DE2855715C3 - Getreidemühlenanlage zur Herstellung von Mehl - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

c) den Steuermitteln eine Baugruppe (30; 30a; 3Ob) mit mehreren Reglern (5Oi... „; 50) übergeordnet ist,

d) die Stellglieder (14,16; 16a; 16f>Jder Steuermittel zusätzlich für eine Ansteuerung durch die Regler-Baugruppe (30; 30a,- 30b) ausgelegt sind und

e) die Regler (5Oi ..._n;50) mittels erster Umschalter (20, 26; 26i ... „Jden Steuermitteln zuschaltbar sind.

2. Getreidemühlenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Regelkreise der Regler (5Oi ... _m 50) voneinander unabhängig sind.

3. Getreidemühlenanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein, vorzugsweise alle Regler (5Oi. . „. 50) einen extern, insbesondere von Hand (Mtb) steuerbaren Sollwertgeber (52]... _m 52) aufweisen.

4. Getreidemühlenanlage nach Anspruch 3, mit wenigstens einem Meßgerät (45; 45a, 45b) zur Ermittllung operativer Verfahrensparameter (T, D), dadurch gekennzeichnet, daß der Steureingang (Adressenleitung) des Sollwertgebers (52i ... /vj mit dem Signalausgang des Meßgerätes (45; 45a, 45b) verbindbar ist.

5. Getreidemühlenanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe (3OaJ einen mehreren Reglern (5Oi ... n) gemeinsam übergeordneten und mittels zweiter Umschalter (27i ...„) den Reglern (5Oi ... _n) zur Sollwertvorgabe zuschaltbaren Sollwertspeicher (42) aufweist

6. Getreidemühlenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß pro Verfahrenszone jeweils ein Sollwertspeicher (42) vorgesehen ist

7. Getreidemühlenanlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertspeicher (42) pro Verfahrenszone mit abgeschlossenen, zusammenhängenden Sollwert-Schemata (z. B. Lochkarten 43) besetzbar und schemaweise adressier- und lesbar ist, wobei jedes Sollwertschema einem Satz vorgegebener Verfahrensparameter entspricht.

8. Getreidemühlenanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler-Baugruppe (3OaJ einen Leitrechner (Prozessor) (40) aufweist, dessen Steuerausgänge mit den Adressen-Eingängen des Sollwertspeichers (42) verbindbar sind.

9. Getreidemühlenanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindestens ein Teil der Steuereingänge des Leitrechners (40) mit den Signalausgängen der Meßgeräte (45) verbindbar ist

10. Getreidemühlenanlage nach einem dar vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß

ίο zum Einschreiben neuer Sollwerte die (Schreib-) Eingänge der Sollwertgeber bzw. -SDeicher (42; 52i ... „) mit den Signalausgängen der Istwertfühler über Signalleitungen (Su.. n;S) verbindbar sind.

11. Getreidemühlenanlage nach einem der An-Sprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe (30b) einen mehreren Leitrechnern (40) gemeinsam übergeordneten und mittels dritter Umschalter (62i... „) zur Steuerung der Leitrechner (40) diesen zuschaltbaren Hauptrechner (60) aufweist

12. Getreidemühlenanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens ein Sollwertgeber (40, 42) als Sollwertsteiler zur Vorgabe einer Führungsgröße ausgebildet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Getreidemühlenanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Getreidemühlenanlagen sind im heutigen Stand der

is Technik weitgehend automatisiert. Es werden teils modernste Mittel wie Computer für die Steuerung und Überwachung des Siloabteils und in der Buchhaltung eingesetzt Das Herz der Mühle, nämlich die Vermahlung, insbesondere auch die Walzenmühlen, sowie auch die Mahlvorbereitung (Reinigung und Netzung) sind über die bekannten Steuermittel durch wechselseitige Verriegelung ihrer einzelnen Anlagenelemente derart verbunden und gesteuert, daß der Betrieb während der Anlauf-, Arbeits- und Auslaufphase als quasi automatisch betrachtet werden kann. Der ganze Produktstrom wird selbsttätig von der Rohfrucht über alle Mahlstufen B\, B₂ usw. über Sichter usw. Geführt. Die gewünschten Endprodukte werden dann stufenweise gewonnen. Zwei Faktoren — neben vielen anderen — charakterisieren besonders eine Getreidemühle:

1. die Ausbeute an hellen Mehlen und Grießen, usw. und der entsprechende Rest an Kleie, Schale usw., der meistens der Tierfütterung zugeführt wird;

2. die Asche.

