DE2454304A1 - Verfahren und anordnung zur bestimmung der statischen streuung einer gemessenen eigenschaft aufeinanderfolgender einheiten von verarbeitetem material - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing, F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

DXIII ■ _m 8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Industrial Nucleonics Corporation! 650 Aekerman Road, Columbus, Ohio 45202

Verfahren und Anordnung zur Bestimmung ä.e^ statistischen Streuung einer gemessenen Eigenschaft aufeinanderfolgender Einheiten τοη verarbeitetem Material

Die vorliegende Erfindung besieht sieh auf ein Verfahren und eine Anordnung »ur Bestimmung der statistischen Streuung einer gemessenen Eigenschaft aufeinanderfolgender Einheiten von verarbeitetem Material, insbesondere but kontinuierlichen und automatischen Festlegung der Eigenschaften von »sah bewegenden Materialien, wie sie beispielsweise in kontinuierlichen automatischen Bereteilungsprosessen bearbeitet werden· Speziell handelt es sich dabei um ein Verfahren und eine Anordnung zur dynamischen Regelung eines Sollwertes als Funktion der Streuung der festge-' . - 2 -

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legten Eigenschaft.

In vielen kontinuierlichen Herstellungsprozeeeen wird eine bestimmte Eigenschaft des bearbeiteten Material» derart festgelegt, daß sie oberhalb oder unterhalb einer bestimmten Grenzgröße liegt, ohne daß dabei eine ine gewicht fallende Materialmenge anfällt, bei welcher die Eigenschaft außerhalb der Grenze liegt. Es ist generell wünschenswert, daß die Eigenschaft so nahe wie möglich bei der Grenze liegt ohne dabei diese Grenze zu überlaufen« Der Prozeß kann dabei zwangsläufig nicht so genau geregelt werden, daß die Eigenschaft genau den gewünschten Wert besitzt· Im geregelten Prozeß streut vielmehr die Größe der Eigenschaften für verschiedene Abschnitte des Materials um den Sollwert, wobei der Sollwert diejenige Größe der Eigenschaft ist, auf welche eine Regelanordnung zur Einregelung der Eigenschaft programmiert ist·

Ein Verfahren, bei dem derartige Verhältnisse auftreten, ist ein Verfahren zur Herstellung von Zigaretten, wobei es wünschenswert ist, daß (jede Zigarette einen Inhalt an Tabak von wenigstens einem bestimmten Minimalgewicht enthält. Gleichzeitig ist es dabei wünschenswert, daß jede Zigarette nicht mehr als nötig Tabak enthält, um jeweils sicherzustellen, daß nicht zu viele Zigaretten ein unter das Minimum fallendes Gewicht besitzen· Wird diese Forderung nicht eingehalten, so wird eine überschüssige Menge an brauchbarem Tabak verbraucht· Sie dabei entstehenden Zigaretten können so viel Tabak enthalten, daß ihre Qualität nachteilig beeinflußt wird. Ist eine bestimmte Streuung des Tabakgehalts in den bearbeiteten Zigaretten vorgegeben, so kann der Sollwert der Regelanordnung um einen solchen Betrag über der unteren Grenze eingestellt werden, daß lediglich ein bestimmter kleiner Bruchteil an Zigaretten einen geringeren Tabakinhalt besitzt. Wird der Sollwert höher eingestellt, so ist die Anzahl der Zigaretten, welche di« Nora nicht erfüllen noch !deiner. Gleichzeitig wird dabei aber aehr Tabak verbraucht. Ein vernünftiger Sollwert ist jedenfalls dann gegeben, wenn der sieh

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aus defekten Zigaretten (auch wenn diese erneut bearbeitet werden können) ergebende Aufwand kleiner als die Kosten für zusätzlichen Tabak ist.

Es ist bekannt, daß die Streuung einer Eigenschaft sich für nahezu jedes bearbeitete Material von Zeit zu Zeit ändern kann, auch wenn die Eigenschaft sorgfältig eingeregelt wird· Diee kann beispielsweise durch Abnutzung der geregelten Vorrichtung oder durch Änderungen in den Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials, wie beispielsweise Sichte, Partikelgröße und feuchtigkeitsgehalt bedingt sein. Darüber hinaus ist in jeder Regelung selbst eine Streuung vorhanden, welche sieh aus üngenauigkeiten und Änderungen in für die Regelung verwendeten Messanordnungen ergibt. Aufgrund dieser sich ändernden Streuung in der Eigenschaft des bearbeiteten Materials ist ein einsiger fester Sollwert für alle Bedingungen nicht die beste Lösung. Es ist daher bekannt geworden, die Streuung der eingeregelten Eigenschaft von Zeit zu Zeit zu bestimmen und danach den Sollwert geeignet einzujustieren. Aus der US-Patentschrift 3 515 860 ist es beispielsweise bekannt, diese Funktion automatisch durch Computer zu realisieren. Eine derartige Computer-Regelung ist speziell dann wirksam, wenn ein einsiger Computer gleichzeitig zur Regelung dner Anzahl von Maschinen, Verfahren oder Eigenschaften benutzt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren speziell zur Regelung einer einzigen Eigenschaft eines durch eine einzige Maschine oder in einem einzigen ProzeB bearbeiteten Produkts auf kontinuierlicher Basis im Gegensatz zu einem Simultanverfahren anzugeben· DarUber hinaus soll eine entsprechend einfache Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens angegeben werden»

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Axt erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Meßsignale, welche ein Maß für die Eigenschaft sind, mit einem ersten Sehwellwert-

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signal verglichen werden und eine Anzeige dafür erzeugt wird, ob die Meßsignale das erste Schwellwertsignal übersteigen oder nicht übersteigen,

daß das erste Schwellwertsignal mit einem solchen Wert erzeugt wird, daß ein erster vorgegebener Bruchteil der Meßsignale das erste Schwellwertsignal übersteigt, daß die Meßsignale mit einem zweiten Schwellwertsignal verglichen werden und eine Anzeige dafür erzeugt wird, ob die Meßsignale das zräte Schwellwertsignal übersteigen oder nicht übersteigen,

daß das zweite Schwellwertsignal mit einem solchen Wert erzeugt wird, daß ein zweiter vorgegebener Bruchteil der Meßsignale das zweite Schwellwertsignal übersteigt, und daß das erste und zweite Schwellwertsignal zur Erzeugung einer Anzeige der Streuung der gemessenen Eigenschaften differentiell kombiniert werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Anordnung zur Durchführung des vorstehend definierten Verfahrens durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

einen ersten Diskriminator zum Vergleich von ein Maß für die Eigenschaft darstellenden Meßsignalen mit einem ersten Schwellwertsignal und zur Erzeugung eines ersten DiskriMinator-Ausgangssignals, das eine Anzeige dafür darstellt, ob die Meßsignale das erste Schwellwertsignal übersteigen oder nicht übersteigen,

einen auf das erste Diskriminator-Ausgangssignal ansprechenden Rückkoppelkreis zur Erzeugung des ersten Schwellwertsignale mit einem solchen Wert, daß ein erster vorgegebener Bruchteil der Meßsignale das erste Schwellwertsignal übersteigt, einen zweiten Diskriminator ζυα Vergleich der Meßeignale mit einem zweiten Schwellwertsignal und zur Erzeugung eines zweiten Diskriminator-Ausgangssignale, das eine Anzeige dafür darstellt, ob die Meßsignale das zweite Schwellwerteignal übersteigen oder nicht übersteigen,

einen auf das zweite Dißkriminator-Ausgangeeignal ansprechenden

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Rückkoppelkreis zur Erzeugung des zweiten Schwellwertsignals mit einem derartigen Wert, daß ein zweiter vorgegebener Bruchteil der Meßsignale das zweite Schwellwertsignal übersteigt, und einen Kombinationskreis zur differentiellen Kombination des ersten und aweiten Schwellwertsxgnals zwecks Erzeugung eines Streuungssignals, das ein Maß für die Streuung der gemessenen Eigenschaft ist.

Beim Verfahren und der Anordnung nach der Erfindung wird eine Eigenschaft eines bearbeiteten Material gemessen, um Meßsignale zu erzeugen, welche unabhängig von der Geschwindigkeit des Bearbeitungsprozesses sind. Diese Meßsignale werden mit zwei Diskriminatorwerten verglichen, welche automatisch jeweils so eingestellt werden, daß zwei gegebene Bruchteile der Signale den entsprechenden Diskriminatorwert übersteigen· Sodann wird die Differenz der Diskriminatorwerte als Anzeige der Streunng der gemessenen Eigenschaft gemessen· Darauf wird ein zu dieser Differenz proportionales Signal erzeugt, wobei der Proportionnalitätsfaktor von dem gewünschten Bruchteil des Materials abhängt, welcher ermöglicht, daß die eingeregelte Eigenschaft außerhalb eines Grenzwertes liegt· Dieses Proportionalsignal wird einem Signal hinzuaddiert, das dem Grenzwert entspricht, um im Bedarfsfall entweder einen Sollwert bzw« ein Zielsignal oder ein Sollwert-Abweichungssignal zu erzeugen.

Durch das Verfahren und die Anordnung nach der Erfindung erfolgt eine automatische und kontinuierliche Peststellung der Streuung einer gemessenen Eigenschaft des Verarbeiteten Materials sowie eine automatische Regelung des Prozesses, um einen gegebenen Bruchteil des verarbeiteten Materials auf der richtigen Seite eines Grenzwerts zu halten·

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert· Es zeigt:

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Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer kontinuierlichen Bearbeitungsvorrichtung mit einer Anordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm der Streuung einer gemessenen Eigenschaft von bearbeiteten Materialien unter zwei verschiedenen Bedingungen-, wobei der Regel-Sollwert festgelegt ist;

Fig. 3 ein weiteres Diagramm der Streuung derselben Eigenschaft derselben bearbeiteten Materialien unter denselben beiden Bedingungen unter Ausnutzung der automatischen Regelung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 ein Schaltbild der automatischen Regelanordnung der Vorrichtung nach Fig. Λ durch die eine automatische Zieleinstellung möglich ist; und

Fig. 5 ein Schaltbild der Signalverarbeitungskreise der Regelanordnung nach den Fig. 1 und 4 zur Erzeugung von Meßsignalen, welche von der Proz ßgeschwindigkeit unabhängig sind.

