DE2220369A1 - Zaehlwiegeanlage - Google Patents

Description

• Zählwiegeanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine $Zählwiegeanlage zur Bestimmung der StUckzahl aus dem Gesamtgewicht aller Teile und dem Teileghewicht.
• Es sind Zählwiegeanlagen bekannt, die aus dem Gewicht einer Anzahl von Teilen und dem Teilegewicht dadurch die Stuckzchl ermitteln, daß sie beide Werte durcheinander dividieren.
• Bei der praktischen Ausführung dieses Verfahrens werden im allgemeinen zwei Waagen benutzt, eine Waage zur Bestimmung des Gewichts aller Teile und eine Waage zur Bestimmung des Teilegewichts. Beide Waagen sind mit Meßwertabnahmen zur elektrischen Auslesung des Gewichtswertes ausgerüstet. Die elektrisch abgelesenen Werte werden durch ein elektrisches Steuerwerk im allgemeinen einer handelsüblichen 4-Spezi-Rechenmaschine zugeführt, welche diese beiden Werte durcheinander dividiert.
• Anstelle der handelsüblichen Rechenmaschine sind auch heute elektronische Digitalrechner, die auf der Basis der fortgesetzten Subtraktion eine Division durchführen, eingesetzt.
• Betrachtet man den Gesamtaufwand einer solchen Stückzahlbestim-Mung, io ist dieser sehr aufwendig und hoch.
• Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen solchen hohen technischen Aufwand wesentlich zu reduzieren. Gelöst wurde cbse Aufgabe durch die im Anspruch 1. angegebene Erfindung. Weitere Details und Ausführungsformen sind den Unteranspruchen zu entnehmen.
• Die Erfindung ist in ihrem Aufbau und ihrer Arbeitsweise im folgenden ausführlich beschrieben und in den Figuren 1 bis 3 der Zeichnungen schematisch dargestellt.
• Die in Figur 1 dargestellte Waage 1 dient der Ermittlung des Gewichts aller Teile. Diese Waage ist ausgerüstet mit einer Meßwertabnahme, welche am Ausgang die Gewichtewerte in geeigneter For. anstehen hat. Der Gewichtswert ist in einen einstellbaren Zähler 3 einlesbar. Auf der Waage 2 wird das StUckgewicht eines Teils oder ein Vielfaches (10-fach) dieses Teile legewichtes abgelesen und wieder mittels elektronischer Meßwertabnahme dot Zähler 4 zugeführt. Anstelle der Waage 2 ist auch eine Tastatur 2 a anwendbar, die manuell das Stückgewicht einzutasten ermöglicht. Mit 5 ist ein Taktgenerator bezeichnet, der Impulse it hoher Frequenz erzeugt. Diese Impulse werden Uber das Tor 7 den Zählern 4 und 3 zugeführt. Am Ausgang von Zahler 4 ist der Zähler 6 angeschlossen, der jeden Übertragsimpuls des Zählers 4 aufsummiert. An diesem Zähler 6 ist ein Speicher 8 und eine digitale Anzeige 9 angeschlossen.
• D.r Ausgang des Zählers 3 führt zu einen Flipflop 10, welches Mit der Starttaste 11 so gesetzt wird, daß das Tor 7 geöffnet ist und mit dem Übertragimpuls aus Zähler 3 zurückgesetzt wird, so daß das Tor 7 geschlossen ist.
• Der Ablauf ist nun wie folgt: Angenommen, auf Waage 1 ist eine Anzahl von Teilen cufgebracht, die ein Gesamtgewicht von 1458 g besitzen. Dieser Zahlenwert wird im Zähler 3 eingelesen, was z. U. so geschehen kann, daß dieser auf das Zehnerkomplement dieses Wertes, ndmlich auf 8542 voreingestellt wird. Auf Waage 2 wird das Stuckgewicht ermittelt oder Uber die Tastatur 2 a manuell eingegeben. Es sollen z. B. 10 Teile aufgelegt sein (wegen des Mittelwertes), und das Gewicht soll 90 g betragen. Das Stuckgewicht ist also im Durchschnitt 9 g. Diese Zahl 9 wird dem Zahler 4, der z. B.
