzten Regelabweichungssignal ERR vom Summierverstärker 121 und die Auswirkung von Änderungen sind dadurch auf ein Minimum reduziert.

Die Figuren 4, 4Λ und 4B (die im folgenden insgesamt als Figur 4 bezeichnet werden) zeigen ein Fließschema der Arbeits weise des Regelsystems nach Figur 2. Zunächst werden entsprechend Figur 4 mehrere Parameter gemessen, überprüft und gefiltert. Zu diesen gehören die Finsatzgeschwindigkeit des trockenen Gutes, die Zwischengastemperatur, die Finsatzgeschwindigkeit von Staub, die Temperatur am Finsatzende, die Sauerstoffaustrittsgeschwindigkeit, die Brennstoffgeschwindigkeit, das Motordrehmoment und die Brennzonent^mperatur. Alle diose Signale werden auf einer kontinuierlichen Basis abgefragt (scanned) und den Filtern zugeführt, um periodisch gefilterte Werte FFFD_n, FTIG_n, FDR_n, FFET_n, FOXY_n, FUFL_n, FAMP und FTBZ zu erhalten. Die jedem Eingangskanal zugeordnete Logikschaltung für die Überprüfung vergleicht aufeinanderfolgende Fingangeeignale und wenn zwei Werte eich um mehr

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als einen vorgegebenen Wert unterscheiden, wird der vorhergehende Wert gespeichert und anstelle des gegenwärtigen Wertes verwendet.

Das Regelabweichungssignal FTBZ am Ende der Regelperiode wird aus dem gefilterten Wert der Temperatur FTBZ der Brennzone und dem Sollwert TBZ ermittelt. Aus dem Wert FTBZ_n für die Temperatur der Brennzone wird ein Stabilitäts-Verstärkungsfaktor SGF erzeugt, um die Stabilität des Prozesses anzuzeigen. Das Signal FAMP für.das Drehmoment des Motors wird mit einem Verlaufswert versehen, um ein Sollwertsignal g . zu erhalten, das auch eine Funktion des Signals SGF für den Stabilitäts-Verstärkungsfaktor ist. Der mit Verlaufswert versehene Sollwert für das Drehmoment und der gefilterte Wert FAMP werden dann kombiniert, um eine Regelabweichung DELAMP zu erzeugen. Ebenso wird der Stabilitäts-Verstärkungsfaktor mit der Regelabweichung ETBZ für die Temperatur der Brennzone kombiniert, um eine Abweichung DELTBZ_n für die Temperatur der Brennzone zu erhalten.

In der bevorzugten Form des Regelsystems für einen Drehrohrofen mit nassem Einsatzgut ist es notwendig, als nächstes die Temperatur des aus dem Kettenabschnitt austretenden Gutes anhand der Bedingungen auszurechnen, welche in der vorangegangenen Regelperiode bestanden haben. Das entsprechende Signal ist TSCF und dieses wird dann mit einem Verlaufswert versehen, um ein Signal TSCT_n zu erhalten. Mit diesen beiden Werten ist es möglich, den Anteil einer Änderung dos Drehmomentes des Ofens zu errechnen, der auf Änderungen in den Verhältnissen im Kettenabschnitt entsprechend dem Signal CIIAMP_n zurückzuführen ist. Dieses Signal CHAMP_n ist eine Funktion der Signale TSCF und TSCT . Wenn einmal die verschiedenen Regelabweichungen ermittelt worden sind, ist es möglich, das Prozeßmodell 133 anzugleichen. Es werden vorausgesagt a Prozeßänderungen infolge der vorhergegangenen Regelakt ionon in der Drehgeschwindigkeit und In der Brennstoffzufuhr

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ermittelt. Diese werden den Veränderungen zugefügt, die in Beziehung stehen zu den Änderungen der Verhältnisse im Kettenabschnitt. Dadurch wird ein Gesamtrückkopplungssignal FB erzeugt. Das Rückkopplungssignal FB_n wird gefiltert, um eine neue Steuerungsfunktion STF zu erhalten und ein neues Grundbrennstoffsignal FUEL. . Beide Signale werden in' Kombination mit anderen Signalen auf das Prozeßmodell als Eingangssignal FFUFL für die Regelabweichung der Brennstoffzufuhr zurückgekoppelt.