Die vorliegende Erfindung kann überall da zur Anwendung kommen, v/o regelbare Eigenschaften eines in einem kontinuierlichen Prozeß bearbeiteten Materials geregelt werden sollen. Fig. 1 zeigt die Anwendung auf einen speziellen Prozeß, nämlich die Herstellung von Zigaretten, wobei speziell die Masse pro Längeneinheit von Tabak, das heißt, die Tabakmenge in Zigaretten geregelt wird. Die Bearbeitungsvorrichtung nach Fig. 1 enthält eine Zuführungsvorrichtung 20 für Rohmaterialien, beispielsweise von geschnittenem Tabak, welcher in einem Strom 22 über einen Förderer 24 in eine Bearbeitungsstation 26 eingebracht wird. In dieser Bearbeitungsstation 26 wird eine Eigenschaft des Produktes eingestellt und eingeregelt; dabei wird beispielsweise die Masse pro Längeneinheit von Tabik im Produkt durch ein rotierendes Messer 28 eingestellt. Dieses Messer

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arbeitete in konventioneller Weise, um den Querschnitt des Tabakstroms durch Abschneiden von überschüssigem !Tabak einzustellen. Dadurch wird ein gleichmäßiger Tabakstrom 50 erhalten. Diese^gleichmäßige Tabakstrom 50 wird sodann durch eine Stabformervorrichtung 52 geführt, welcher ihn in konventioneller Weise in einen Zigarettenstab 54 überführt, wobei gleichzeitig eine Umwicklung mit Papier erfolgt. Der Stab 54 wird dann durch einen Förderer 56 an einer Meßstation 58 vorbeigeführt, in der die einzuregelnde Eigenschaft, im vorliegenden Beispiel die Hasse pro Längeneinheit durch eine konventionelle Betameßvorrichtung 40 gemessen wird. Diese Beta-Meßvorrichtung 40 enthält auf einer Seite des Stabes eine Beta-Strahlen aussendende Quelle 42 und auf der anderen Seite des Stabes einen Beta-Strahlendetektor, wie beispielsweise eine Ionisationskammer. Der Zigarettenstab 54 wird sodann durch eine Schneidmaschine 44 geführt, welche den Stab in einzelne Zigaretteneinheiten 46 zerschneidet. Diese Einheiten 46 können zur Bildung fertiger Zigaretten weiter bearbeitet werden, wobei beispielsweise Filterspitzen aufgesetzt werden. Diese Zigaretten 40 werden durch einen Förderer zu einer Sortiervorrichtung 50 transportiert, welche das Produkt in konventioneller Weise klassifiziert und es auswirft oder in anderer Weise weiterbehandelt. Beispielsweise kann die Sortiervorrichtung 50 alle Zigaretten auswerfen, in denen die Masse an !Tabak pro Zigarette unter eine bestimmte Norm fallt. Bei der Sortiervorrichtung 50 kann es sich beispielsweise um einen Typ handeln/» wie er in der üS-Pantentschrift 5 616 901 beschrieben ist·

Wie bei der konvationellen Herstellung von Zigaretten oder bei anderen Prozessen üblich« wird das ein Maß für die zu regelnde Eigenschaft darstellende Meßsignal von der Beta-Meßvorrichtung 40 auf einen legier 52 gegeben» indem es mit einem Sollwert verglichen wird« welcher der gewünschten Größe der zu regelnden Eigenschaft entspricht. Der Begier erzeugt ein entsprechendes Regelßignal, das auf das Messer 28 gegeben wird« um die Differenz

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zwischen der festgestellten Größe der Eigenschaft und dem entsprechenden durch den Regler gegebenen Sollwert zu reduzieren.

Die insoweit beschriebene Bearbeitungs- und Regelvorrichtung ist konventioneller Art. Wie bekannt, kann die geregelte Eigenschaft, das heißt, die Masse pro Längeneinheit aus mehreren Gründen nicht exakt auf dem gewünschten Wert gehalten werden. Bei diesen Gründen handelt es sich "beispielsweise um Änderungen der Eigenschaften der Ausgangsmaterialien beispielsweise um Änderungen von deren Dichte» Größe und Feuchtigkeitsgehalt. Weiterhin ergeben sich Abweichungen aus den Eigenschaften der Regelschleife und aus statistischen Fehlern in der Meßvorrichtung. Daraus ergibt sich eine Streuung der geregelten Eigenschaften um diejenige Größe, welche dem Sollwert entspricht. Diese Streuung ist in Fig. 2 dargestellt, welche die relative Anzahl von Längeneinheiten jeder Größe der gemessenen Eigenschaft als Funktion der gemessenen Eigenschaft für zwei verschiedene Regelbedingungen zeigt. In diesem Diagramm nach Fig. 2 ist auf der X-Achse die gemessene Größe der Eigenschaft, beispielsweise die Masse pro Längeneinheit im Falle der Zigarettenherstellung aufgetragen· Auf der X-Achse ist die relative Anzahl von Einheiten aufgetragen, welche 3ede mögliche Größe der gemessenen Eigenschaft besitzen.

Eine Kurve 54 repräsentiert einen Fall, in dem die Eigenschaft relativ gut geregelt ist, da die Masse pro Längeneinheit der entsprechenden Längeneinheiten in den meisten Fällen relativ nahe bei einem zentralen Wert bzw. einem Mittelwert liegt, welcher dem Sollwert des Reglers entspricht· Dieser Sollwert wird in der Maschine durch eine Bedienungsperson auf den gewünschten Nennwert Xq eingestellt· Die Kurve 54 ist als Funktion von χ durch den Zusammenhang

gegeben. Dabei handelt es sich um eine Glockenkurve, welche nach

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der normalen statistischen Verteilung verläuft. Eine Kurve 56 stellt eine weitere !funktion von χ

dar, wobei die Eigenschaft nicht so genau geregelt und die Streuung daher größer ist. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß die Werte nicht so eng um den Nenn-Sollwert Xq verteilt sind.

Bei vielen Herstellungsprozessen soll die einzuregelnde Eigenschaft des zu bearbeiteten Materials nicht nahe an einem Sollwert sondern besser oberhalb eines bestimmten Gmzwertes oder wenigstens ein bestimmter gemessener Bruchteil des Produktes oberhalb dieses Grenzwertes liegen. Ein derartiger Grenzwert ist in !"ig. 2 als Wert X^ eingetragen. Wie aus Pig. 2 zu ersehen ist, liegt praktisch das gesagte unter den Bedingungen nach der Kurve 5^ bearbeitete Material oberhalb dieses Grenzwertes, während eine wesentliche Menge des Materials, das unterden Bedingungen nach der Kurve 56 bearbeitet ist, unterhalb dieses Grenzwertes liegt. Es versteht sich von selbst, daß ein wesentlicher Teil des Produkts schlecht ist, wenn eine wesentliche Menge des bearbeiteten Materials unterhalb des Grenzwertes X^ liegt. Es ist daher zweckmäßig, den Sollwert anzuheben, um die Eigenschaft um einen höheren zentralen Punkt verteilt einzuregeln. Bei den. durch die Kurve 56 gegebenen Verhältnissen stellt ein Punkt Xjo auf der x-Achse den Punkt auf der Kurve dar, unter dem der Bruchteil des bearbeiteten Materials liegt, welcher als schlecht zu erwarten ist. Das bedeutet, daß die Regelung dann gut ist, wenn der Sollwert vom Punkt Xq auf einen solchen Wert angehoben wird, daß der Punkt Xj^ mit der Grenze Xj₁ zusammenfällt. Diese Verhältnisse sind in Hg. 5 durch eine Kurve 58 gegeben.

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Die Kurve 58 nach Fig. 5 ist mit der Kurve 56 nach Fig. 2 identisch und zeigt die Streuung der geregelten Eigenschaften unter den durch die Kurve 58 gegebenen Bedingungen mit der Ausnahme, daß der mit Xgp₂ bezeichnete Sollwert um einen Betrag Δ^χβρ2 verschoben ist. Dieser Betrag der Verschiebung entspricht der Differenz zwischen X^ und X^₂. Daher gilt:

~ ^XL2 (3)

Der korrigierte Sollwert Xgp₂ *^{st £}^^r &i^ese Bedingungen daher durch folgende Beziehung gegeben:

x_SP2 - x₀ *Ax_SP2 -X₀ ^{+ 1}L-³⁵X₂ <♦>

Die Kurve 58 ist daher um den BetragÄ^xgp₂· weld¹⁶¹" gleich der Differenz zwischen X^ und X^₂ ist» nach rechts verschoben. Die Kurve 58 stellt daher dieselbe Funktion von· χ + Xr - Xj₁₂ wie die durch die Kurve 56 gegebene Funktion von χ dar. Diese Funktion ist daher:

_{Σ B} f2 (χ χ X₁ - X_L2) (5)

Es ergibt sich weiterhin, daß der Regelpunkt für die durch die Kurve 5^ gegebenen Bedingungen zu hoch eingestellt ist. Unter diesen Bedingungen wird eine gröfiere Masee an Material verbraucht, als dies zur Einhaltung des gewünschten Bruchteils des verarbeiteten Materials oberhalb der Grenze erforderlich ist· Es kann beispielsweise wünschenswert sein, daß der Sollwert nur so hoch eingestellt ist, daß das gesamte Material unterhalb des Punktes auf der Kurve 5^» welcher dem x-Wert Xj... entspricht unter die Grenze X^ fällt· Das bedeutet, daß es beispielsweise aus Wirtschaftlichkeitsgründen wünschenswert sein kann, den Sollwert um einen Betrag AXgp^ nach unten zu verschieben, welcher gleich der Differenz zwischen Xj. und Xt ist, damit der Punkt Xj^ mit der Grenze X^ zusammenfällt. Dabei gilt« - 11 -

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Der korrigierte Sollwert Xgp^ ist für diese Bedingungen daher gleich

^XSP1 · ^XO ⁺ *^XSP1 ^{β 2}O ^{+ X}L ~

Diese Verhältniese sind in Fig. 3 durch eine Kurve 60 gegeben, welche dieselbe Punktion χ + X^ - X^ wie die durch die Kurve gegebene Funktion vom χ ist· Es gilt:

Slar viele Prozeßbetriebsbedingungen ist es wünschenswert, daß für alle Betriebsbedingungen derselbe Bruchteil an schlechtem Material erhalten wird. Dies ergibt sich aus den Fig· 2 und 3» in denen derselbe Bruchteil des gesamten Materials auf der linken Seite des Wertes Xt,. bzw· X^ liegt. Andere Prozesse können einen komplexeren Zusammenhang erforderlich machen.