Für Weißmehl verlangt der Kunde sehr tiefe Aschewerte. Der Mühlenbesitzer möchte allerdings möglichst viel von der Rohfrucht, insbesondere vom Mehlkern herausarbeiten. Eine ganze Anzahl Faktoren,

z. B. die Griffigkeit des Mehles, die Backeigenschaften, der Geschmack und der Duft des Brotes werden vom Müller selbst mit den menschlichen Sinnen geprüft und auch ständig überwacht. Die Zuverlässigkeit der einzelnen Maschinen, der mechanischen Förderelemente, der Steuermittel der Anlagensteuerung usw. ist heute auf einen derart hohen Stand gebracht worden, daß ein einzelner Mensch, nämlich der Müller bzw. der Obermüller ganz allein eine große Mühle von

beispielsweise 300 bis 4001 Tagesleistung überwachen kann.

Gerade in jüngster Zeit sind viele Vorschläge für eine weitere Automatisierung von Getreidemühlenanlagen gemacht worden.

So ist es z. B. aus der Fachzeitschrift »Die Mühle«, 1961, S. 77 bis 79 und 92 bis 93 bekannt, eine Getreidemühlenanlage gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung auszubauen. Die dieser Literaturstelle entnehmbare Lehre geht von der Problemstellung aus, daß bei konventionellen Mühlenanlagen die Regelung und Einstellung der Maschine, und damit die Arbeitsergebnisse durch die in langer Erfahrung geübte Hand des Müllers vorgenommen und ständig überwacht werden, dieses müllerische Gefühl jedoch längst nicht mehr den ständig steigenden Anforderungen an Qualität und Gleichmäßigkeit der Endprodukte genüge. Auch werde die bisherige Führung von Mühlen mittels des Obermüllers den betriebswirtschaftlichen Erfordernissen nicht mehr gerecht. Darüber hinaus sei die ständig fortschreitende Rationalisierung und Produktivitätssteigerung in Getreidemühlenanlagen mii den quasi automatischen konventionellen Steuermitteln nicht mehr möglich. Zur Lösung dieses Problemes wird in der angegebenen 2> Literaturstelle vorgeschlagen, eine Vollautomation, d. h. eine Regelung, schrittweise einzuführen und derart weiterzutreiben, daß am Ende die restlos automatisierte »Traummühle« steht Die schrittweise Einführung der Vollautomation wird darin gesehen, daß nacheinander μ einzelne Anlagenelemente bzw. Arbeitsvorgänge oder Verfahrenszonen im Sinne einer hundertprozentigen Selbstregelung vollständig automatisiert werden und die jeweils konventionelle Phase vollständig ablösen. Gleichzeitig wird in der angegebenen Literaturstelle darauf hingewiesen, daß die restlose Automation in der Vermahlungszone nur mit Hilfe neuer Vermahlungsmaschinen möglich sein werde. Dies bedeutet eine konsequente Verdrängung der konventionellen Anlagenelemente unci deren Steuermittel aus der herkömmlichen Getreidemühlenanlage. In diese Verdrängung ist auch der Müller wegen seiner den eingangs genannten Anforderungen nicht mehr genügenden Fähigkeiten miteinbezogen.

Auch die Literaturstelle »Die Mühle«, 1958, S. 57 bis 58 befaßt sich mit der Problemstellung, in Getreidemühlenanlagen eine Vergrößerung der Produktivität je Arbeitskraft und weniger Möglichkeiten für den Einfluß menschlicher Unzulänglichkeiten zu erreichen. Zur Lösung dieses Problems wird — wie in der zuvorgenannten Literaturstelle — die schrittweise Einführung der Vollautomation vorgeschlagen. Als Beispiele werden hierbei die vollautomatische Regelung des Walzenabstandes unter Einsatz eines Prozeßrechners sowie ein vollautomatisches Mischen der Mehle erörtert Auch diese Literaturstelle lehrt insgesamt den Ersatz konventioneller Steuermittel durch vollautomatische Regelkreise unter Einsatz elektronischer Rechenanlagen.