Weiterhin werden die Abweichung der Temperatur der Brennzone DFLTBZ , die Regelabweichung DELAMP des Drehmomentes des λ

Ofens und das Rückkopplungssignal FB mit der Steuerungsfunktion STF kombiniert bzw. subtrahiert, um ein zusammengesetztes Gesamtsignal FRR für die Regelabweichung zu erhalten, welches kurzzeitige Störungen in der Brennzone wiedergibt. Die durch das Signal ERR_n dargestellte kurzzeitige Störung wird mit einem Schwellwert FFRR _ verglichen. Dieser

fflclX

stellt eine maximale Regelabweichung für die Brennstoffregelung dar, um den Anteil von ERR zu begrenzen, der durch eine Änderung der Brennstoffzufuhr zum Ofen korrigiert werden soll. Das Signal ERR_n wird auch mit einer Totzeit für die Drehgeschwindigkeit verglichen, um eine Änderung der Drehgeschwindigkeit des Ofens anzuwenden, wenn es diese Totzeit überschreitet. Der Anteil des Signals ERR , der der Geschwin- \

d igke it zugeordnet wird, wird mit SERR bezeichnet.

Wenn eine Zwangsfunktion für die Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes angewendet wird, ermittelt das Regelsystem zunächst, ob diese Zwangsfunktion während der vorhergegangenen Regelaktion bestanden hat. Wenn dies der Fall ist, werden eine erste Geschwindigkeitsverringerung als Funktion der Änderunresge schwind igke it des Drehmomentes und eine zweite Geschwindirekeitsverringerung als eine Funktion des Prozentualant^ils der letzten Geschwindigkeitsänderung errechnet. Die größere Geschwindigkeitsverringerung wird verglichen mit einer

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minimalen zulässigen Änderung. Wenn die vorausgesagte Änderung kleiner ist als dieser Minimalwert, wird die Zwangsfunktion für die Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes beendet. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die größere Geschwindigkeitsverringnrung verwendet. Wenn in der vorhergehenden Hegelaktion keine Zwangsfunktion für din Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes verwendet wurde, wird die Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes untersucht. Wenn diese Änderungsgeschwindigkeit bewirkt, daß das Signal FAMP für das Motordrehmoment innerhalb einer vorgegebenen Anzahl von Regelperioden unter einen Festwert absinkt und die Änderungsgeschwindigkeit einen konstanten Wert übersteigt, werden zusätzliche Prüfungen durchgeführt. Wenn diese beiden Bedingungen nicht vorhanden sind, wird eine Zwangsfunktion über die Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes nicht benötigt. W^nn die Bedingungen vorhanden sind und wenn das Regelsystem anzeigt, daß der gegenwärtige Re^lvorganc* dor zweite Regelvorgang ist, bei dem die Bedingungen erfüllt sind, dann wird die Zwangsfunktion für die Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes ausgelöst und eine Geschwindigkeitsänderung proportional zur Änderungsgeschwindigkeit des Drehmomentes errechnet und angewandt.

Wenn eine Zwangsfunktion für die Drehgeschwindigkeit für hohe oder tiefe Temperaturen oder ein übergeordneter Brannstoff soliwert für hohe Temperaturen verwendet worden, dann wird aus der Regelabweichung FTBZ_n für die Temperatur der Brennzone eine Temperaturfunktion ermittelt. Die Zwangsfunktionen für hohe oder tiefe Temperatur werden nur dann angewendet, wenn die Regelabweichung für die Temperatur der Brennzone aus einem Totzeitbereich herausfällt. Zunächst wird die Zwangsfunktion für Hochtemperatur betrachtet und angenommen, daß Hochtemperaturzwangsfunkt ion angewendet wurde. Es werden die Temperaturfunktion TEMP , die gewichtete mit ein«m Verlaufswert versehene Temperatur WSTT analysiert, um

