DE2320612C3

DE2320612C3 - Method and arrangement for monitoring and / or controlling repetitive filling processes

Info

Publication number: DE2320612C3
Application number: DE19732320612
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing 3001 Schulenburg Heimbrecht
Original assignee: Bahlsen, Werner, 3000 Hannover
Filing date: 1973-04-24
Publication date: 1978-02-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und/oder Steuerung von sich wiederholenden Abfüllwägungen, bei dem man alle oder einen Teil der abgefüllten oder abgemessenen Portionen mißt, die Meßwerte speichert und daraus eine statistische Größe mittels eines summenbildenden Rechners errechnet.The invention relates to a method for monitoring and / or controlling repetitive Filling weighing in which all or part of the filled or measured portions are measured Stores measured values and uses a calculator to calculate a statistical value from them.

Aus einem Artikel in »meßtechnik«, 5/68, Seite 117 bis 120, ist die Verwendung von Kontrollwaagen mit angeschlossenem Schieberegister bekannt. Dabei wird zwar die Verwendung eines Schieberegisters als Speicher beschrieben, jedoch nur, um bei der Wägung einer Einzelpackung das vorher gewogene Taragewicht vergleichen zu können. Es wird jedoch nicht angegeben, wie die statistische Größe gebildet werden soll.From an article in "meßtechnik", 5/68, page 117 bis 120, the use of checkweighers with an attached shift register is known. It will although the use of a shift register as a memory is described, but only for the purpose of weighing to be able to compare the previously weighed tare weight of a single pack. However, it is not specified how the statistical quantity should be formed.

Demgegenüber hat die Erfindung die Aufgabe, mit einer Anordnung der obengenannten Art spezielle statistische Operationen durchführen zu können, die eine gleitende Mittelwertbildung über eine größere, festgelegte Zahl von Messungen voraussetzt.In contrast, the invention has the object with an arrangement of the above type special to be able to carry out statistical operations that generate a moving average over a larger, requires a specified number of measurements.

Gleitende Mittelwertbildung bedeutet, daß ein einmal über η Größen gebildeter Mittelwert bei jeder neuen Messung angepaßt werden muß. Dies war bisher nur bei Verwendung sehr großer Rechner mit großer Speicherkapazität möglich.Moving mean value formation means that a mean value formed once over η sizes for each new Measurement must be adjusted. So far, this has only been the case when using very large computers with a large storage capacity possible.

Zwar ist die Verwendung von Kleinrechnern im Zusammenhang mit Kontrollwaagen bekannt. Zur Bildung eines gleitenden Mittelwertes über eine größere Anzahl von z. B. tausend Messungen sind solche Rechner aber nach den bisher üblichen Methoden nicht in der Lage, weil dazu ihre Speicherkapazität nicht ausreicht.The use of small computers in connection with checkweighers is known. To the Formation of a moving average over a large number of z. B. a thousand measurements are such However, computers are not able to do so using the methods commonly used up to now, because their storage capacity is unable to do so sufficient.

ίο Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß man laufend einen gleitenden Mittelwert aus den jeweils π letzten Wert bildet, indem man jeweils nur die //letzten Meßwerte gespeichert hält und jeden neu anfallenden Meßwert einerseits dem Speicher und andererseits dem summenbildenden Rechner addierend zuführt und dem Rechner gleichzeitig den aus dem Speicher entnommenen, um η Messungen zurückliegenden Meßwert subtrahierend zuführt.ίο The object of the invention is achieved by continuously forming a moving average from the respective last π value by storing only the // last measured values and adding each new measured value to the memory on the one hand and to the calculating computer on the other hand at the same time supplies the computer with the measured value taken from the memory and subtracted by η measurements.

Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, daß es für die Bildung des gleitenden Mittelwertes auch über eine sehr große Anzahl η von Messungen gar nicht nötig ist, daß der Rechner ständig Zugriff zu allen η gespeicherten Meßwerten hat. Wenn der Rechner einmal die ersten η gespeicherten Meßwerte aufsummiert hut, dann braucht er zur ständigen Anpassung des Mittelwertes an die folgenden Messungen nur noch zwei Zahlen: den jeweils neuen Meßwert und den um η Messungen zurückliegenden. Die jeweils dazwischenliegenden Meßwerte brauchen momentan nicht verfügbar zu sein..The invention is based on the knowledge that for the formation of the moving average value, even over a very large number η of measurements, it is not at all necessary for the computer to have constant access to all η stored measured values. Once the computer has added up the first η stored measured values, it only needs two numbers to continuously adapt the mean value to the following measurements: the new measured value and the previous η measurements. The measured values in between do not need to be available at the moment.

Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Kontrollwaage, deren Ausgang an ein Schieberegister als Speicher angeschlossen ist, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollwaage außerdem direkt an einen addierenden Eingang des summenbildenden Rechners und der Ausgang des Schieberegisters an einen subtrahierenden Eingang des Rechners angeschlossen ist.An arrangement for carrying out the process with a checkweigher, the output of which is sent to a Shift register is connected as a memory, is characterized according to the invention in that the Checkweigher also directly to an adding input of the totalizing computer and the Output of the shift register is connected to a subtracting input of the computer.

Durch eine derartige Anordnung ist es möglich, mit einem kleinen summenbildenden Rechner und einem dem Rechner vorgeschalteten Schieberegister von π Speicherplätzen eine gleitende Mittelwertbildung über η laufende Messungen vorzunehmen. Dabei ist lediglich ein Rechner erforderlich, dessen Speicherka-Such an arrangement makes it possible to use a small calculator that calculates the sums and a shift register of π storage locations connected upstream of the computer to carry out a sliding mean value formation over η continuous measurements. All that is required is a computer with a memory

pazitäl ausreicht, um η (ζ. B. tausend) Zahlen zu addieren und dann jeweils eine weitere Zahl zu addieren und eine Zahl zu subtrahieren.Capacity is sufficient to add η (ζ e.g. a thousand) numbers and then add another number and subtract one number.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 6 beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are described in dependent claims 3 to 6.

Anhand der Zeichnung, die schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zeigt, wird die Erfindung näher erläutert.Based on the drawing, which schematically shows an embodiment of an arrangement according to the invention, the invention is explained in more detail.

Die Abfüllwaage 1 einer Abfüllanlage füllt Gut beliebiger Konsistenz, z. B. flüssig, breiig, rieselfähig,The filling scale 1 of a filling system fills goods of any consistency, e.g. B. liquid, pulpy, pourable,

stückig, in (nicht dargestellte) Packungen. Die Abfüllwaage 1 arbeitet in bekannter Weise selbsttätig, d. h. die Füllung der Packung wird beendet, wenn das Gewicht der Packung einen an der Waage 1 einstellbaren Sollwert überschreitet. Die (nicht dargestellten) Packungen werden von einem Förderband 2 einer Kontrollwaage 3 zugeführt. Hier wird jede einzelne Packung nachgewogen. Die analogen Ausgangssignale der Kontrollwaage 3 werden im Analog-Digitalwandler 4 in digitale Form umgesetzt, leder einzelne Meßwerl wirdin pieces, in packs (not shown). The filling scale 1 works automatically in a known manner, d. H. the Filling of the pack is ended when the weight of the pack is adjustable on the scale 1 Exceeds setpoint. The packs (not shown) are carried by a conveyor belt 2 of a checkweigher 3 supplied. Every single pack is weighed here. The analog output signals of the Checkweighers 3 are converted into digital form in the analog-digital converter 4, and individual measuring values are used

einerseits direkt einem suinmenbildenden Rechenwerk 5 und andererseits einem Verzögerungsspeicher 6 zugeführt, der Plätze zur Speicherung von η Meßergebnissen aufweist. Der Ausgang des Speichers 6 ist miton the one hand it is fed directly to an arithmetic logic unit 5 which forms the sum and on the other hand to a delay memory 6 which has spaces for storing η measurement results. The output of the memory 6 is with

negativen Vorzeichen an das Addierwerk 5 angeschlossen. Im Addierwerk werden zunächst die ersten η Meßwerte addiert. Dann ist auch der Speicher gefüllt und beim (n+ 1). Meßwert wird dieser dem Addierwerk 5 und dem Speicher 6 zugeführt, während gleichzeitig der erste Meßwert aus dem Speicher 6 wieder ausgespeichert wird und im Addierwerk 5 subtrahiert wird. Am Ausgang des Addierwerks 5 hat man deshalb laufend die Summe über die jeweils η zurückliegenden Meßergebnisse, und beim Eintreffen jedes neuen Meßwertes wird durch Hinzufügen des neuen Meßwertes und Subtrahieren des um /) Messungen zurückliegenden Meßwertes die Summe gewissermaßen ständig auf den letzten Stand gebracht.negative sign connected to the adder 5. First, the first η measured values are added in the adder. Then the memory is also filled and at (n + 1). The measured value is fed to the adder 5 and the memory 6, while at the same time the first measured value is stored again from the memory 6 and is subtracted in the adder 5. At the output of the adder 5, the sum of the previous η measurement results is always available, and when each new measured value arrives, the sum is kept up to date, as it were, by adding the new measured value and subtracting the previous measured value.