Unter bestimmten Bedingungen ist:es möglich, durch sorgfältige Messungen die vollständigen Kurven 54 und 56 zu bestimmen und daraus die entsprechenden Punkte X_x. und X^₂ festzulegen, welche den gewünschten schlechten Bruchteil markieren. Andererseits sind derartige bisher bekannte Messungen kompliziert und zeitaufwendig und darüber hinaus teilweise ungenau, wenn der schlechte Bruchteil einen sehr kleinen Wert annimmt. Um eine kontinuierliche Bearbeitung zu ermöglichen, ist es wünschenswert, in höheren Bereichen auf den Kurven zu arbeiten, in denen statistische Streuungen zu nicht so großen Prozentsatzdifferenzen in der Messung führen. Speziell ist es leichter, die Umkehrpunkte ja und jj, auf den entsprechenden Kurven zu identifizieren, welche auf der Kurve 54 durch die Punkte J^ and Q^ und auf der Kurve 56 durch die Punkte P₂ und Q gegeben sind. Für eine normale statistische Verteilung liegen diese Punkte an Stellen, an denen in Richtung der X-Achse 15»9# der Fläche unterhalb der Kurven unter den Pubkten £ und £ und 15*9 % dieser Fläche über den Punkten £ und £

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liegen. Die x-Koordinaten der Punkte P,-, Po» Q₁ und Qp sind ^XP1^{f X}P2^{f X}ß1 ^bzw· ^xo2^{# D}*^eße Usfcehrpunkte auf dem entsprechenden Kurven sind diejenigen Punkte« in denen die zweite Ableitung gleich null ist. Die Differenz zwischen dem Punkt X₀ und einer entsprechenden x-Koordinate eines Umkehrpunktes ist gleich der Normabweichung <s einer speziellen Kurve bzw. (^_x. und 6₂ ^iür die Kurven 54 und 56.

Pur normale Verteilungskurven ist der Punkt, welcher einen schlechten Bruchteil identifiziert, proportional von der Normabweichung abhängig. Mir den Punkt X^₂* welcher für die Bedingungen nach der Kurve 56 einen speziellen schlechten Bruchteil identifiziert, hängt die Differenze zwischen X₀ und Xj₁P mit der Normabweichung <j ρ über einen konstanten Verhältnisfaktor K zusammen· Es gilt;

-K^₂ (9)

Dasselbe Verhältnis gilt für die Kurve 54, das heißt«

-K^ (10)

Generell gilt, daß dasselbe Verhältnis in bezug auf alle Bedingungen, bei denen normale Verteilungskurven auftreten, durch

X₀ - x_L - K 6

gegeben ist, worin Xj₁ die x-Koordinate ist, welche den speziellen schlechten Bruchteil identifiziert.

Der . Betrag der Verschiebung ^£gp in Bezug auf alia Bedingungen, unter denen die normalen Verteilungskurven auftreten ist gleich der Differenz zwischen X^ und

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Der entsprechende Sollwert Xgp ist daher gleich:

X₈P - X₀ + £Xgp -X₀ + X_L - x_L (13)

Setzt man Formel (11) ein, so ergibt sich:

-Kr+

Wie oben bereits ausgeführt, stellt der Wert X₀ den Nenn-Sollwert des Reglers 52 dar. Der Wert X-^ stellt die Grenze" für den schlechten Bruchteil dar, welcher für den speziellen Prozeß erwünscht ist. K ist eine Konstante, welche empirisch bestimmt werden kann, während ^-die Norm-Abweichung darstellt· Gemäß der Erfindung wird die Normabweichung kontinuierlich gemessen und zur Durchführung einer kontinuierlichen Eegelung des Prozesses durch Einspeisung eines Verschiebungssignals in den Regler 52 ausgenutzt. Die Anordnung zur Erzeugung derartiger Regelsignale ist ein automatisches Zielführungssystem 62, das in Eig. 1 generell und in den Figuren 4- und 5 im einzelnen dargestellt ist.

Die Beta-Meßvorrichtung 40 erzeugt ein Detektorsignal, das ein Maß für die Materialmasse in der Meßvorrichtung ist. Dieses Detektorsignal wird über eine Leitung 64 in einen Signalverarbeitungskreis 66 im automatischen Zielführungssystem 62 eingespeist. Weiterhin wird von der Schneidvorrichtung 44 über eine Leitung 68 ein Signal in den Signalverarbeitungskreis 66 eingespeist, das eine Zeittaktinformation für diesen Signalverarbeitungskreis 66 darstellt. Der Signalverarbeitungskreis 66 erzeugt auf einer Leitung 70 ein Meßsignal, das unabhängig von der Bearbeitungsgeschwindigkeit ein Maß für die Masse pro Längeneinheit an Tabak ist. Dieses Signal wird über die Leitung 70 in eine Normabweichungs-Reebnerstufe 72 eingespeist, welche als Funktion dieses Meßsignals ein Signal erzeugt, das ein Maß für die liormabweichung^ist.

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Das Normabweichungssignal wird über Leittaigen 74 und 75 einen Schlechtbruchteilkreis 76 eingespeist, welcher ein Signal Kc erzeugt, das der Normabweichung proportional ist. Der Proportionalitätsfaktor K wird so gewählt, daß das Signal KC gemäß Gleichung (11) ein Maß für die Schlechtbruchteilgrenze ist. Es gilt:

^xo - %, - ^{Κΰ (11)}

Gleichzeitig wird das Normabweichungssignal über Leitungen 74» 80 und 82 in ein Normabweiehungs-Meßgerät 78 und über Leitungen 7*» 80 und 86 in einen Alarmgeber 84 eingespeist.

Eine Sperrgrenzstufe 88 erzeugt ein Sperrgrenzsignal, das ein Maß für die Verschiebung δ Xj₁ der Sperrgrenze X₃^ vom Nenn-Sollwert X_Q ist. Es gilt:

-X₀ (15)

Dieses Signal wird über eine Leitung 90 in eine Sollwertverschiebungs-Rechnerstufe 92 eingespeist, welche weiterhin über eine Leitung 94 ein Signal von der Schlechtbruchteilstufe 76 erhält. Diese Sollwertverschiebungs-Rechnerstufe kombiniert die Eingangssignale additiv und erzeugt daraus ein Sollwlertsignalfocgp nach der Beziehung:

Dieses Signal wird über eine Leitung 96 in dem Begier $2 eingespeist. Der Kegler 52 kombiniert das Sollwertsignal A^gp mit dem Nenn-Sollwert X_Q und erzeugt daraus ein Signal entsprechend nach der Beziehung:

X₀ + Ä£sp - K~+ X₁, (17)

Damit ist das gewünschte Hegelsignal gemäß Gleichung (14) gegeben. - 15 -

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Das Detektorsignal von der Beta-Meßvorrichtung 40 wird weiterhin über eine Leitung 98 in den Kegler 52 eingespeist. Der Hegler 52 regelt daher die Stellung des Messers 28 derart, daß jede Differenz zwischen der durch die Beta-Meßvorrichtung gegebenen Masse pro Längeneinheit und dem Sollwert x~p reduziert wird.

In der durch die Anordnung gemäß vorliegender Erfindung zu regelnden Vorrichtung ist die zu regelnde Eigenschaft durch die Masse pro Zigarette gegeben. Zu diesem Zweck wird die durch die Beta-Meßvorrichtung gelieferte Massenmessung über der Zigarettenlänge integriert, so daß das Meßsignal auf der Leitung 70 ein Maß für die Masse der Zigaretten ist. Da Integrationsstufen normalerweise als Funktion der Zeit integrieren, enthält der Signalverarbeitungskreis 66 nicht nur eine Integrationsstufe 100 sondern auch Stufen, über die das integrierte Meßsignal unabhängig von der Bearbeitungsgeschwindigkeit gemacht werden kann. Eine bevorzugte Ausführungeform des Signalverarbeitungskreises 66 ist generell in Fig. 1 und speziell in Fig. 5 dargestellt.

Das Detektorsignal auf der Leitung 64 wird über ein Gatter 102 und sodann über eine Leitung 104 in die Integrationsstufe 100 eingespeist, weihe das Meßsignal auf die Leitung 70 gibt. Gleichzeitig wird das Signal von der Schneärorrichtung 44 über die Leitung 68 in eine Zeittaktstufe 106 eingespeist. Die Schneidvorrichtung ist mechanisch auf den Prozeßablauf synchronisiert. Da die Schneidvorrichtung 44 den Tabakstab 34 kontinuierlich in einzelne Zigaretteneinheiten 46 schneidet, können die Schneidhübe dieser Schneidvorrichtung als Zeittaktimpulse ausgenutzt werden. Daher liefert die Schneidvorrichtung 44 entsprechende Impulse auf die Leitung 68. Das auf die Zeittaktstufe 106 gegebene Signal wird daher durch Zeittaktimpulse gebildet, welche auf den ^rozeßablauf synchronisiert sind. Bei einer Produktion mit normaler großer Geschwindigkeit werden 4000 Zigaretten pro Minute hergestellt, was bedeutet, daß pro Zigarette 15 Millisekunden erforderlich sind.

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Die Zeittaktstufe 106 erzeugt als Punktion der Zeittaktimpulse auf der Leitung 68 Zeittaktimpulse auf Ausgangsleitungen 108 und 110 synchron mit dem Prozeßablauf* Die Signale auf der Leitung 110 werden über eine Leitung 112 in die Integrationsstufe 100 eingespeist. Die Signale auf der Leitung 108 werden ebenfalls in die Integrationsstufe 100 eingespeist. Diese Signale stellen zusammen Synchronisationssignale dar« wodurch sichergestellt wird, daß die AusgangEsignale auf der Leitung 70 den jeweiligen Zigarettengewichten entsprechen.

Das Signal auf der Leitung 110 wird weiterhin über eine Leitung 114 in eine Geschwindigkeitsmeßstufe 116 eingespeist. Diese Geschwindigkeitsmeßstufe 116 erzeugt auf einer Leitung 118 ein Ausgangssignal« das ein Haß für die Geschwindigkeit ist· Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Ausgangssignal auf der Leitung 118 speziell umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit.

Das Geschwindigkeitssignal wird in eine Geschwindigkeitskompensationsstufe 120 eingespeist« um periodische Tastimpulse mit einer Frequenz zu erzeugen« welche in bezug auf die Herstellungsfrequenz der einzelnen Zigaretten 4-6 groß ist· Die Dauer der Tastimpulse ist umgekehrt proportional zum Geschwindigkeitssignal und damit direkt proportional zurGeschwindigkeit.

Diese Tastimpulse werden über eine Leitung 122 in das Gatter 102 eingespeist« wodurch das Detektorsignal auf der Leitung 64 periodisch mit derselben Frequenz für dieselben Zeitdauern in die Integrationsstufe 100 eingespeist wird.

Bei dieser Tastung des Gatters« speichert die Integrationsstufe 100 die einzelnen getasteten Detektorsignale unter Steuerung durch die Zeittaktsignalevon der Zeittaktetufe 106 innerhall) jeder Zigaretteneinheit. Da die Taktfrequenz konstant ist« ist die Anzahl der Taktsignal pro Zigarette umgeHirt proportional zur Geschwindigkeit· Da die Dauer der Tastimpulse

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proportional zur Geschwindigkeit ist, bleibt die Gesamtdauer der lastimpulse unabhängig von der Geschwindigkeit pro Zigarette konstant. Ist auch die Speieher-Integrationsszeit für jede Einheit konstant, so ist das integrierte Meßsignal unabhängig von der Bearbeitungsgeschwindigkeit.