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festzustellen, ob die Zwangsfunktion beendet werden kann. Wenn die Beendigung nicht sinnvoll ist, dann wird eine Geschwind igkeitszwangsfunktion HTFMP für hohe Temperatur erzeugt. Wenn diese Geschwindigkeitsfunktion angewendet AYird, wird die Brennstoffmenge gemäß der Kopplungsfunktion ^SPD zwischen Brennstoffmenge und Geschwindigkeit verringert. Wenn bei dem vorhergehenden Regelvorgang die Zwangsfunktion nicht angewendet wurde, dann werden die Größen TFMP und WSTT daraufhin untersucht und festgestellt, ob die Zwangsfunktion erforderlich ist. Wenn dies der Fall ist, dann wird das Signal HTFMP erzeugt.

Fin ahnlichör Vorgang wird bei der Zwangsfunktion für niedrige Temperatur durchgeführt. Wenn die Zwangsfunktion zuvor angewandt wurde, dann werden die Größen TFMP_n und WSTT_n untersucht um festzustellen, ob es sinnvoll ist, die Zwangsfunktion zu beenden. Wenn die Zwangsfunktion nicht beendet wird, wird eine Geschwindigkeitsverringerung und eine angemessene Brennstoff verringerung ermittelt. Wenn'die Zwangsfunktion vorher nicht angewendet wurde, werden die Größen TFMP und WSTT_n untersucht und notwendigenfalls die Zwangsfunktion für niedrige Temperatur angewendet.

Nachdem diese auf den verschiedenen Verfahrensmessungen beruhenden Änderungen in der Brennstoffzufuhr und der Drehgeschwindigkeit bestimmt sind, werden alle Geschwindigkeitsänderungen miteinander kombiniert, um ein Qeschwindigkeitsabweichungssignal DELSPD_n zu erhalten. Außerdem werden alle Geschwindigkeitsänderungen außer der Geschwindigkeitsänderung durch die Hochtemperaturzwangsf unkt lon HTEMP_n miteinander kombiniert und gefiltert, um ein Rückkopplungssignal FSPD_n zu erhalten» welches dem Prozeßmodell 133 zugeführt wird. Alternativ dazu können die Zwangefunktionen für Drehgeschwindigkeit und Brennstoff zu den Regelsignalen, aber nicht zum Hückkopplungesignal zugefügt werden. Diesen Büekkopplungssignal wird auf der Basis der Vorgeeohiohte des Prozesses

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erzeugt, wobei jeder Faktor entsprechend der Prozeßcharakteristik verzögert wird. Die erhaltene Gesaut änderung der Geschwindigkeit DFLSPD_n wird der Basisgeschwindigkeit KSPD_n. _or zugefügt, um das Sollwertsignal KSPD_ für die Drehgeschwindigkeit des Ofens zu erhalten.

Das Rückkopplungssignal für die Brennstoffzufuhr beruht auf einem Grundbrennstoff wert FU^^Kage ^{uncl dem} Teil TFFRR_ß der Gesamtregelabweichung des Prozesses, der dem Brennstoffsignal zugefügt wird, um ein Signal DFUFL zu erhalten, das die Brennstoff änderung wiedergibt. Diesem Signal wird die Steuerfunktion STF zugefügt, um ein Signal STFUFL_n für die rrosteuerte Brennstoff änderung zu erhalten. Aus der Filterung dieser Funktion ergibt sich das Ausgangssignal BFUEL als FingangssIgnal für das Prozeßmodell. Das Signal TFFRR_n wird dann durch eine Kopplungsfunktion fSPD_ zwischen Brennstoffzufuhr und Drehgeschwindigkeit kompensiert, um eine modifizierte Brennstoff änderung XTFTRR_n zu erhalten.