• zweistellig ausgeführt sein kann, wieder als Zehnerkomplement eingegeben, d. h. also, Zdhler 4 wird auf 91 voreingestellt.
• Nach Einstellung dieser Zdhler wird die Starttaste 11 gedrückt, welche bewirkt, doß das Tor 7 öffnet und die Impulse des Taktgenerators 5 gleichzeitig in den Zähler 3 als auch in den Zuh-1er 4 einlaufen. Da der Zähler 4 auf die Zahl 91 voreingestellt ist, wird er nach 9 Impulsen von dem Taktgenerator 5 einen Ubertragimpuls an den Zahler 6 weitergeben. Dies wird so lange gemacht, bis der Zahler 3, welcher auf 8542 gesetzt war, von den Impulsen des Taktgenerators 5 Uber das Tor 7 aufgefüllt ist. Dies ist genau nach 1458 Impulsen der Fall. Anders ausgedrückt mittels des Zählers 3, der auf die Zahl 8542 einge- -stellt ist1 wird eine Anzahl von Impulsen erzeugt, ndmlich 1458, die genau dem Zahlenwert des Gewichtswertes der Gesamt menge aller Teile entspricht. Diese Impulsmenge wird durch den Zähler 4 insofern unterteilt, als immer nach soviel Impulsen, wie sie dem Stuckgewicht entsprechen, im Beispiel also neun Impulsen, ein Impuls an den Zähler 6 weitergegeben wird.
• Der Ubertragsimpuls des Zdhlers 3, d.h. wenn dieser von 9999 auf 0000 geht, setzt das Flipflop 10 zurück, und das Tor 7 schließt. Dadurch werden sowohl die Impulse des Zählers 3 als auch die fur Zdhler 4 gesperrt. Im Zähler 6 sind insgesamt 162 Impulse, nämlich die Anzahl, die dem Wert 1458 geteilt durch 9 entspricht, mit anderen Worten die Stückzahl der Teile, die auf Waage 1 stehen.
• Die Einlesung in die Zdhler kann auch dadurch geschehen, doß ein vor- rückzählender Zdhler verwendet wird, der dann auf die Zahl, also im Beispiel auf 1458 eingestellt wird und die Impulszufuhr vom Taktgenerator 5 auf dem ruckwdrtszdhlenden Kanal des Vor- Ruckzdhlers erfolgt. Nach 1458 Impulsen steht der Zähler dann auf 0000, und der folgende negative Ubertroyimpuls ( von 0000 auf 9999) wird zur weiteren Steuerung, wie vor beschrieben, benutzt.
• Ar Zähler 6 ist der Speicher 8 angeschlossen, der gleichzeitig eine Decoderfunktion hat. Der Wert des Zdhlers 6 wird darin gespeichert und mit der Digitalanzeige 9 angezeigt. Die Verbindung des Zählers 6 zum Speicher 8 kann lösbar ausgebildet werden, so daß während des Programmablaufes die Zähler 4 und 6 zum Zahlen bereitstehen. Nach jedem Meßzyklus wird die Einlesung des Zuhlerstandes 6 in den Speicher 8, durch das Flipflop 10 gesteuert, vorgenommen. Man erreicht somit eine stetige mitloufende Anzeige der Stückzahl mit den auf die Waage 1 aufgebrachten Teilen. Dies ist wichtig, wenn z. B. auf der Waage 1 ein bestimmtes 'Quantum, z. B. 1000 Stück, abgefüllt werden soll. Durch Wahl der Taktfrequenz des Taktgenerators 5 ldßt sich der Anzeigezyklus bestimmen. Bei hoher Taktfrequenz ist der Anzeigezyklus so kurz, daß die Anzeige 9 als stehende Zahl erscheint.
• Beim Start eines neuen Zdhizyklusses, hervorgerufen durch die Starttaste 11 oder durch eine entsprechende Auslösung von einem anderen Gerät ist durch eine nicht ndher dargestellte und beschriebene Logik dafür zu sorgen, daß eine neue Einlesung der Gewichtswerte von Waage 1 und 2 einerseits, eine Nullstellung des Zählers 6 und der an der Steuerung beteiligten Elemente andererseits, stattfindet.