Gemäß Fig. 5 werden die Syi/chron-Zigarettenimpulse von der Schneidvorrichtung 44 über die Leitung 68 in einen monostabilen Multivibrator 124 eingespeist. Um Schalteffekte zu reduzieren kann an den Eingang des mono stabilen Multivibrators eine Kapazität 126 angeschaltet werden. Der monostabile Multivibrator 124 erzeugt als !Funktion jedes Synchronimpulses von der Schneidvorrichtung 44 einen Impuls mit einer Dauer von 25 Mikrosekunden. Ein solcher Impuls 127 mit einer Dauer von 25 Mikrosekunden ist auf einer Ausgangsleitung 128 dargestellt. Dieser Impuls wird über einen Verstärker 130 auf eine Leitung 108 gegeben. Gleichzeitig wird ein entsprechender gegenläufiger Impuls 131 mit einer Dauer von 25 Mikrosekunden auf einer weiteren Ausgangsleitung 132 des monostabilen Multivibrators 124 erzeugt. Dieser Impuls wird über einen Widerstand 134 in den Eingang eines weiteren monostabilen Multivibrators 136 eingespeist· Der Eingang dieses monostabilen Multivibrators 136 liegt über eine Kapazität 137 an Masse. Die Hinterflanke der Impulse 131 triggert den monostabilen Multivibrator 136, welcher jeweils einen Impuls 138 mit vorgegebener Dauer erzeugt. Die Dauer dieser Impulse 138 auf einer Leitung 139 beträgt zweckmäÄigerweise 70 Mikrosekunden. Diese Impulse werden über einen Verstärker 140 auf eine Leitung 110 gegeben. Auf einen Impuls mit einer Dauer von 25 Mikrosekunden auf der Leitung 108 folgt kurz nachher ein Impuls mit einer Dauer von 70 Mikrosekunden auf der Leitung 110.

Bei federn Schneidvorgang tritt ein entsprechender Enpuls auf, so daß die Zeit zwischen den Impulsen umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit ist. Die Impulse 138 werden in Form eines

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Impulszuges 141 über die Leitung 114 in die Geschwindigkeitsmeßstufe 116 eingespeist. Diese Geschwindigkeitsmeßstufe 115 enthält einen Sägezahngenerator 142 und eine Spitzener- £assungsstufe 144. Der Sägezahngenerator enthält seinerseits einen rückgekoppelten Verstärker 146 mit einer Rückkoppelkapazität 148 zwischen dessen Ausgang und dessen Eingang, über einen Widerstand 150 wird eine konstante Eingangsspannung eingespeist. Ein Gatter in Form eines Feldeffekttransistors 152 (FET) liegt parallel zur Kapazität 148. Die Steuerelektrode des Transistors 152 liegt an der Leitung 114, so daß der Transistor 152 bei Einspeisung der Impulse 141 jeweils leitend wird. Der Sägezahngenerator erzeugt also in konventioneller Weise am Ausgang des Verstärkers 146 eine eägezahnförmige Spannung. Jeder Sägezahn beginnt» wenn der Feldeffekttransistor 152 gesperrt wird und endet mit der Einspeisung des nächstes Impulses 138, welcher die Entladung der Kapazität 158 auslöst. Das eägezahnförmige Signal ist daher auf die Zeittaktimpulse synchronisiert, wie dies durch einen Signalzug 153 gezeigt ist. Da die Sägezahnspannungen linear ansteigen, sind die Spitzenspannungen proportional zur Zeit zwischen Impulsen 138 und daher umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit des Bearbeitungsproeesses.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 146 wirdifcer eine Leitung 154 in einen Eingang eines Differenzverstärkers 156 eingespeist, welcher einen Teil der Spitzenerfassungsstufe 144 bildet. Das Ausgangssignal des Verstärkers 156 wird über eine Diode 158 auf eine Ausgangsleitungi60 gegeben. Das Ausgangssignal Mira, von der Leitung 160 über eine Leitung 162 auf den anderen Eingang des Differenzverstärkers 156 rückgekoppelt. Daher leitet die Diode 158 immer dann, wenn die Spannung auf der Leitung 154 größer als die Rückkoppelspannung auf der Leitung 162 ist. Zwischen der Leitung 160 und Erde liegt eine Kapazität 164, welcher ein Widerstand 166 parallel geschaltet ist. Die Signalspannung auf der Leitung 160 ist daher die durch den Sägezahngenerator 142 erzeugte Spitzenspannunj

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welche umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit ist· Dieses Signal wird über einen Pufferverstärker 168 auf die Leitung 118 gegeben· Der Pufferverstärker kann ein Differenzverstärker sein, wobei ein Eingang an der Leitung 160 und der andere Eingang über einen Rückkoppelwiderstand 170 am Ausgang des Pufferverstärkers liegt·

Das Geschwindigkeitssignal auf der Leitung 118, das umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit ist, wird in die Geschwindigkeitskompensationsstufe 120 eingespeist. Die Hauptkomponenten dieser Kompensationsstufe sind ein summierender Integrationskreis 172 und ein Vergleichskreis 174· Der summierende Integrationskreis 172 enthält einen Differenzverstärker 176. Die Geschwindigkeitssignale auf der Leitung 118 werden über einen Widerstand 178, welcher in Serie zu einem getasteten Feldeffekttransistor 180 liegt, auf einen Eingang des Differenzverstärkers 176 gegeben· Der gleiche Eingang erhält über einen Widerstand 182 eine feste Spannung· Der andere Eingang des' Verstärkern 176 liegt über einen Widerstand 184 an Hasse« Zwischen den Ausgang des Verstärkers 176 und den ersten Eingang ist eine Kapazität 186 geschaltet· Bei dieser Schaltung entspricht das Ausgangssignals des Verstärkers 176 der Summe der in die entsprechenden Widerstände 178 und 182 eingespeisten Ströme· Die Polarität der festen Spannung ist so gewählt, daß diese Ströme gegensinnig fließen.

Das Ausgangssignal des summierenden Integrationskreises 172 wird in den Vergleichskreis 174 eingespeist· Dieser Vergleichskreis enthält einen Differenzverstärker 188. Das Ausgangssignal des Verstärkers 176 wird in einen Eingang des Verstärkers 188 eingespeist. Durch einen Oszillator 190 wird ein Vergleichssignal erzeugt und über einen Widerstand 192 in den anderen Eingang des Differenzverstärkers 188 eingespeist. Das Ausgangesignal des Oszillators 190 kann beispielsweise die durch einen Signalzug 193 dargestellte Form besitzen. Hit Ausnahme einer rechteckförmigen Signalform sind dabei praktisch alle Signalformen möglich

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Die Polarität des Ausgangssignals des Verstärkers 188 hängt von der Größe des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 176 relativ zum Ausgangssignal des Oszillators 190 ab. Das Ausgangssignal des Verstärkers 188 wird über einen Widerstand 194 auf eine« Zenerdiode 196 gegeben· Diese. Zener-Diode 196 führt den Teil der Periode des Ausgangssignals des Verstärkers 188 nach Erde ab, indem das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 176 größer als das Oszillatorsignal ist· Bei relativ großer Verstärkerung des Verstärkers 188 bleibt die Zener-Diode im restlichen Teil der Periodendauer auf einem konstanten Spannungswert. Diese Spannung wird über einen Verstärker 198 auf die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 180 gegeben. Diese Steuerelektrode liegt über einen Widerstand an Masse.

Bei dieser Schaltung wird der Feldeffekttransistor 180 periodisch mit der Frequenz des Oszillators 190 leitend. Diese Frequenz ist im Vergleich zur Zigarettenproduktionsfrequenz groß und beträgt beispielsweise 50 Kilohertz. Das durch die Rückkopplung über den Verstärker 198 bestimmte Tastverhältnis des Feldeffekttransistors 180 macht den mittleren, durch den Widerstand 178 fließenden Strom gegensinnig gleich zum stetigen, durch den Widerstand 182 fließenden Strom. Ändert sich die Prozeßgeschwindigkeit, so ändetik sich das Signal auf der Leitung 118, das umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit ist, gegensinnig. Dies führt zu einem Fehlabgleich zwischen den durch die Widerstände 178 und 182 fließenden Strömen und zu einer Änderung des Signalwerts am Ausgang des Verstärkers 176. Damit werden die relativen Größen der Mden In den Vergleichskreis 174 eingespeisten Signale entsprechend geändert, was zu einer Änderung der Dauer der Impulse am Eingang 202 des Verstärkers 198 führt. Damit wird das Tastverhältnis des Feldeffekttransistors 180 solange geändert, bis die durch die Widerstände 178 und 182 fließenden Ströme gleich sind. Saher ist die Dauer der am Eingang 202 erzeugten Impulse proportional zur Geschwindigkeit. Diese Impulse werden über einen Verstärker 203 auf die Leitung 122 gegeben.

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Das Detektorsignal von der Beta-Meßvorrichtung 40 wird über die Leitung 64 in das Gatter 102 eingespeist· Dieses Gatter 102 enthält einen Feldeffekttransistor 204, dessen Quellenelektrode an die Leitung 64 und dessen Senkenelektrode an die Leitung 104 angeschaltet ist· Die Steuerelektrode dieses Feldeffekttransistors liegt an der Leitung 122. Zwischen die Quellenelektrode und die Sisierelektrode ist ein Widerstand 206 geschaltet. Das Detektorsignal auf der Leitung 64 wird daher periodisch mit der Frequenz des Oszillators 190 für entsprechende, der Prozeßgeschwindigkeit proportionale Zeiten auf die Leitung 104 gegeben.

Das getastete Detektorsignal auf der Leitung 104 wird in die Integrationsstufe 100 eingespeist· Diese Integrationsstufe 100 enthält einen Integrationsverstärker 208 sowie einen Tast- und Hltekreis 210. Der Integrationsverstärker 208 enthält seinerseits einen Verstärker 212 mit einem Eingang 214 und einem Ausgang 216, zwischen die eine Kapazität 218 geschaltet ist. Das getastete Detektorsignal auf der Leitung 104 wird über einen variablen Widerstand 220 und einen festen Widerstand 222 auf die Leitung 214 gegeben· Das auf der Leitung 216 erzeugte Ausgangssignal stellt daher eine Integration des gesamten getasteten Detektorsignals dar. Zwischen den Eingang 214 und den Ausgang 216 ist ein Tast-Feldeffekttransistor 224 geschaltet.