Wenn sich die Temperatur in der Brennzone oberhalb des Sollwertes befindet und außerdem unterhalb eines Wertes befindet, der eine Hoc htemperaturzwangsf unkt ion erzeugen würde, wird dem mit einem Faktor versehenen Brennst off wert XTFFRR_n eine Überordnungsfunktion fEBTSL zugefügt. Als Funktion der gefilterten Temperatur FFFT_n des Binsatzendes wird ein Sollwert FFT für diese Temperatur ermittelt und eine Regelabweichung DFKT_n errechnet. Wenn die Regelabweichung DFBT_n außerhalb eines Totzeitbereiches liegt, wird eine! Brennstoff Mode rung fDFET_n mit den Signalen OtWZ_n und XTFBRR_n kombiniert, um einen Sollwert 7UEL__n für d$n Brennstoff au erhalten, der

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zur Finstellung des Reglers für die Brennstoffzufuhr verwendet wird, '■ : ■ " -," ^; ■'] . ^: . ' . . ..·'

Die Regelabweichung DFBT_n für die Temperatur de» Fineatzendes wird auch auegenutat, um eine Austrittegmegeaohwindigkeit zu ermitteln. Der den Ofen verUes»n4# Bauerstoff

", ι τ

entsprechend dem Signal FOXY , die gegenwärtig vorhandene Austrittspasgeschwindigkeit FXIT , der Sollwert der Brennstoffzufuhr FUFL_ und der Drehgeschwindigkeit des Ofens

sp

KSPD und ein Sollwert für die Einsatzgeschwindigkeit des Gutes werden auch gemessen, um die neue Gasaustrittsgeschwindigkeit zu ermitteln. Die vorausgesagte Gasaustrittsgeschwindigkeit wird dann mit der Strömungskapazität und der vorausgesagten, aus dem Ofen austretenden Sauerstoffmenge verglichen. Die neue Austrittsgasgeschwindigkeit wird dann ermittelt, um einen sicheren Säuerst of fan teil zu gewährleisten. Nötigenfalls werden die zuvor ermittelten Sollwerte für die Austrittsgasgeschwindigkeit und den Brennstoff modifiziert.

Nachdem diese Funktionen vollständig durchgeführt sind, werden die neue Drehgeschwindigkeit KSPD für den Ofen, der Brennstoff wert FUFL_ und die Austrittsgasgeschwindigkeit

sp

FXlT von dem Regelsystem 51 auf ihre ,jeweiligen Regler gekoppelt, um die Regelung des Drehrohrofens zu bewirken. Nach einem vorgegebenen Zeitintervall ermittelt das Regelsystem der Figur 4 einen neuen Satz von Betriebsbedingungen»

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Verfahren zur Regelung eines Zement-Drehrohrofens mit einer Antriebsvorrichtung (60), welche normalerwe ise den Ofen mit konstanter Geschwindigkeit dreht, und einer Heizvorrichtung (27) zur Auslösung einer Umwandlung des Materials im Drehrohrofen in einer Brennzone, dadurch gekcnnze ichnet , daß es die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

   a) Das von der Antriebsvorrichtung (60) für den Drehrohrofen erzeugte Drehmoment (AMP_gcAN) und die Materialtemperatur (TBZ ) in der Brennzone des Ofens werden gemessen,

   b) es wird eino Regelabweichung (DFLTBZ ) dir Temperatur

   der Brennzone aus einem vorgegebenen Wert (TBZ_ ) für

   sp

   diese Temperatur und dem gemessenen Temperaturwert (ΤΒΖ_ΟΛΓ1Μ) ermittelt und aus der Drehmomentmessung einn

   SC all

   Regelabweichung (DFLAMP ) für das Drehmoment ermittelt,

   c) es wird ein Rückkopplungssignal (FB ) für den Prozeß und eine in Beziehung zu diesem Signal stehende Steuerfunktion (STF_n) erzeugt,

   d) die Abweichung der Brennzonen temperatur (DELTBZ ), die Regelabweichung (DELAMP_n) für das Drehmoment, das Rückkopplungssignal (FB ) und die Steuerfunktion (STF ) werden kombiniert, um eine Ge samt rege labwe ic hung für den Prozeß zu erhalten,

   e) ein erster Bereich der Gesaratregelabweichung für den Prozeß wird einer Brennstoff rege labwe ic hung (FERR ) zugeteilt, wobei diese Aufteilung als Basis für die Regelung