• Um nun einen guten Mittelwert des Stuckgewichtes zu erreichen, ist es sinnvoll, mehrere Teile zu wiegen. Werden also 5 Teile gewogen und beträgt das Teilegewicht lt. Beispiel 9 g, so würde die Waage 2 den Wert 45 g anzeigen. Um nun die Zwischenrechnung 45 : 5 = 9 g als Durchschnittsgewicht nicht durchführen zu müssen und direkt das von Waage 2 angezeigte Gewicht (45 g) Ubernehmen zu können, wird ein Unterteiler 20 in die Impulszufuhrung von Zähler 3 geschaltet. Dieser Unterteiler 20 ist mit Schalter 21 voreinstellbar auf die Anzahl der Teile, die auf die Waage 2 gelegt sind. Im Beispiel wäre also der Unterteiler 20 auf "5" eingestellt, was bewirkt, daß fur je funf Eingangsimpulse am Unterteiler 20 ein Impuls an den Zahler 3 weitergegeben wird.
• Wenn der Zdhler nun 1453 Impulse bekommt, dann sind durch das Tor 7 und damit im Zahler 4, 5 x 1458 Impulse gegangen.
• Diese 5 x 1458 = 7290 Impulse werden mit dem Zähler 4 in jeweils 45 Impulse unterteilt, so daß jeder 45. Impuls im Zdhler 6 aufsummiert wird. Der Zdhler 6 hat a Ende des Zöhlzyklusses also 7290 : 45 = 162 Stück stehen.
• Diese Teilung der Impulsanzahl und die Zdhlung des Ergebnisses im Zahler 6 kann nur ganzzahlig sein. Der Divisionsrest wird unterdrückt bzw. das Ergebnis auf volle Zahl abgerundet.
• Um diesen Divisionsrest zusdtzlich zu berücksichtigen, kann nachfdgender Zusatz angebracht werden, und zwar wie in Fig.
• 2 dargestellt. Ein Vor- RUckzdhler 22 wird einmalig parallel an den Zöhleingang des Zählers 4 (Zähler 3 und 4 sind bei dieser AusfUhrungsform Vor- RUckzöhler) angekoppelt, und zwar Uber einen Impulsunterteiler 23 und Tor 24. Der Impulsunterteiler 23 untersetzt konstant 2 : 1. Der Vor- Rückzähler 22 wird also, wenn Zähler 4 einen Durchlauf von 9 Impulsen hat, mit 4 Impulsen vorwdrtszdhlend aufgefUllt. Nach dem ersten Durchgang vom Zahler 4 wird das Flipflop 25 gesetzt, welches das Tor 24 schließt. Somit ist der Vor- Rückzdhler 22 abgekoppelt.
• Ist der Zählzyklus beendet, und zwar, wenn Zahler 3 Uber tragsignal meldet und somit 1458 Impulse, wie im Beispiel angegeben, durch den Teiler (Zähler 4) gegangen sind, dann wird der Ubertragsimpuls von Zähler 3 ein Flipflop 26 setzen, welches bewirkt, daß das Tor 27 öffnet.
• Auf der Rückzählleitung des Vor- RUckzuhlers 22 werden nun weitere 4 Impulse abgezdhlt. Wenn der Vor- Riickzdhler 22 Ubertrag meldet, wird Flipflop 30 gesetzt. Die Verknüpfung der Flipflops 26 und 30 mittels Gatter 29 bewirkt nun des Schließen des Tores 7 und somit die Beendigung der Zufuhr der Taktimpulse vom Taktgenerotor 5.
• Durch das Tor 7 und in den Zdhler 4 sind somit 1458 + 4 = 1462 Impulse gegangen. Am Zähler 6 wurden 1462 : 9 = 162 Impulse abgegeben; der Rest wurde in diesem Fall nicht berücksichtigt. Angenommen, das Gewicht auf Waage 1 wäre 1463 g gewesen, würde das Verfahren normalerweise 1463 : 9 = 162 Teile im Zähler 6 angeben. Durch den Zusatz mit Vor- RUckzähler 22 und Impulsunterteiler 23 und Tor 24 etc. werden aber 1463 + 4 = 1467 Impulse unterteilt, und das Ergebnis ist 1467 : 9 = 163, was der Aufgabenstellung (146,3 : 9 = 162,5) näherkommt. Mit dem Vor- Rückzähler 22 wird also die Impulse anzahl, die dem Gewichtswert der Waage 1 entspricht, um eine Anzahl von Impulsen vergrößert, die dem halben Wert des Gewichtes von Waage 2 entspricht.