Die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 224 liegt über einen Widerstand 226 an Masse. Weiterhin nimmt diese Steuerelektrode die Zeittaktimpulse auf der Leitung 112 auf. Daher bestimmen die Zeittaktimpulse die Integrationsperiode des Integrationsverstärkers 208. Jeder Zei,tttaktimpuls schließt die Kapazität 218 kurz und entlädt sie. Am Ende eines Zeittaktimpulses auf der Leitung 112 wird der SPast-Feldeffekttransistor 224 gesperrt, so daß sich die Kapazität 218 aufzuladen beginnt. Das gesamte Ladeintervall ist das Intervall zwischen den Zeittaktimpulsen und damit umgekehrt proportional

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zur Geschwindigkeit» Andererseits leitet der Tast-FeldeffekttraisLstor 204 in entsprechenden Intervallen, welche bei einer von der Geschwindigkeit unabhängigen Frequenz der Geschwindigkeit direkt proportional sind. Daher wird jede Änderung im Integrationsintervall» das durch die Zeit zwischen den Zeittaktiiupülsen auf der Leitung 112 festgelegt ist, durch einen Vergrößerung der einzelnen leitenden Perioden des Tast-Feldeffekttransistors 204 genau kompensiert, so daß die effektive Gesamtintegrationsperiode und damit das integrierte Signal am Ausgang 216 unabhängig von der Geschwindigkeit sind. Dies trifft für alle Geschwindigkeiten bis zu einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit zu, bei der die Dauer es Tastimpulses am Feldeffekttranistor 204 sich über den nächstfolgenden Impuls erstreckt. Die Dauer dieser Impulse wird so festgelegt, daß diese Grenzgeschwindigkeit größer als £de im speziellen Bearbeitungsprozeß erreichte Geschwindigkeit ist.

Da die Frequenz des Oszillators 190 im Vergleich zur Frequenz der Zeittaktimpulse auf der Leitung 112 groß ist, besitzt das integrierte Meßsignal am Ausgang 216 die Form eines Sägezahns 228, wobei eine Periode durch aufeinanderfolgende Zeittaktimpulse auf der Leitung 112 begrenzt wird. Die Spitze dieses Signals ist ein Maß für die mittlere Masse pro Längeneinheit im Meßintervall. Da das Intervall durch die Zeittaktimpulse begrenzt wird, entspricht es einer Zigarettenlänge. Der last- und Haltekreis 210 tastet diese Messung in ihrer Spitze oder nahe an ihrer Spitze.

Die Tastung erfolgt durch einen Tast-Feldeffekttranistor 2JO, welche den Ausgang 216 mit einer Seite einer geerdeten Kapazität 232 verbindet. Die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 2$0 ist über einen Widerstand 234 an den Ausgang 216 angekoppelt. Weiterhin liegt die Steuerelektrode an der Leitung 108 und nimmt von dieser die Zeittaktimpuls» auf. Wie oben bereits beschrieben, eilen die Impulse mit einer Impulsdauer von 25 MikroSekunden auf der Leitung 108 dem entsprechenden Impulsen mit einer Impulsdauer von 70 MikroSekunden auf

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der Leitung 112 vor; £ie Verzögerung der letztgenannten Impulse ergibt sich durch den Verzögerungskreis, welcher durch den Widerstand 134 und die Kapazität 137 gebildet wird. Daher bewirken die Zeittaktimpulse auf der Leitung 108, daß der FeldeffekttraifiLstor das Meßsignal an der Klemme 216 unmittelbar vor der Spitze des Signals 228 auf die Kapazität 232 gibt· Der Feldeffekttransistor 32 wird vor dem entsprechenden Impuls auf der Leitung 112 und damit vor dem Beginn eines neuen Integrationszyklus nicht leitend. Daher bleibt die Kapazität bis nahe am Spitzenwert des Signals 228 geladen, bevor das nächstfolgende Signal erzeugt und durch den Feldeffekttransistor 230 getastet wird.

Das Signal an der Kapazität 232 wird durch einen Pufferverstärker 236 auf die Leitung 70 gegeben· Der Pufferverstärker 236 kann einen Differenzverstärker mit einem Rückkoppelwiderstand 238 enthalten, welcher zwischen dessen Ausgang und dessen Eingang geschaltet ist. Das Signal an der Kapazität 232 wird auf den anderen Eingang des Differenzverstärkers 236 gegeben. Das Signal auf der Leitung 70 besteht daher aus einer Folge von Impulsen 240, die jeweils einer entsprechenden Zigarettenlänge entsprechen. Die Dauer der Impulse entspricht der Zeit zwischen den Zeittaktimpulsen, während deren Höhe der gemessenen Eigenschaft, das heißt der MaßBe pro Längeneinheit für jede Zigarette entspricht.

Die Meßsignale auf der Leitung 70 werden über Widerstände 242 und 243 in einen erstn und einen zweiten Diskriminator

244 bzw. 245 eingespeist. Diese Diskriminatoren 244 und „

245 werden durch jeweils einen Diff erenzvestärker 246 gebildet, die jeweils einen zweiten Eingang 248 und 250 sowie einen Ausgang 252 besitzen. Das Meßsignal wird in den jeweils ersten Eingang 248 eingespeist* In den jeweils zweiten Eingang 250 wird ein erstes bzw. ein zweites Schwellwertsignal eingespeist. Diese Schwellwertsignale legen die Diskriminator-Niveaus der entsprechenden Diskriainatoren fest.

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Sie Art der Erzeugung dieser Schwellwertsignale wird im folgenden noch genauer beschrieben. liier sei zunächst lediglich bemerkt , daß die Polarität des Signals am entsprechenden Ausgang 252 davon abhängt, ob das Meßsignal über oder unter dem entsprechenden Schwellwertsignal liegt·

Zwischen die entsprechenden Ausgänge 252 und Masse sind Spannungsbegrenzer 254 und 256 geschaltet. Der Spannungsbegrenzer 254 enthält eine Zener-Diode 258 in Serie mit einer gegensinnig gepolten Diode 260.

Diese Spannungsbegrenzer 254 leiten, wenn das Potential am Ausgang 252 um einen Betrag positiv wird, welcher der Durchbruchsspannung der Zener-Diode 258 entspricht. Die Spannungsbegrenser 256 enthalten jeweils eine Zener-Diode262 in Serie zu einer gegensinnig gepolten Diode 264. Im vorliegenden Falle JBt die Zener-Diode 262 in bezug auf die Zener-Diode 258 gegensinnig gepolt, so daß die ^ener-Diode 262 leitet, weifen das Potential am Ausgang 252 um einen Betrag negativ wird, welcher der Durchbruchsspannung der Zener-Diode 262 entspricht. Die Verstärkung des Verstärkers 246 ist relativ groß, so daß die Signale an den Ausgängen 252 einen von zwei möglichen Zuständen anneinnen können. Speziell können diese Signale als Funktion der Durchbruchspotentiale der entsprechenden Zener-Dioden 258 und 262 positiv oder negativ werden. Die Signale an den Ausgängen 252 sind daher für entsprechende Intervalle um vorgegebene Beträge positiv oder negativ, was davon abhängt, ob die Meßeignale an den Eingängen 248 unterhalb oder oberhalb der entsprechenden Schwellwertsignale liegen· Die Signale an den Ausgängen 252 sind rechteckförmige Signale 266 bzw. 267·

Das Signal an einem Ausgang 252 wird über einen Widerstand 268 in einen Eingang 2?0 eines integrierenden Mta&tionsverstärkers 272 eingespeist, dessen Ausgang 274 über eine Kapazität 276 an den Eingang 270 geschaltet ist. An einem Abgriff 278 eines Potentiometers 280, das über einen Widerstand '282

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an. einer festen positiven Spannung liegt, wird ein erstes Bruchteileignal erzeugt. Am Abgriff 278 eines weiteren Potentiometers 280, daß über einen zweiten Widerstand 282 an einer festen negativen Spannung liegt, wird gleichzeitig ein zweites Bruchteilsignal erzeugt* Diese Bruchteilsignale werden über entsprechende Widerstände 283 auf die entsprechenden Eingänge 270 gegeben· Die integrierenden Summationsverstärker 272 addieren daher den Mittelwert des am entsprechenden Ausgang 252 erzeugten Signals zum ersten bzw. zum zweiten Bruchteilsignal, das durch die Einstellung des Abgriffs 278 am entsprechenden Potentiometer 280 festgelegt wird· Die Additionssignale werden in jeweils einer Kapazität 276 gespeichert. Die Ausgangssignale am entsprechenden Ausgang 27* vrerden ebenso wie das erste bzw. zweite Schwellwertsignal auf den entsprechenden zweiten Eingang 250 zurückgekoppelt.

Aufgrund der Rückkopplung des ersten Schwellwertsignals regelt dieses erste Schwellwertsignal den Mittelwert des durch den ersten Diskriminator 244 am entsprechenden Ausgang 252 erzeugten Signals derart ein, daß das durch die Einstellung des entsprechenden Abgriffs 278 erzeugte erste Bruchteilsignal entsprechend verschoben wird. Da das Signal 266 lediglich zwei Werte annehmen kann, hängt sein Mittelwert vom relativen Betrag der Zeit ab, in der das Meßsignal an der Klemme 248 unter dem ersten Schwellwertsignal liegt. Die das erste Schwellwertsignal erzeugende Rückkopplung führt daher zu einem Schwellwertsignal, das für eben denjenigen Zeitbruchteil über dem Meßsignal liegt, welcher durch die Einstellung des entsprechenden Potentiometers 280 bestimmt wird.

Da das in den Eingang 248 eingespeiste Meßsignal die Form von Impulsen gleichförmiger Dauer besitzt, wobei jeder Impuls die Masse der jeweiligen entsprechenden Zigarettenlänge anzeigt (Signalform 240), liegt das erste Schwellwertsignal für denselben Bruchteil der Gesamtzahl von Zigaretten über dem Meßsignal· Das erste Schwellwertsignal selbst ist daher eine Anzeige

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der !-Koordinate des Punktes auf einer entsprechenden Kurve nach Fig. 2, unterhalb dem der spezielle Bruchteil der Fläche unter der Kurve liegt.