   (FUFL ) der Heizvorrichtung dient, und der außerhalb sp

   dieses ersten Bereichs liegende Teil der Gesamt regelabweichung für den Prozeß wird einer Geschwindigkoitsregelabwe ichung (SERR_n) zugeteilt und dient als Basis (KSPD_n) für die Regelung der Antriebsvorrichtung,

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   f) entsprechend einem ursprünglichen Brennstoffwert

   (FUFL ) und der Steuerfunktion (STF„) wird ein Grumlse ein η

   brennstoffwert (BASF. ) ermittelt, wodurch dieser so erzeugte Grundbrennstoff wert auf Langzeit änderungen im Prozeß anspricht,

   g) die Wärmezufuhr zum Ofen wird nach diesem Signal

   (FUFL ) für die Regelabweichung des Brennstoffes und dom sp

   erzeugten Grundbrennstoffwert (BASE.) geregelt und die Antriebsvorrichtung wird nach der Regelabweichung (SFRR) für die Geschwindigkeit geregelt, und

   h) die vorhergegangenen Regelabweichungen für die Brennstoffzufuhr und dir Drehgeschwindigkeit werden gespeichert, und für die Erzeugung des Kückkopplungssignals werden ausgewählte Werte der Regelabweichungen für Brennstoffzufuhr und Drehgeschwindigkeit kombiniert, welche die vorausgesagten Änderungen in der Temperatur der Brennzone und im Drehmoment infolge der vorher durchgeführten liege lung der Antriebsvorrichtung und der Heizvorrichtung darstellen, wobei die Steuerfunktion entsprechend der erzeugten Rückkopplung abgeleitet wird und durch das Verfahren der Wärmezufuhr zu dem Drehrohrofen und die Antriebsvorrichtung auf kurzzeitige Störungen hin geregelt werden.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i c h η e t, daß es weiterhin die Verfahrensstufe der Frmittlung der thermischen Stabilität (WSTT_n) des Drehrohrofens aus der gemessenen Temperatur der Bronnzone (TBZ_D„„„), der Abweichung der Temperatur der Brennzonc

   □Cali

   und den ermittelten Regelabweichungen für das Drehmoment bestimmt wird, wobei diese Worte auf den Wert der thermischen Stabilität ansprechen, so daß die relativen Beiträge der einzelnen Werte zur Ge samt rege labwe ic hung des Prozes ses entsprechend der thermischen Stabilität de· Drehrohrofens (lo) geändert worden.

   1,098.14/1619

   3. Vorfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze lehnet , daß es weiterhin den Verfahrensschritt der Regelung (FF ) der Antriebsvorrichtung (20) zur Verringerung der Drehgeschwindigkeit des Ofens enthält, wenn bestimmte vorgegebene Änderungsgeschwindigkeiten des Drehmomentes anhand der Drehmomentmessung ermittelt werden.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegler (KSPD ) für die Antriebsvorrichtung eine Geschwindlcrk^ itsände rung (DELSPD ) aus dem Anteil für die Geschwind igkeitsregelabweichung (SFRR ) ermittelt und diese Geschwindigkeitsänderung mit einer Grundgeschwindigkeit kombiniert und auf der Grundlage der Grundgeschwindigkeit und der ermittelten Geschwindigkeitsänderung die Regelung der Heizung entsprechend dem Anteil (FERR_n) für die Brennstoff rege labwe ic hung in einer solchen Weise modifiziert, daß bei der Verringerung des kombinierten Signals aus Geschwindigkeitsänderung und Grundgeschwindigkeit die Wärmezufuhr zum Ofen durch den Regler für die Wärmezufuhr verringert wird.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß bei der Ermittlung der Abweichung (DELTBZ_n) der Temperatur der Brennzone eine Regelabweichung (ETBZ ) für diese Temperatur auf der Grundlage der Temperaturmessung für die Brennzone enthalten ist und daß der Regler für die Wärmezufuhr durch Größen (ITTFMP_n, FSPD_n) so beeinflußt wird, daß er auf Regelabweichungen für die Temperatur der Brennzone anspricht, wenn sie oberhalb vorgegebener Werte liegen.