• Die UberprUfung der Anlage auf Fehler ist sehr einfach. Mit den Check-Tasten 12 und 13 (Fig. 1) kann einfach auf Fixwertgeber 14 und 15 umgeschaltet werden. Diese Fix,wertgeber 14 und 15 geben feste Gewichtswerte vor, so daß im Zähler 6 ein bestimmter Wert als Stückzahl stehen muß. Dieser Wert kann mittels Taste 16 auf den Vergleicher 17 geschaltet werden, welcher auf diesen bestimmten Wert kontrolliert. Durch geeignete tlahl der Fixwerte läßt sich die Anlage mit hohler Wahrscheinlichkeit und geringem Aufwand auf Funktionsfehler oder Störungen UberprUfen.
• In der praktischen Verwirklichung kann diese Uberprufung selbstverstdndlic5} auch in den Meßzyklus als festes Unterprogramm aufgenommen werden, so daß vor oder nach jeder Stückzahlbestimmung eine automatische Uberprufung stattfindet.
• Der geringe Aufwand zur Realisierung des Zähl-Verfahrens erlaubt es auch, Teile oder Funktionsgruppen, z. B. Zdhler oder das ganze Verfahren doppelt auszuführen (zweikanalige AusfUhrung) und durch Vergleich zu prUfen, ob die ErgeDnisse in den Zählern dieser doppelt angeordneten Gruppen oder die Ergebnisse von Kanal 1 und Kanal 2 gleich sind.
• Der Vergleich kann günstigerweise bei Doppelausfuhrung des Verfahrens dadurch geschehen, daß mit Schalter 28 alternierend das Ergebnis der mit Anlage 8' und Anlage 8'' gem. Fig.
• 3 berechneten Stückzahl auf die Digitalanzeige 9a geschaltet wird. (8' bzw. 8 " entspricht hier der Gesamtheit einer Anlqge nach Fig. 1 bzw. Fig. 2). Bei Ubereinstimmung dieser beiden Werte, also bei FunktionstUchtigkeit der beiden Anlagen, wird eine Anzeige erhalten. Bei Störung einer Anlage, also FunktionsuntUchtigkeit, wird die Anzeige flackern und kurzzeitig hintereinander zwei verschiedene Werte anzeigen. Dies wird dann sofort als Fehler erkannt.
• Der Vorteil liegt darin, da2> der Vergleich sichtbar gemacht wird, so daß die Richtigkeit des Vergleiches erkennbar ist, was einer Uberwachung der Vergleichseinheit entspricht. WUrde der Vergleich mit Hilfe einer elektronischen Vergleichseinheit 3t geschehen, so könnte dieselbe so gestört sein, daS sie am Ausgang 32 dauernd richtig meldet, obwohl der Vergleichseinheit 31 ein oder zwei falsche Werte angeboten werden. Die FunktionsuntUchtigkeit würde also bei der so gestörten Vergleichseinheit 31 nicht erkannt werden. Die Vergleichseinheit 31 müßte also streng genommen nochmals Uberwacht werden.
• Diese alternierende Anzeige der MeJ3werte an doppelt ausgefUhrten Anlagen bzw. Anlagegruppen ist nicht nur Dei der Stückzählanlage, wie hier im Beispiel beschrieben, sondern z. B. auch bei der Gewichtsanzeige bei Waagen oder davon abgeleiteten Meßgeräten, wie Preis, Dichte, Prozentwerte etc.
• anzuwenden.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Zählwiegeanlage zur Bestimmung der Stückzahl aus dem Gesamtgewicht ailer Teile und dem Teilegewicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahlenwert des Gewichtswertes der Gesamtmenge aller Teile in eine entsprechende Anzahl von Impulsen (Taktgenerator 5, Tor 7, Zähler 3) umgewandelt und diese Impulszahl mittels eines Teilers (Zähler 4), dessen Unterteilungsfaktor entsprechend dem Gewichtswert eines Teiles einstellbar ist, in gleiche Impulsgruppen unterteilt wird und fUr jede Impulsgruppe ein Impuls in einem Zuhler (6) aufsummiert wird.