Das zweite Schwellwertsignal liefert entsprechend einer Anzeigeder X-Koordinate des Punktes auf der Kurve unter den der Plächenbereich fällt, welcher einem anderen Bruchteil der Gesamtfläche unter der Kurve entspricht· Zweckmäßigerweise werden das erste und das zweite Bruchteilsignal auf Bruchteile von 15,9$ bzw. 84,1$ eingestellt, wobei das erste und zweite Schwellwertsignal Messungen der X-Koordinaten X_x, und X_n in den Wendepunkten der Kurven darstellen, so daß die Differenz der beiden Signale ein Maß für die Normabweichung und für eine normale Verteilung den Wert 2<$ darstellt· Beispielsweise unter den Bedingungen der Kurve 54 stellt das erste Schwellwertsignal ein Maß für die X-Koordinate Xp₁ und das zweite Schwellwertsignal ein Maß für die X-Koordinate X^ dar, wobei die Differenz gleich 2<5. ist. Die generelle Gleichung lautet:

Das erste Schwellwertsignal wird über einen Widerstand 284 in einen Eingang 286 eines Differenzverstärkers 288 eingespeist. Das zweite Schwellwertsignal wird über einen entsprechenden Widerstand 290 in den anderen Eingang 202 des Differenzverstärkers 288 eingespeist· Eine zu einem Widerstand 296 parallel liegende Kapazität 294- liegt zwischen einem Ausgang 298 des Differenzverstärkers 288 und den zweiten Eingang 292. Eine entsprechende, zu einem entsprechenden Widerstand 302 parallel liegende Kapazität 300 liegt zwischen dem ersten Eingang 286 und Masse. Daraus ergibt sieh ein integrierender Differenzverstärker, wobei das am Ausgang 298 erzeugte Signal ein M_aß für die Normabweichung <r in einer relativ großen Zeitperiode von beispielsweise 8198 Sekunden ist. Diese Zeit wird primär durch die relativen Kapazitätewerte und Widerstandwerte der Kapazitäten 294 und 300 sowie

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der Widerstände 296 und $02 festgelegt.

Das ein Maß für die Normabweichungd darstellende Signal wird über die Leitungen 74, 80 und 82 auf das Maßgerät 78 gegeben. Das über die Leitung 82 kommende Signal gelangt über einen Eingangewiderstand 304- und einen Tast-Feldeffekttransistor 306 auf ein Anzeigeinstrument 308. Die Wirkungsweise des 3?ast-Feldeffekttransistors 306 wird im folgenden noch genauer erläutert. Hier sei erwähnt, daß das Anzeigeinstrument 308 die Normabweichungof anzeigt, wenn der Tast-Feldeffekttransistor 306 leitet.

Das Normabweichungssignal wird weiterhin über die Leitungen 7A-, 80 und 86 in den Alarmgeber 84 eingespeist. Speziell wird es über einen Widerstand 310 auf einen Eingang eines Differenzverstärker 312 gegeben. Der aadere Eingang des Differenzverstärkers 312 liegt an einem Potentiometer 314 das seinerseits an negativem Potential liegt. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 312 wird über eine Diode 316 auf eine Lampe 318 oder ein entsprechendes Element zur Anzeige eines Alarmzustandes gegeben. Das Potentiometer 314 bildet eine Schwellwertgrenze für den Alarmgeber, wobei die Diode 316 zu Anzeige eines Alarmzustandes ein Signal auf die Lampe 318 leitet, wenn das Normabweichungssignal <i auf der Leitung 86 den Schwellwert übersteigt. Das Niveau für einen Alarmzustand wird durch das Potentiometer 314 eingestellt.

Wie oben ausgeführt, ist der gewünschte Schlechtbruchteil für die Normaletreuung von Messungen »oportional zur Normabweichung:

Schlechtbruchteil - K <J (19)

Der. Proportionalitätefaktor K hängt von verschieden wirtschaftlichen Faktoren des speziellen Bearbeitungrorgangs sowie den Kosten und den Qualitäten der Rohmaterialien und des fertigen Produktes ab. Um diesen Proportionalitätef aktor K einzuführen,

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wird das Normabweichungssignald über die Leitungen 74 und 75 in die Schlechtbruchteilstufe 76 eingespeist, welche in einfacher Weise durch einen variablen Serienwiderstand 320 gebildet werden kann. Dieser Widerstand 320 kann im Bedarfsfall ferngesteuert werden· In jedem Falle stellt das auf der Leitung 94 stehende Ausgangssignal der Schlechtbruchteilstufe 76 den Wert Ka dar* wobei K der durch die Einstellung des variablen Widerstandes 520 festgelegte Proportionalitatsfaktor ist.

Die Sperrgrenzstufe 88 kann« wie dargestellt» ein an einem festen negativen Potential liegendes Potentiometer 322 enthalten. Das an diesem Potentiometer 322 stehende Ausgangs-Bignal wird über einen Festwiderstand 524 in einen Eingang eines Differenzverstärker 326 eingespeist« Dex andere Eingang dieses Differenzverstärker 326 liegt über einen Festwiderstand 328 an Hasse. Zwischen den Ausgang und den erstenEingang des Differenzverstärkers 326 ist ein variabler Widerstand 330 geschaltet. Für einen gegebenen ^enn-Sollwert Xq des Heglers 52 wird der variable Widerstand 330 so ein justiert, daß auf der Ausgangsleitung 90 ein Sperrgrenzsignal erzeugt wird, das gemäß Gleichung (15) dem Wert ^Xj₁ entspricht»

worin Xj₁ die in den Figuren 2 und 3 angegebene untere Grenze darstellt.

Die Signale 90 und 94 werden in die Sollwert-Vereehiebungsstufe 92 eingespeist, welche einen integrierenden Differenxverstärker 332 enthält· Daß Sperrgrenzsignal X^- Xq wird über die Leitung 90 und einen Eingangewiderstand 334- in einen Eingang dee Verstärkers 332 eingespeist. Bas Ausgangeeignal Ko* der Schlechtbruchteilstufe wird über die Leitung 94 und einen Eingangswideretand 336 in denselben Eingang eingespeist* Der andere Eingang des Verßtärkere 332 liegt über einen Widerstand

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an Masse. Zwischen den Auag&tig des Verstärkers 332 und seinen ersten Eingang ist ein Rückkoppelwiderstand 340 geschaltet. Der Ausgang liegt weiterhin an der Ausgangsleitung 96. Über den Widerstand 340 ist ein Tast-Feldeffekttransistor 342 geschaltet. Wenn dieser Feldeffekttransistor 342 nicht leitet, so entspricht das auf der Leitung 96 stehende Signal der Summe der Signale auf den Leitungen 90 und 94 und damit dem Sollwertsignal, das ein Maß für die Sollwertverschiebung ix Xgp gemäß Gleichung (16) ist:

* Κ«+ X_L - X₀ (16)

Dieses Signal auf der Leitung 96 wird als Verschiebung vom Üenn-Sollwert X₀ in den Regler f?2 eingespeist, um das Regelsignal Xq-p zu erzeugen, wobei gilt:

~SP " ²^⁺ ^X (W)

Daraus ergibt sich die gewünschte Regelung des Prozesses in der Verarbeitungsstation 26·

Für viele Prozeßabläufe ist es wünschenswert, daß die Regelung unabhängig von anderen Erfordernissen im automatischen Zielführungssystem innerhalb bestimmter Grenzen des Nenn-Sollwertes bleibt. Unabhängig von den Verhältnissen im automatischen Zielführungssystem 62 ist es mit anderen Worten unerwünscht, daß das Sollwertsignal auf der Leitung 96 bestimmte Grenzen entweder in positiver oder in negativer Richtung übersteigt« Es kann beispielsweise wünschenswert sein, daß der mittlere Zigarettenstrang nicht kleiner oder größer als eine bestimmte Abmesszmg ist, und zwar unabhängig davon, wie die Streuung der gemessenen Eigenschaft beschaffen ist. Zu diesem Zweck sind zur Begrenzung des Signales Λ Xgp eine negative Zelgrenzstufe 344 und eine positive Zielgrenzstufe 346 vorgesehen.

Sie negative Zielgrenzstufe 344 enthält ein negatives Zielbezugspotentieraeter 348, das an einem festen negativen Potential liegt. Sas an diesem Potentiometer 348 stehende Ausgangssignal

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wird als vorgegebenes negatives Zielgrenzpotexäal in einen Eingang eines Differenzverstärkers 350 eingespeist. Der andere Eingang des Verstärkers 350 liegt über einen Widerstand 352 an der Anode einer Diode 354» deren Kathode mit der Leitung 96 verbunden ist· Zwischen dem Ausgang des Differenzverstärkers 350 und der Anode der Diode 35* liegt ein Wideretand 356. Der Ausgang des Differenzverstärkers 350 ist an die Basis eines HPN-Iransistors 358 angeschaltet, dessen Kollektor geerdet und dessen Emitter an die Anode der Diode 35^ geschaltet ist· Die so aufgebaute negative Zielgrenzstufe 3^4 klemmt das Signal auf der leitung 96 immer dann auf das durch das Potentiometer 348 eingestellte negative Zielgrenzpotential, wenn das Signal auf der Leitung 96 unter diese Grenze fällt.

Die positive Zielgrenzstufe 346 klemmt in entsprechender Weise das Signal auf der Leitung 96 immer dann auf ein positives Zielgrenzpotential, viewi das Signal diese Grenze übersteigt. Diese positive Zielgrenzstufe 346 enthält ein an einem festen positiven Potential liegendes Potentiometer 300. Das an diesem Potentiometer 360 stehende Ausgangssignal wird in einen Eingang eines Differenzverstärkers 362 eingespeist. Der andere Eingang dieses Differenzverstärkers 362 liegt über einen Widerstand 364 an der Kathode einer Diode 366. Die Anode dieser Diode 366 ist mit der Leitung 96 verbunden. Weiterhin liegt die Kathode der Diode 366 über einen Widerstand 368 am Ausgang des Differenzverstärker 362. Weiterhin ist der Ausgang des Differenzverstärkers 362 an die Basis eines PKP-Transistors 370 angeschaltet, dessen Kollektor an Masse und dessen Emitter an der Kathode der Diode 366 liegt·

Die insoweit beschriebene Schaltung stellt bereits eine vollständige Begelschaltimg dar. Wahrend des Anschwingen^ kann es jedoch zu Fehlern in der Regelung kommen· Es ist daher wünschenswert, daß das automatische Zielführungseystem 62 in einer bestimmten, auf das Einschalten folgenden Periode abgeschaltet ist. Diese Funktion wird vom Feldeffekttransistor

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342 übernommen, dessen Steuerelektrode über einen Widerstand 372 an Hasse liegt. Der Beginn der Produktion wird durch einen Sensor 374 (Fig· 1) angezeigt. Im Falle einer Zigarettenherstellungsmaschine kann dieser Sensor 374 ein sogenannter Langendsensor sein, welcher die Herstellung von Zigaretten dadurch überwacht, daß die Abstände zwischen Einzelzigaretten festgestellt werden· Dies kann durch Beobachtung einer Lampe 376 erfolgen, welche auf der anderen Seite der Zigaretten angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist der Langendsensor 374 als Photozelle ausgebildet, welche als Funktion des Vorbeilaufens vonSpalten zwischen den Zigaretten elektrische Impulse erzeugt. Biese elektrischen Impulse können in einer Kapazität eines Integrationskreises gespeichert werden, so daß auf einer Leitung 378 ein Signal erzeugt wird, das die Zigarettenherstellung für die Wirkungsweise des speziellen Verfahrens anzeigt· Dieses Signal wird in einen Verzögerungskreis 380 und einen Sperrkreis 382 eingespeist.