   10 9 814/1610

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch pe kennzeichnet, daß di^ Regelung der Antriebsvorrichtung auf die ermittelte Regelabweichung (FTBZ ) für die Temperatur der Brennzone, auf den Meßwert der Temperatur und die Prozeßstabilität anspricht, wie sie aus der Messung dir Temperatur der Brennzone ermittelt ist, und die Drehgeschwindigkeit des Ofens bei Regelabweichungen für die Temperatur der Brennzone vermindert, welche darauf hinweisen, daß diese Temperaturen (HTFMP , DELSPD ) oberhalb eines .vorgegebenen Temperaturwertes liegen.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennze ichnet , daß die Drehgeschwindigkeit dos Ofens durch den Kegler für die Antriebsvorrichtung verringert wird, wenn die auf der Grundlage der Temperaturen der Brennzone erzeugten Regelabweichungen für die Temperatur unterhalb eines vorgegebenen Temperaturwertes (LTT⁷MP_n, DSERR_n) liegen.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Regelung eines Zement-Drehrohrofens mit einem Kettenabschnitt (1.6) für das in den Ofen eingeführte nasse Einsatzgut und für die Entfernung der Feuchtigkeit aus diesem Gut, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin die Verfahrensschritte der Messung der Gastemperaturen

   (TIG_O„_O„, FFT „„„) am Fnde des Kettenabschnittes, die Me sse ein - se ein.

   sung der Finsatzgeschwindigkeit (FFED₀.,,,,) des Gutes und

   SC clU

   der Staubzufuhrgeschwindigkeit (DR_„_„) umfaßt und auf der

   se Ein

   Grundlage dieser Messungen die Auswirkung der Verhältnisse in dem Kettenabschnitt (16) auf die Drehmomentmessung (AMP_„_on) ermittelt und sofort und unmittelbar in entsprechender Weise das Rückkopplungssignal (FB_n) geändert wird, um diese Auswirkungen der Veränderung der Verhältnisse im Kettenabschnitt auf die Änderungen der Meßwerte für das Drehmoment aufzuheben.

   109814/1619

   - 68 -

   9. Regelsystem für einen Zement-Drehrohrofen, dor <? ine Antriebsvorrichtung (20) umfaßt, mit der normalerweise der Ofen mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird, eine Heizvorrichtung (27) zur Umwandlung des Materials im Ofen in einer Brennzone, dadurch gekennzeichnet, daß er enthält· eine Meßfühlervorrichtung (60) für die Messung des von der Antriebsvorrichtung erzeugten Drehmomentes zur Ableitung eines Signals (AMP₁₂ ) für die Größe des Drehmomentes eine Meßfühler-

   SC el Il

   vorrichtung (165) für die Messung der Materialtemperatur in der Brennzone und ziiSr Erzeugung eines Temperatursignals (TBZ_ ) und eine Regelvorrichtung (Figur 2), welche se ctn

   eine auf diese Temperaturmeßfühler (165) ansprechende Vorrichtung (123) zur Anzeige der thermischen Stabilität des Of?ns enthält, eine Vorrichtung (125, 84), te auf den Meßfühler (165) für das Drehmoment und auf die Vorrichtung (123) zur Anzeige der thermischen Stabilität anspricht und ein Regelabweichungssignal (DELAMP) für das Drehmoment erzeugt, eine Vorrichtung (120, 122), die auf den Meßfühler (165) für die Temperatur und die Vorrichtung (123) für die Anzeige der thermischen Stabilität anspricht und ein Signal (DFLTBZ ) für die Abweichung der Temperatur der Brennzone erzeugt, eino Vorrichtung (121), die auf das Drehmomentsignal (DELAMP) und das Signal (DELTBZ_n) für die Abweichung der Temperatur der Brennzone anspricht und ein Ge samt rege labweichungssignal (FRR ) für den Prozeß erzeugt unci eine Vorrichtung (127, 126, 130), die aus diesem G^rsamtreglerabweichungssignal für den Prozeß ein

   Signal (FUFL ) zur Änderung der Wärmezufuhr zum Ofen ersp

   zeugt.