Aus der Fachzeitschrift »Die Mühle + Mischfuttertechnik«, 1965, S. 686 ist es bekannt, in Getreidemühlenanlagen eine Entlastung des Bedienungspersonals durch automatisierte Kontrolle und Regulierung des Vermahlungsprozesses auf Walzenstühlen, denen jeweils eine Siebeinrichtung nachgeschaltet ist, zu erzielen. Diese S5 Entlastung wird nach der angegebenen Lehre dadurch erreicht, daß das Verhalten eines jeden Walzenmahlwerkes ermittelt wird, und zwar hinsichtlich des Verhältnisses von SiebdurchfaU zu Siebabstoß in einer ihm nachfolgenden Prüfsiebeinrichtung. Ferner dadurch, daß der Walzenabstand derart geregelt wird, daß das Verhalten der Walzenmahlwerke im Hinblick auf das Verhältnis von SiebdurchfaU zu Siebabstoß im nachfolgenden Prüfsichter einem vorgegebenen Schema entspricht Zur Ermittlung des Verhaltens der Walzenmahlwerke bezüglich des Verhältnisses von SiebdurchfaU zu Siebabstoß sind im wesentlichen Waagen vorgesehen, deren Meßwerte einem Regler zugeführt werden. Der Regler bildet dann in bekannter Weise durch Vergleich der gemessenen Istwerte mit gespeicherten Sollwerten ein Steuersignal, welches als Stellgröße den im Regelkreis vorgesehenen Stellgliedern zugeführt wird. Auch diese Literaturstelle lehrt den Ersatz konventioneller Steuermittel durch die Einführung von Regelkreisen, wobei jedoch eine Übersteuerung der Regelkreise durch Handbedienung vorgesehen ist

Auch die Erfindung befaßt sich mit dem Problem der Führung des Arbeitsprozesses in einer Getreidemühlenanlage. Dabei liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Getreidemühlenanlage derart zu verbessern, daß unter weitestgehender Beibehaltung ihier bisherigen Vorteile die Führung derselben erleichtert und ein gleichmäßiger Lauf garantiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Demgemäß lehrt die erfindungsgemäße Lehre keinen Ersatz der konventionell verriegelten bzw. gesteuerten Mühle oder Teilen der Mühle (konventionelle Automatik in einer Mühle) durch eine vollständig geregelte oder vollständig automatisch arbeitende Teile der Mühle, sondern eine zusätzliche Bestückung, einschließlich Umrüstung der konventionellen Mühlenautomatik durch zuschaltbare Baugruppen mit Reglern, einschließlich Istwertfühlern, Sollwertgebern und Vergleichern. Hierbei ist einerseits nach Zuschaltung der Baugruppe zur konventionellen Mühlenautomatik die Mühlenanlage hinsichtlich des so gebildeten Regelkreises vollautomatisch führbar und andererseits nach Abkopplung der Baugruppe von der konventionellen Automatik (Steuermittel) die Mühle in konventioneller Weise führbar.

Eine wichtige Erkenntnis der erfindungsgemäßen Lehre liegt darin, daß eine Getreidemühle weder eine chemische Farbik noch eine Futtermühle oder eine Zementfabrik ist und nicht nach diesen Vorbildern betrieben werden darf, sondern in der ihr eigenen Gesetzmäßigkeit belassen werden muß. Es ist erkannt worden, daß die konsequente Verdrängung des Menschen aus der Mühle auch die Mühle von ihrem Ziel wegführen würde, nämlich die Herstellung des Rohstoffes Mehl, Grieß, usw. für gutes Brot, Teigwaren oder dergleichen für den Menschen. Wenn schon beim Tier gilt, daß Futter usw. in der ihm zusagenden Beschaffenheit offeriert werden soll, so gilt dies erst recht für den Menschen. Es ist erkannt worden, daß hierzu das Mitwirken des Müllers unerläßlich ist. Demgemäß kann nur durch volles Zusammenarbeiten des Müllers mit der bzw. den Maschinen ein gutes Endprodukt erreicht werden. Die erfindungsgemäße Mühle kann beispielsweise insoweit mit einem modernen Passagierflugzeug verglichen werden, als sie einen automatischen Piloten erhält, welcher die Führing unterstützt, nicht aber ersetzt. Genau wie beim Flugzeug soll letztlich auch in der Mühle das »Starten« bzw. Anlaufen, »Fliegen« bzw. eingefahrener Betriebszustand und »Landen« bzw. Auslaufen unterstützt werden. Der Obermüller soll die