Gemäß Fig· 4 kann der Verzögerungskreis 380 einen Oszillator 384 mit einer Signalperiode von mehreren Sekunden enthalten. Der Oszillator 384 kann seinerseits in der dargestellten Weise einen monostabilen Multivibrator 386 mit konventioneller Beschattung einschließlich »ines variablen Widerstandes 388 zur Einstellung seiner Kippperiode aufweisen· Das Ausgangssignal des Oszillators 384 wird in einen Zähle? 390 eingespeist, welcher durch ein Signal von der Leitung 378 über einen Inverter 392 rückgestellt wird· Ist auf der Leitung 378 ein Signal vorhanden, wodurch angezeigt wird, daß die Herstellung läuft, so wird auf einer mit dem Ausgang des Zählers 390 verbundenen Leitung 394 ein Impuls erzeugt. Dieser Impuls tritt mit einer Verzögerung auf, welche durch die Signalperiode des Oszillators 384 und die Anzahl von Zählungen im Zählzyklus des Zählers 390 festgelegt ist·

Der Sperrkreis 382 kann ein Flip-Flop 396 enthalten, das durch das von der Leitung 378 über eine Leitung 398 gelieferte Signal zurückgestellt wird« Wenn das Flip-Flop 396 zurückgestellt ist,

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erzeugt es auf einer seiner Auegangsleitungen 400 ein Steuersignal· Dieses Steuersignal wird über einen Pufferverstärker 402 in eine Leitung 404 eingespeist, die mit der Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 342 verbunden ist* Dadurch wird dieser Feldeffekttransistor 342 leitend, so daß das automatische Zielführungssystem 62 abgeschaltet wird und der Regler 52 auf seinem Benn-Sollwert Xq arbeitet· Nach einer durch den Verzögerungskreis 380 bewirkten Verzögerung triggert der auf der Leitung 394 stehende Impuls das Flip-Flop 396 und kehrt die Signalzustände an dessen Ausgängen um. Die Änderung des Schaltzustandes des Flip-Flops 396 ändert auch das Signal auf der Leitung 404, wodurch der Feldeffekttransistor 342 nicht leitend wird. Dann arbeitet das automatische Zielführungssystem 62 in seinem oben erläuterten Regelbetrieb.

Der andere Ausgang des Flip-Flops 396 arbeitet eigensinnig. Sein Ausgangesignal wird über Leitungen 406 und 408 in einen Anzeigekreis 410 eingespeist· Dieser Anzeigekreis 410 kann eine Anzeigelampe enthalten, welche Immer dann eingeschaltet wird, wenn das automatische Zielführungssystem 62 im Regelbetrieb arbeitet. Gleichzeitig wird über Leitungen 408 und 412 ein Signal auf das Meßgerät 78 gegeben· Das Signal läuft über einen Pufferverstärker 414 zur Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 306, wobei dieser Feldeffekttransistor lediglich nach der durch den Verzögerungekreis 380 bewirkten Verzögerung leitend wird. Damit ist sichergestellt, daß fehlerhafte Messungen der Nonnabweichung solange nicht festgestellt werden, bis Einschaltvorgänge abgeklungen sind. Die Steuerelektrode des Feldeffekttransistors 306 liegt weiterhin über einen Widerstand 416 an Hasse.

Die Sshaltungeanordnungen für die bevorzugte Aueführungsfora der Anordnung gemäß der Erfindung wurde vorstehend anhand ihrer Komponenten und deren Punktion beschrieben· Di· Wahl der speziellen Komponenten und ihrer Werte kann in an eich bekannter Weise erfolgen. In dieser Hineicht können auch die

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nicht im einzelnen beschriebenen entsprechenden Rechenfuiifcionen in konventioneller Weise durchgeführt werden. Sie Werte der verschiedenen Widerstände und anderer Komponenten könnenAn ancsich bekannter Weise zur Durchführung der gewünschten Rechenoperationen gewählt werden. Beispielsweise im Falle einer Additionsoperation, wie sie durch den Verstärker 352 durchgeführt wird, werden die relativen Werte der Eingangswiderstände so gewählt, daß sich die richtigen Konstanten für die Addition der durch die entsprechenden Eingangssignale repräsentierten Funktionen ergeben«

Es js> weiterhin zu bemerken, daß die Subtraktion, zweier Signale durch Invertierung eines dieser Signale und nachfolgende Addition durchgeführt werden kann, während die Addition durch Invertierung eines Signals und nachfolgende Subtraktion durchgeführt werden kann. Wenn also die Kombination *s ersten und zweiten Schwellwertsignals als differentielle Kombination dieser Signale bezeichnet wird, so kann dies durch jede Möglichkeit der Kombination dieser Signale erfolgen, woraus sich ein Signal ergibt, das ein Maß für die Differenz der entsprechenden physikalischen Eigenschaften ist. Dies gilt beispielsweise für die Differenz x_Q - Xp* Entsprechend kann die additive Kombination des ein Haß für die Streuung Kd darstellenden Signals mit dem Grexsignal X^ - X_Q auf jede mögliche Art erfolgen, woraus sich ein Kombinationssignal gemäß (gleichung (16):

2SP ₁₁₀ (16)

ergibt.

Die Werte vieler Komponenten werden zweckmäßigerweise empirisch bestimmt. Zur Eichung, Prüfung und Justierung können entsprechende Mittel vorgesehen werden.Beispielsweise kann ein Schalter 418 vorgesehen werden, um das Eingangssignal für das Gatter 102 vom Detektorsignal auf der Leitung 64 auf ein Norm-Eichsignal in Form einer festen Gleichspannung umzuschalten· Über

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einen Schalter 420 kann das Eingangssignal der Zeittaktstufe 106 von den Zeittaktimpulsen auf der Leitung 68 auf ein periodisches !formsignal umgeschaltet werden« das von einem Oszillator 422 geliefert werden kann. Zur Umschaltung des Eingangssignals der Normabweichungs-Rechnerstufe 72 vom Meßsignal auf der Leitung 70 auf ein Norm-Eichsignal kann ein Schalter 424 vorgesehen werden. Das Norm-Eichsignal wird dabei von einem Oszillator 426 geliefert. Das Ausgangssignal der Sperrgrenzstufe kann über einen Schalter 428 auf Masse gelegt werden. Sodann können die Signale an verschiedenen Prüfstellen gemessen und verschiedene Komponenten eingestellt werden» um TeststellensigEiale für die Eichung der Schaltung zu erzeugen·

Weiterhin sind Abwandlungen der beschriebenen und dargestellten Schaltungen möglich. Beim dargestellten und beschriebenen Ausführungebeispiel handelt es sich speziell um eine Anordnung für ein Verfahren mit kleiner Sperrgrenze. Ohne von der grundsätzlichen Wirkungsweise abzuweichen« kann die Schaltung für ein Verfahren mit einer großen Sperrgrenze abgewandelt werden. Weiterhin muß die durch die Sperrgrenzstufe 88 erzeugte Sperrgrenze nicht gleich derjenigen Sperrgrenze sein« welche für die Sortiervorrichtung 50 zur Anwendung kommt. Es ist im Prinzip nicht erforderlich, daß jeder Teil des Produkts tatsächlich ausgeworfen wird. Mit anderen Worten handelt es sich bei der "Sperrgrenze^M lediglich um eine zweckmäßige Maßnahme zur Identifizierung einer bestimmten Größe der gemessenen Eigenschaft* welche als Begelgrenze ausgenutzt wird* Das von dem automatischen Zielführungssystem 62 gelieferte Sperrgrenzsignal muß nicht notwendigerweise die Verschiebung Aggp repräsentieren. Dieses Signal kann vielmehr auf ein MaB für den Sollwert Xgp selbst sein« was dadurch erreicht wird« daß die Sperrgrenzstufe 88 ein Sperrgranzeignal liefert, das der unteren Grenze Xr und nicht der auf den Senn-Sollwert X₀ bezogenen Differenz Δχ^ entspricht.

Patentansprüche

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   (1.) Verfahren zur Bestimmung der statistischen Streuung einer gemessenen Eigenschaft aufeinanderfolgender Einheiten von verarbeitetem Material» dadurch gekennzeichnet, daß Meßeignale, welche ein Maß für die Eigenschaft sind, mit einem ersten Schwellwertsignal verglichen werden und eine Anzeige dafür erzeugt wird, ob die Heßsignale das erste Schwellwertsignal übersteigen oder nicht übersteigen, daß das erste Schwellwertsignal mit einem solchen Wert erzeugt wird, daß ein erster vorgegebener Bruchteil der Heßsignale das erste Schwellwertsignal übersteigt, daß die Heßsignale mit einem zweiten Schwellwertsignal verglichen werden und eine Anzeige dafür erzeugt wird, ob die Heßsignale das zweite Schwellwertsignal übersteigen oder nicht übersteigen, daß das zweite Schwellwertsignal mit einem solchen Wert erzeugt wird, daß ein zweiter vorgegebener Bruchteil der Meßsignale das zweite Schwellwertsignal übersteigt und daß das erste und zweite Schwellwertsignal zur Erzeugung einer Anzeige der Streuung der gemessenen Eigenschaft dlfferentiell kombiniert werden·

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic h η e t, daß der erste und zweite vorgegebene Bruchteil der Heßsignale so gewählt wird, daß sie näherungsweise gleich sind . und im entgegengesetzten Sinn von 0,5 abweichen.

   3· Verfahren nach Ansprach 1 und 2, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß der erste vorgegebene Bruchteil etwa gleich 0,16 und der zweite vorgegebene Bruchteil etwa gleich 0,84 gewählt wird, wobei das Kombinationseignal die doppelte Normsbveichung repräsentiert.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Schwellwertsignal jeweils mit einem solchen Wert erzeugt

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   werden, daß die Heßeignale daß erste bzw. zweite Schwellwertsignal in einem ersten bzw. zweiten vorgegebenen Zeitbruchteil übersteigen, daß ein einer vorgegebenen Grenze entsprechendes Grenzsignal mit einem dem Streuungssignal proportionalen Signal zur Erzeugung eines Sollwertsignals additiv kombiniert wird, und daß das Sollwertsignal zur Regelung des Sollwerts ausgenutzt wird.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaft des bearbeiteten Materials zur Erzeugung von ein Haß für die Eigenschaft darstellenden Betektorsignalen festgestellt wird, daß die Detektorsignale zur Erzeugung der Meßsignale in aufeinanderfolgenden Intervallen entsprechend Einzeleinheiten des bearbeiteten Material integriert werden, und daß die Heßsignale hinsichtliche Änderungen der Bearbeitungsgeschwindigkeit kombiniert werden.

   6· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdauer der Integration in den Intervallen gleich gemacht wird.