Durch Multiplikation mit Mn in einer Multiplikationsstufe 7 erhält man aus der gebildeten Summe den Mittelwert über η Messungen. Diese Multiplikation kann auch vor dem Addierwerk 5 erfolgen oder, wie erwähnt, durch eine Kommaverschiebung ersetzt werden. Dieser Mittelwert als Resultat der statischen Berechnung kann in einem Anzeigewerk 8 optisch angezeigt und/oder in einem Registrierwerk 9 registriert werden, was beides analog oder digital erfolgen kann. Vor allem aber kann das Rechenergebnis, wie durch die Rückkopplungsschleife 10 angegeben, zur selbsttätigen Sollwcrtverstellung der Abfüllwaage 1 dienen. Falls erforcici lieh, kann in der Rückkopplungsschleife 10 ein Digital-Analogumwandler angeordnet werden.By multiplying by Mn in a multiplication stage 7, the mean value over η measurements is obtained from the sum formed. This multiplication can also take place before the adder 5 or, as mentioned, can be replaced by a decimal point shift. This mean value as a result of the static calculation can be displayed optically in a display unit 8 and / or registered in a registration unit 9, which can be done either in analog or digital form. Above all, however, the calculation result, as indicated by the feedback loop 10, can be used for the automatic setpoint adjustment of the filling scale 1. If necessary, a digital-to-analog converter can be arranged in the feedback loop 10.

Was vorstehend für die Berechnung des Mittelwertes als Beispiel erläutert wurde, gilt analog auch für die Berechnung anderer statischer Größen, die eine Summenbildung voraussetzen, z. B. für die Berechnung der Streuung, d. h. des Mittelwertes der quadratischen Abweichungen vom Mittelwert, oder der Anzahl der Meßwerte, die unter der Π/1-Grenze liegen, od. dgl. Entsprechend kann der Rechner 5 auch mehr als eine Addierstule oder andere Rechenstufen umfassen. Insbesondere für die Berechnung der Streuung, die ja die Berechnung des Mittelwertes voraussetzt undWhat was explained above as an example for the calculation of the mean also applies analogously to the Calculation of other static variables that require a total, e.g. B. for the calculation the spread, d. H. the mean of the squared deviations from the mean, or the number of Measured values that are below the Π / 1 limit, or the like. Accordingly, the computer 5 can also include more than one adding column or other computing stages. In particular for the calculation of the scatter, which requires the calculation of the mean value and

ίο deshalb eine zweimalige rechnerische Behandlung und .Summenbildung der Meßwerte erforder.. ist das erfindungsgemäße Verfahren von besonderem Vorteil. Bei ihm kann der berechnete Mitie'wert bei jedem Eintreffen eines Meßwertes gleichzeitig zur Berechnung der Streuung verwendet werden. Diese Streuungswerte können nach demselben Verfahren gemitteh werden, so daß man nach einer Einschwingzeit von der Größe der Meüwerteanzahl η sowohl den Mittelwert als auch die Streuung fortlaufend ohne Zeitverlust zur Verfugung hat.ίο therefore a two-time computational treatment and .Suming the measured values required .. the method according to the invention is of particular advantage. With it, the calculated Mitie 'value can be used at the same time to calculate the scatter each time a measured value is received. These scatter values can be averaged using the same method, so that after a settling time of the size of the number of measured values η, both the mean value and the scatter are continuously available without any loss of time.

Das zur Regelung der Abfüllanlage verwendete Signal kann auch durch geeignete Verknüpfung von mehreren erfindungsgemäß ermittelten statistischen Größen gebildet sein, beispielsweise aus dem Mittelwert und der Streuung oder aus dem Mittelwert und dem Prozentsatz der TUX -Unterschreitungen od. dgl. The signal used to regulate the filling system can also be formed by suitably combining several statistical variables determined according to the invention, for example from the mean value and the scatter or from the mean value and the percentage of the TUX underflows or the like.

Falls die Kontrollwaage 3 eine Einrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaften Packungen aufweist, ist diese vorzugsweise so eingerichtet, daß dann auch die zugehörigen Meßwerte unterdrückt und nicht dem Rechner 5 und Speicher 6 zugeführt werden.If the checkweigher 3 has a device for separating out defective packs, is this is preferably set up in such a way that the associated measured values are then also suppressed and not the Computer 5 and memory 6 are supplied.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for monitoring and / or controlling repetitive filling weighings, in which all or part of the filled or measured portions are measured, the measured values are stored and a static value is calculated from them by means of a totalizing computer, as characterized in that one is continuously Forms the moving average of the last measured values in each case by only keeping the last η measured values stored and adding each new measured value to the memory on the one hand and to the calculating computer on the other hand, and at the same time taking the η measurements back from the memory from the computer Subtracting the measured value.

2. Arrangement for performing the method according to claim 1 with a checkweigher, whose Output is connected to a shift register as a memory, characterized in that the Checkweigher (3) also directly to an adding input of the calculating computer (5) and the output of the shift register (6) to a subtracting input of the computer (5) connected.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the checkweigher (3) is an analog-digital converter (4) is connected downstream.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the summing computer (5) is connected upstream or downstream of a multiplication stage (7) multiplying by the factor Mn.

5. Arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that the computer (5) except the summation stage has further stages for the formation of statistical values.

6. Arrangement according to one of claims 2 to 5, characterized by a device for suppression individual measurement results before they are fed to the computer (5) and shift register (6).