aktive Führung und Leitung der Getreidemühlenanlage behalten und hierbei mit seinen menschlichen Sinnen zumindest die wichtigsten Einflußfaktoren berücksichtigen und entsprechende Steuerbefehle jederzeit eingeben können. ι

Die Beibehaltung der konventionellen Steuermittel und die Zuordnung von Regelkreisen im Sinne einer Überordnung zu den konventionellen Steuermitteln, wobei die Stellglieder der Steuermittel in den Regelkreis einbezogen werden, hat den Vorteil, daß bei ι ο Ausfall oder Abschalten eines Reglers oder der Baugruppe mit den Reglern das betreffende Anlageelement wie bisher von den konventionellen Steuermitteln gesteuert wird. Hierdurch wird ein stabiler Lauf der Mühle garantiert. ι ί

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Getreädemühlenanlage gemäß Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 2 hat den Vorteil, daß eine Wechselwirkung zwischen benachbarten Regelkreisen vermieden und insoweit die Beherrschung der einzelnen Regelkreise erleichtert wird. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf Störgrößen, die nicht in allen Fällen genau bekannt sind.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 3 hat den Vorteil, >-, daß die Sollwerte den jeweils herrschenden Verfahrensparametern bequem anpaßbar sind. Verfahrensparameter in diesem Sinne können einmal die vorgegebenen Verfahrensparameter, beispielsweise Getreideart, Getreidemischung, Getreidesorte, Anbaugebiet, herzustel- jo lendes Produkt etc. sein, andererseits können es auch operative Verfahrensparameter, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Dosierung, etc. sein. Da letztlich stets der Obermüller entscheiden muß, welche Sollwerte vorgegeben werden sollen, ist auch die ji externe Handsteuerung vorgesehen.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 4 hat den Vorteil, daß die Sollwertvorgabe bei Kenntnis des funktionellen Zusammenhanges zwischen operativen Verfahrensparametern und den auf die jeweilige Getreidemühlenan- lage bezogenen optimalen Werten für die Regelgrößen selbsttätig durchführbar ist.

Die Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 5 bis 7 haben den Vorteil, daß bei Kenntnis der optimalen Werte für die Regelgrößen unter Berücksichtigung vorgegebener und operativer Verfahrensparameter diese jederzeit bequem abrufbar in einem Sollwertspeicher abgelegt werden können. Anstatt wie bisher die oben genannten Optimalwerte in seinem Gehirn oder Notizbuch »speichern« zu müssen, kann sich der Obermüller stattdessen nun eines elektronischen Speichers bedienen. Hierbei kann der Sollwertspeicher so ausgelegt sein, daß über ein Sollwertschema, beispielsweise eine jederzeit austauschbare Lochkarte, ein Satz Sollwerte einem Satz Verfahrensparameter zuordenbar ist Die Maßnahme gemäß Anspruch 6 dient hierbei — wie auch die Maßnahme gemäß Anspruch 2 — der klaren Trennung unterschiedlicher Verfahrenszonen und insoweit einer Dezentralisierung der gesamten Steueranlage, derart, daß bei Ausfall oder Störung innerhalb einer Verfahrenszone die andere unabhängig hiervon weiterarbeiten kann.

Der Weiterbildung des insbesondere in den Ansprüchen 1, 2, 5 und 6 zum Ausdruck kommenden Prinzips des hierarchischen, gleichzeitig aber dezentralen Aufbaues der erfindungsgemäßen Getreidemühlenanlage dient die Maßnahme gemäß Anspruch 8. Der Leitrechner ist nämlich einerseits dem Sollwertspeicher übergeordnet, andererseits aber von diesem jederzeit abkoppelbar. Ferner wird durch diese Maßnahme der Vorteil erreicht, daß die vorgegebenen Parameter bequem dem Leitrechner eingegeben werden können, worauf dieser dann selbsttätig die entsprechenden Sollwerte im Sollwertspeicher adressiert und insoweit eine Grobeinstellung der Getreidemühlenanlage zu Beginn eines Vermahlungsprozesses ermöglicht.