   7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichne t, daß die Integrationsperioden in gleichförmig über die Intervalle verteilte Segmente geteilt wird.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche Λ bis 7» dadurch gekennseichnet, daß das einem Intervall entsprechende kompensierte Meßeignal mit den Schwellwertsignalen verglichen wird, während das dem nächstfolgenden Intervall entsprechende kompensierte Heßsignal erzeugt wird·

   9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationen derart synchronisiert werden, daß die Integrationeiiitervalle

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   bearbeiteten Materialeinheiten entsprechen, daß ein Meßsignal, daß in einem einer Materialeinheit entsprechenden Integrationsintervall erzeugt wird, gehalten wird, während das Meßsignal im Intervall entsprechend der nächstfolgenden Materialeinheit erzeugt id.rd, und daß die Meßsignale zur Regelung einer Bearb-eitungsvorrichtung ausgenutzt werden.

   10.Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9t gekennzeichnet durch:

   einen ersten Diskriminator (244) zum Vergleich von ein Maß für die Eigenschaft darstellenden Meßsignalen mit einem eröBn Schwellwertsignal und zur Erzeugung eines ersten Diskriminator-Ausgangssignals, das eine Anzeige dafür darstellt, ob die Meßsignale das erste Sehwellwertsignal übersteigen oder nicht übersteigen, einen auf das ersfeDiskriminator-Ausgangssignal ansprechenden Rücfckoppelkreis (274, 25o) zur Erzeugung des ersten Schwellwertsignals mit einem solchen Wert, daß ein erster vorgegebener Bruchteil der Meßsignale das erste Schwellwertsignal übersteigt,

   einen zweiten Diskriminator (245) zum Vergleich der Meßsignale mit einem zweiten Sehwellwertsignal und zur Erzeugung eines zweiten Diskriminator-Ausgangssignals, das eine Anzeige dafür darstellt, ob die Meßsignale das zweite Sehwellwertsignal übersteigen oder nicht übersteigen, einen auf das zweite Diskriminator-Ausgangssignal ansprechenden Rückkoppelkreis (274, 250) zur Erzeugung des zweiten Schwellwertsignals mit einem derartigen Wert, daß ein zweiter vorgegebener Bruchteil der Meßsignale das zweite Sehwellwertsignal übersteigt,

   und durch einen KombinAionskreis (284, 288, 290? zur differentiellen Kombination des ersten und zweiten Schwellwertsignals zwecke Erzeugung eines Streuungssignals, das ein Maß für die Streuung der gemessenen Eigenschaft ist.

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   11. Atiordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeiehn e t, daß der erste und zweite vorgegebene Bruchteil der Meßsignale näherungsweise gleich sind und im entgegengesetzten Sinn von 0,5 abweichen.

   12.Anordnung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste vorgegebene Bruchteil etwa gleich 0,16 und der zweite vorgegebene Bruchteil etwa gleich 0,84 ist und daß das Kombinationssignal die doppelte Norm-Abweichung repräsentiert.

   13»Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den ersten und zweiten Diskriminator (244, 245) erzeugten Diskriminator-Ausgangssignale einen festen Wert besitzen, wenn die Meßsignale das entsprechende Schwellwertsignal übersteigen, und einen weiteren festen Wert besitzen, wenn die Meßsignale das entsprechende Schwellwertsignal unterschreiten, daß die Rückkoppelkreise (274, 250) das entsprechende JDiskriminator-Ausgangssignal zeitlich mitteln, und daß die Rückkoppelkreise (274, 250), welche einen zeitlichen Mittelwert des entsprechenden Diskriminator-Ausgangssignals bilden, eine Stufe (92) zur Verschiebung des Mittelwertsignals um einen ihrer Größe gleichen Betrag enthalten, wenn der das entsprechende Schwellwertsignal übersteigende Bruchteil der Meßsignale gleich dem entsprechenden vorgegebenen Bruchteil ist.

   14.Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch einen Kreis (116, 120), durch den die Meßsignale unabhängig von der Bearbeitungsgeschwindigkeit des Materials gestaltet sind.

   15-Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, für eine Vorrichtung zur automatischen Bearbeitung aufeinanderfolgender Materialeinheiten, in der die Bearbeitung zur

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   Herstellung aufeinanderfolgender Einheiten mit einer nahe an einem So?towa£ liegenden Eigenschaft geregelt wird, mit einem automatischen Zielführungssystem, in dem die Eigenschaft aufeinanderfolgender bearbeiteter Materialeinheiten zur Erzeugung der ein Maß für die Eigenschaft darstellenden Meßsignale, welche zur Regelung des Sollwertes dienen» um die Eigenschaft im Bereich einer vorgegebenen Grenze zu halten« dadurch gekennzeichnet, daß die Süekkoppelkreis (274, 250) das erste und zweite Schwellwertsignal mit einem solchen Wert liefern, daß die Heßsignale das erste bzw. zweite Schwellwertsignal in einem ersten bzw. zweiten vorgegebenen Zeitbruchteil übersteigen, daß ein Kreis (344, 546) zur Erzeugung eines der vorgegebenen Grenze entsprechenden Grenzsignals vorgesehen ist und daß ein weiterer Kombinationskreis (354_f 358» 366, 370) zur additiven Kombination eines dem Streuungssignal proportionalen Signals mit dem Grenzsignal zur Erzeugung eines Sollwertsignals Verwendung findet, und daß ein Regler (52) zur Regelung des Sollwerts durch das Schwellwertsignal angesteuert ist.

   16. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch eine Heßschaltung (40,62) zur Messung der Eigenschaft aufeinanderfolgender bearbeiteter Materialeinheiten und zur Erzeugung der von der Bearbeitungsgeschwindigkeit unabhängigen, ein Haß für die Eigenschaft darstellenden Heßsignale.

   17.Anordnung nach einen der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Heßschaltung (40, 62)

   einen Detektor (40) zur Erzeugung von ein Haß für die Eigenschaft darstellenden Detektorsignal» eine Integrationsstufe (100) zur Integration der Detektorsignale aufeinanderfolgenden Intervallen entsprechend den bearbeiteten Materialeinheiten und Erzeugung der Meßeignale,

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   eine Geschwindigkeitsmeßstufe (116) »ur Hessung der Ha terialhearbeitungsgeschwindigkeit und xur Erzeugung eines dieser entsprechenden ussehwindigkeitesignals, soidLe eine auf das Geschwindigkeitssignal ansprechende

   Kofflpensationsstufe (120) star Kompensation 4er Meßsignale

   hinsichtlich Geschwindigkeit eändörungen umfaßt·

   18.Anordnung naob eines der Ansprüche 10 bis 1?, dadurch gekennzeichnet, daß die Kostpensatlonsstufe (120) zur Gleichnachung der Gesamtdauer der Integration in entsprechenden Intervallen dient«

   19.Anordnung nach eines der Ansprüche 10 bis 18« dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationen» stufe (120) die Integrationsperioden im gleichförmig über ein entsprechendes Intervall verteilte Segmente teilt·

   20.Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 19» dadurch gekennzeichne t»da£ die Heßschaltung (40* 62) das eines Intervall entsprechend® kompensierte Heß» signal dann in den ersten und streiten Mskri&inator (244, 245) einspeist, trenn das kompensierte Keßsignal für das nächstfolgende Intervall ers&ugt wird.

   «Anordnung nach eine» der Ansprüche 10 bis 20« gekennzeichnet, durch ein von Streuungseignal gespeistes Heßgerät (78) zur Anzeige einer Noraabveichung.

   «Anordnung nach eines ά^τ Ansprüche 10 bis 21* gekennzeichnet durch eine von άβτ Heterialbewegung gesteuerte Zeittaktetufe (106) zur Synchronisation der Inte« grationsstufe (100) in ßinne der Integration in aufeinanderfolgenden bearbeiteten Haterialeinheiten entsprechenden Intervallen, «inen last- und HsJtekreis (210) in der Inte-

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   grationsstufe (1ÖO) die ein Heßsignal hält, das in einem einer bearbeiteten Materialeinheit entsprechenden Intervall erzeugt wird, während in der Integrationsstufe (100) das Meßsignal erzeugt wird, das zu einem der nächstfolgenden bearbeiteten Materialeinheit entsprechenden Intervall gehört« ein durch Detektortastsignale gesteuertes Detektor-Satter (102) zur Einspeisung der Detektorsignale in die Integrationsstufe (100) als Funktion der Detektortastsignale, ein durch die Geschwindigkeitsmeßstufe (116) erzeugtes Meßsignal, dessen Größe der Bearbeitungsgeschwindigkeit umgekehrt proportional ist, und durch eine periodische Erzeugung der Detektortastsignale durch die Kompensationsstufe (120) als Funktion des Geschwindigkeitssignals mit einer Frequenz, die groß gegen die Folgefrequenz der durch den Detektor (40) gelieferten Detektorsignale ist, innerhalb von Zeitdauern, die umgekehrt proportional zum Geschwindigkeitssignal sind.

   25.Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsstufe (120)

   einen Kreis zur Erzeugung eines Verschiebungssignals, einen durch Tastsignale gesteuerten Tastkreis (180) zur Durchschaltung des Geschwindigkeitssignals als Funktion dieser Tastsignale,

   einen auf das Verschiebungesignal und das Geschwindigkeitssignal ansprechenden Integrationskreis (172) zum Vergleich des Verschiebungssignals und des Mittelwertes des Geschwindigkeitssignals zwecks Erzeugung eines deren relativer Größe entsprechenden Vergleichssignals, einen Oszillator (190) zur Erzeugung eines periodischen Signals vorgegebener Frequenz,

   einen auf das Signal vom Integrationskreis (172) und vom Signal äe& Oszillators (19o) ansprechenden und diese Signale vergleichenden Vergleichskreis (174), welcher innerhalb der Perioden des Oszillatorsignals dann Steuersignale

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   erzeugt, wenn das Oszillatorsignal in bessug auf das Signal vom Integrationskreis eine vorgegebene Größe angenommen hat«

   einen Kreis (198) zur Einspeisung der Steuersignale als Tastsignale in den Tastkreis (I8o), wobei die Sauer dieser Tastsignale umgekehrt proportional zu der des Geschwindigkeits signals ist,

   und einen Kreis (203) zxae Einspeisung der Steuersignale in das Detektorgatter (102) als Tastsignale für dieses Gatter umfaßt·

   24.Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 23 zur kontinuierlichen Regelung einer ZigaxettenherstellungsinaBchine, in der ein Tabakstrang automatisch und kontinuierlich zu Einzelzigaretten verarbeitet wird, dadurch g e k e η nzeichnet» daß der Detektor (40) zur Erzeugung der Detektorsignale, welche ein Haß für die Masse pro Längeneinheit im sich bewegenden Sabakstrang (34) sind, eine Beta-Meßvorrichtung ist.

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