   10. liege !system nach Anspruch 9, dadurch geke.nnze ichne t , daß es weiterhin umfaßt: eine Vorrichtung (127, 140), die auf die Vorrichtung (127, 126, 130) zur Änderung der Gesamt re ge labwe ic hung des Prozesses anspricht und daraus bo i einer Regelabweichung in einem

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   rrsten Bereich ein Rcgelabweichungssignal (FKRR_n) für die Brennstoffzufuhr ableiten kann und bei einer Regelabweichung für den Prozeß außerhalb des ersten Bereiches daraus ein Regelabweichungssignal (SFRR ) für die Drehgeschwindigkeit ableiten kann, das die Heizvorrichtung auf dar Grundlage der Regelabweichung für den Brennstoff die Heizung des Ofens regelt bzw. die Antriebsvorrich-· tung entsprechend der Regelabweichung für die Geschwindigkeit die Drehgeschwindigkeit des Ofens ändert, und daß es eine Vorrichtung (33) zur Speicherung der vorher von den Regelvorrichtungen erzeugten Regelabweichungen für Geschwindigkeit und Brennstoffzufuhr enthält und diese Vorrichtung (o3) auf der Grundlage einer vorhergehenden Fegelabweichung für die Geschwindigkeit und einrr vorhergehenden Regelabweichung für die Brennstoffzufuhr ein Rückkopplun^ssignal (FB ) erzeugen kann, das ein*·¹ erv/artcte Änderung in dem Ausgangssignal für die Meßfühlervorrichtungen (60, 165) für das Drehmoment und die Temperatur infolge der vorhergegangenen Regelwirkungen darstellt, wobei 1ies"S Hückkopplungssignal (FB ) mit der Abweichung (DFLTB2_) der Temperatur der Brennzone und der Regelabweichung (DFLAMP) für das Drehmoment von dieser Vorrichtung (127, 126, 130) für die Frmittlung der Gesamtregelabweichung des Prozesses kombiniert wird.

   11. Regelsystem für Drehrohrofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin umfaßt: Fine Vorrichtung (152) zur Frzeugung eines Steuerfunktionssignals (STF_n) aus dem Rückkopplungssignal (FB_n), zur Kombination des Steuorfunktionssignals mit der Abweichung für die Temperatur der Bronnzone, dem Signal l'iir die Regelabweichung des Drehmomentes und dem Rückkopplungssignal in der Vorrichtung (121) zur Frmittlung der Ge s am t re ge la bw" ic hung des Prozesses, einer Vorrichtung (151, 126) zur Frzeugung eines Grundbrennstoffsignals (FUFLb₃) aus dem Signal für dir Regelabweichung

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   (FFHR ) des Brennstoffes und der Steuerfunktion, welches sich entsprechend den Langze it änderungen des Prozesses verändert, wobei dieses Gruridbrennstoffsignal in der Vorrichtung (126) mit der Regelabweichung für den Brennstoff kombiniert wird, um ein Signal (FUFL_D ) für den Brenn-

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   stoff-Sollwert zu erhalten und eine Heizvorrichtung (27), die durch das Signal für den Brennstoffwert zur Regelung der Heizung entsprechend kurzzeitigen Prozeßstörungen geeignet ist.

   12. liege lsystem nach einem der Ansprüche 9, IO ocl^r 11, dadurch gekennzeichnet, da ßd ie Vorrichtung (¹20, 122) zur Frzeugung des Abweichungssignals für die Temperatur der Brennzone und die Vorrichtung (1.25, 84) für die Erzeugung des Signals für die Regrlabwe ichung des Drehmomentes auf die Vorrichtung (123) zur Anzeige der thermischen Stabilität so ansprechen können, daß sie din relativen Anteile der Abweichung der Temperatur der Βΐ"^Ληηζοηβ und der Regrlabweichung für das Drehmoment in der Gesamtregelabweichung für den Prozeß entsprechend dor thermischen Stabilität des Ofens ändern können.