Eine weitere Verfeinerung im Sinne einer Korrektur der Sollwerte wird durch die Maßnahme gemäß Anspruch 9 ermöglicht, da nunmehr auch noch die operativen Verfahrensparameter bei der Sollwertvorgabe selbsttätig berücksichtigt werden können.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 10 ermöglicht daß der Obermüller zunächst durch Probieren unter gegebenen Verfahrensbedingungen (vorgegebene und operative Verfahrensparameter) optimale Wert für die zu regelnden Größen von Hand ermittelt und diese Werte dann als neue Sollwerte in die Sollwertgeber oder den Sollwertspeicher eingibt Diese Werte stehen dann jederzeit bei gleichen oder ähnlichen Verfahrensbedingungen abrufbereit zur Verfügung. Diese Art der Automatisierung ist an sich aus der DE-OS 24 13 956 bekannt. Sie ersetzt im Prinzip das Gehirn oder Notizbuch des Obermüllers durch einen Sollwertspeicher und dessen Augen oder Bleistift durch die Signalleitungen.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 11 dient dem weiteren Ausbau der erfindungsgemäßen Getreidemühlenalage unter Berücksichtigung des hierarchischen, gleichzeitig aber dezentralen Aufbauprinzips, wobei der Hauptrechner ganze Arbeitsprogramme für Wochen oder Monate vorgeben kann.

Die Maßnahme gemäß Anspruch 12 schafft die Möglichkeit, daß die Baugruppe mit den Reglern auch während der Anlauf- und/oder Auslaufphase auf die Getreidemühlenanlage einwirken kann, so daß unter Beibehaltung der konventionellen Steuermittel die Baugruppe in allen Phasen des Arbeitsprozesses einer Getriedemühlenanlage dem Obermüller bei der Führung derselben behilflich sein kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den diesem zugeordneten schematischen Zeichnungen näher erläutert:

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Getreidemühlenanlage,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau eines Abschnittes (Regler-Baugruppe) der Getreidemühlenanlage gemäß 1,

Fig.3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Aufbau eines gegenüber F i g. 2 erweiterten Abschnittes (erweiterte Regler-Baugruppe) der Getreidemühlenanlage gemäß F i g. 1,

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel für eine Regelung eines Walzenspaltes.

In den Blockschaltbildern gemäß den 1 bis 3 veranschaulichen

die gestrichelten Linien: die Eingriffsmöglichkeiten des ObermuHers M in die erfindungsgemäße Getreidemühlenanlage,

die strichpunktierten linien: die Wechselwirkungen zwischen dem Maschinenpark 12, dessen Steuermittel 14, 16 einschließlich der an sich bekannten Verriegelungseinheit und der Reglerbaugruppe 30,30 a, 306 und

die ausgezogenen Linien: den Signalfluß zwischen den Elementen der Reglerbaugruppe 30,30a, 30b.

Gemäß 1 weist die Getreidemühlenanlage einen Maschinenpark 12 und die an sich bekannten Steuermittel, einschließlich einer Verriegelungseinheit 14 und Stellgliedern 16 (Stellmotoren und Stellorganen) zur Steuerung des Maschinenparks 112 auf. Vorstehende Teile der Mühlenanlage werden als Anlage plus Steuerung 10 zusammengefaßt. Die Anlage plus Steuerung 10 umfaßt als Verfahrenszonen den Silotrakt und die Abschnitte für die Mahlvorbereitung und die Vermahlung. Die Anlage plus Steuerung 10 ist über Umschalter 20 und 26 einer Baugruppe 30,30a bzw. 306 zuschaltbar (F i g. 2 u. 3). Die Zuschaltung erfolgt durch den Obermüller M. Die Baugruppe 30a weist gemäß 2 einen Leitrechner 40 auf, der einen Sollwertspeicher 42 ansteuert. Der Sollwertspeicher 42 gibt gemäß dem Befehl des Leitrechners 40 Sollwerte den Reglern 50, bis 5O_n vor. Dei Regler 5Oi bis 5O_n greifen an den Anlageelementen der Verfahrenszonen ein.