2. Zählwiegeanlage nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsummierung im Zähler (6) repetierend vorgenommen wird und der Zdhlerstand am Ende der Aufsummierung in einem Speicher (8) wdhrend des Zählzyklusses abgespeichert wird.

3. Zählwiegeanlage nach Anspruch 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß nach Abspeicherung des Wertes im Zdhler (6) im Speicher (8) sofort eine neue Einstellung der Zahler (3) und (4) von den Gewichtswerten der Waagen (1) und (2) oder Tastatur (2a) erfolgt und die Auslösung des Zählzyklusses sofort wieder gestartet wird.

4. Zählwiegeanlage nach Ansprüchen1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß an dem Speicher (8) eine digitale Anzeige (9) fest angekoppelt ist, die mitlaufend die Anzahl der Teile anzeigt.

5. Zählwiegeanlage nach Ansprüchen 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahler (3) zu Beginn des Meßzyklusses auf die Zehnerergänzung des dem Gewichtswert der Menge al ler Teile entsprechende Zahl gesetzt wird und der Zahler (4) auf die Zehnerergdnzung des Stückgewichtes gesetzt wird, und nach Einstellung beider Zähler (3) und (4) die Impulse des Taktgenerators (5) gleichzeitig dem Zähler (3) und Zähler (4) zugeführt werden und die Übertragimpulse des Zählers (4) in einem weiteren Zähler (6) so lange auf summiert werden, bis der Übertragsimpuls des Zählers (3) die Zufuhr der Taktimpuls sperrt.

6. Zählwiegeanlage nach Anspruch 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Zahler(3, 4,)Vor- Rückzähler sind und ein Vor- RUckzdhler (3) zu Beginn des Meßzyklusses auf die dem Gewichtswert der Anzahl aller Teile entsprechende Zahl und ein Vor- Rückzähler (4) auf die des Stückgewichtes entsprechende Zahl gesetzt wird und daß die beiden Vor-RUckzdhler (3, 4) die Impulse des Taktgenerators (5) gleichzeitig auf den RUckwartskonal zugefUhrt bekommen und die Übertragimpulse (von 0 noch 9) des Vor- RUckzahlers (4) in einen weiteren Zähler (6) solange aufsummiert werden, bis der Ubertragimpuls des Vor- RUck2uhlers (3) die Zufuhr der Taktimpulse sperrt.

7. Zählwiegeanlage nach Ansprüchen 1. bis 6., dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zähler (3) ein Unterteiler (20) geschaltet ist, der auf die Anzahl der Teile, die zur Mittelwertsbildung benutzt werden, einstellbar ist und die gesamte Impulszahl durch das Tor (7) um den im Unterteiler (20) eingestellten Wert vervielfacht.

8. Zdhlwiegeanloge nach Ansprüchen 1. bis 6., dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz des Taktgenerators (5) so hoch gelegt wird, daß der abgespeicherte und angezeigte Wert des Zählers (6) an der Digitalanzeige (9) als quasi stehende Zahl erscheint.

9. Zählwiegeonloge nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der Zdhlanfage durch ein Prufprogramm mit fest vorgegebenen Werten überprüft wird.

10. Zählwiegeanlage nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß aus SicherheitsgrUnden einzelne Baugruppen parallelarbeitend ausgeführt sind und eine Vergleichseinheit (31) beide auf Identitat UberprUft.

11. Zählwiegeanlage nach Ansprüchen 1. und 10., dadurch gekennzeichnet, daß alle Baugruppen bis zum Speicher (8) doppelt (zweikanalig) aufgebaut sind und durch eine Steuerung (2o") die Digitalanzeige (9a) alternierend auf die beiden Speicher (8', 8 ") geschaltet wird.

L e e r s e i t e