   13. Regelsystem nach einem der Ansprüche IO bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin umfaßt: eine Vorrichtung (169), welche auf das Signal vom Drehmomentmeßfühler (60) und das Regelabwo ichungssignal für das Drehmoment ansprechen können und eine Zwangsfunktion (FF ) für die Änderungsgeschwindigkeit d"S Drehmomentes erzeugen kann, welche entsprechend vorgebennn Änderungsgeschwindigkeiten des Drehmomentes dem Regelabwo ichungssignal (SEHR ) für die Geschwindigkeit züge ügt werden, wodurch diese Änderungen der Meßwerte des Drehmomentes die Geschwindigkeit des Ofens ändern.

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   14. Regelsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennze lehnet, daß es umfaßt: Fine Vorrichtung (141) zur Erzeugung eines Geschwindigkeitsänderungssignals (DELSPD_n) aus dem Signal für die Regelabweichung der Geschwindigkeit! eine erste Vorrichtung (144) zur Erzeugung eines Geschwindigkeitssignals (KSPD_n) aus dem Signal für die änderung der Geschwindigkeit und einem vorgegebenen Grundsignal (KSPD_base) für

   die Geschwindigkeit, und eine zweite Vorrichtung (145, 130) zur Modifizierung der Regelabweichung (FFRR ) für die Brennstoffzufuhr durch das Signal (DFLSPD ) für die Geschwindigkeitsänderung und das Grundgeschwindigkeitssignal (KSPD. ), wodurch eine Verringerung der Geschwindigoase

   keit die Regelabweichung für die Brennstoffzufuhr verr inge rt.

   15. Regelsystem für Zement-Drehrohrofen nach oinem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (120, 122) zur Frzeugung eines Signals für die Abweichung der Brennzonentemperatur eine Vorrichtung (120) enthält zur Frzeugung eines Regelabweichungssignals (ETBZ ) für die Temperatur der Brenn zone aus dem Signal der Temperaturmeßfühlervorrichtung und das System weiterhin eine Vorrichtung (170, 171) zur Verringerung der Wärmezufuhr zum Ofen bei Brennzonentemperaturen in einem Bereich oberhalb einer vorgegebenen Temperatur besitzt.

   16. Regelsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (120, 122) zur Erzeugung eines Abweichungssignals für die Temperatur der Brennzone ein Regelabweichungssignal (FTBZ_n) aus dem Signal der Meßfühlervorrichtung (165) erzeugt und das Regelsystem weiterhin eine Vorrichtung (170, 174) zur Frzeugung eines Signals (LTFMP_n) für eine Zwangsfunktion für niedrige Temperatur anhand des

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   Regelabweichungssignals für die Temperatur der Brennzone, wenn diese Temperatur in einem Bereich unterhalb der vorgegebenen Temperatur liegt, und eine Vorrichtung (141) zur Kombination dieses Zwangsfunktionssignals (LTEMP ) für die niedrige Temperatur mit dem Regeläbweichungssignal für die Drehgeschwindigkeit besitzt.

   17. Regelsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 16, welches für die Regelung eines Drehrohrofens mit nassem Einsatzgut und mit einem Kettenabschnitt (16) ausgestattet ist, der den Kontakt mit dem eintretenden nassen Einsatzgut herstellt und Feuchtigkeit aus diesem Gut heraustreibt, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin enthält: eine Vorrichtung (153, 53) zur Messung der Gastemperaturen an den Enden des Kettenabschnitts (16), eine Vorrichtung (51) zur Messung der Geschwindigkeit, mit der das Einsatzgut in den Drehrohrofen eintritt, eine Vorrichtung (159) zur Messung der Geschwindigkeit, mit der der Staub in den Drehrohrofen eintritt, und eine Vorrichtung (180, 181, 183), die mit diesen Meßvorrichtungen und mit der Vorrichtung (83) zur Erzeugung des Rückkopplungssignals (FB ) verbunden ist und zur Anzeige der Auswirkung der Verhältnisse in dem Ke.ttenabschnitt (16) auf das Drehmoment, das durch die Meßvorrichtung (60) für das Drehmoment ermittelt wurde, und zu einrr unmittelbaren und sofortigen Änderung des Rückkopplungssignals (FB ) zur Aufhebung solcher Änderungen des Ausgangssignals der Meßfühlervorrichtung (60) geeignet ist.

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