In Fig.2 ist nur ein Leitrechner 40 dargestellt. Vorzugsweise weist aber die erfindungsgemäße Getreidemühlenanlage drei Leitrechner mit untergeordneten Bauelementen (2) auf, wobei jeweils eine derartige Baugruppe 30a genau einer Verfahrenszone, nämlich der Silo-, Mahlvorbereitungs- oder Vermahlungszone zugeordnet ist.

Die in F i g. 3 dargestellte Baugruppe 30i weist einen Hauptrechner 60 auf, der in Wechselwirkung mit zwei oder mehr Leitrechnern, einschließlich nachgeordneter Bauelemente gemäß 2, insbesondere also den Baugruppen 30a, steht

Sobald durch Betätigung der Umschalter 20, 26 bzw. 261„, die Baugruppe 30, 30a oder 306 zum gegenseitigen Informationsfluß mit der Anlage plus Steuerung 10 verbunden ist, ist wenigstens ein Regelkreis hergestellt.

Die Eingriffsmöglichkeiten des Obermüllers M sind in 1 durch die gestricheilen Linien Mi, M2, Mi und Mi, dargestellt

Der in Fig.2 dargestellte Ausschnitt aus der Getreidemühlenanlage weist zusätzlich zu den an sich bekannten Steuermitteln, einschließlich der Stellglieder 16 und der Verriegelungseinheit 14 die die Stellglieder 16 steuernden Regler 5Oi bis 50„ auf. Die Verriegelungseinheit 14 ist in an sich bekannter Weise vom Obermüller M über die Eingriffsleitung M\ direkt bedienbar. Schaltet der Obermüller M über die Eingriffsleitung Mz wenigstens einen der Umschalter 26i bis 26„ ein, dann wird eine Verbindung zwischen wenigstens einem der Regler 5Oi bis 5O_n und den zugeordneten Anlagenelementen hergestellt. Durch dieses Verbinden entsteht wenigstens ein Regelkreis. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Vergleicher und Sollwertgeber innerhalb der Regelkreise nicht gesondert dargestellt

Im einzelnen nimmt jeder Regler, beispielsweise der Regler 5On den η-ten Istwert des n-ten Anlagenelementes entgegen, stellt über den zugeordneten Vergleicher eo die Regelabweichung fest und gibt eine entsprechende Stellgröße an die Stellglieder 16 der Anlagensteuerung einschließlich Verriegelung 14 ab. Hierdurch wird die Regelgröße geregelt

Den Reglern 5Oi bis 5O_n kann der Sollwert vom Obermüller M über die Leitung Af₄₆ von Hand vorgegeben werden. Hierzu sind gesonderte Sollwertgeber 52i bis 5Zd vorgesehen und müssen zweite Umschalter 27| bis 27„ vom Obermüller M über die Eingriffsleitung M*_c entsprechend geschaltet werden, um eine Verbindung zwischen den Sollwertgebern 52i bis 52„ und zugeordneten Reglern 5Oi bis 50„ herzustellen.

In einer nächsthöheren Ausbaustufe sind die zweiten Umschalter 27i bis 27„ so geschaltet, daß eine Verbindung zwischen den Reglern 50i bis 5O_n und dem Sollwertspeicher 42 hergestellt ist. Im Sollwertspeicher 42 ist für jeden Regler 5O| bis 5O_n wenigstens ein Sollwert gespeichert. Vorzugsweise sind jedoch für jeden Regler 50| bis 5O_n mehrere Sollwerte gespeichert, wobei die Auswahl des dem Regler vorzugebenden Sollwertes entweder durch entsprechende Adressierung des Speicherplatzes durch den Obcrmüller M(Eingriffsleitung Mi_g) oder durch zusätzliche Adressierung mittels eines oder mehrerer Meßgeräte 45 vorgenommen wird. Die Meßgeräte 45 messen hierbei operative Verfahrensparameter wie Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Fließfähigkeit des Mahlgutes und/oder Druck im Mahlwalzenspalt. In Abhängigkeit hiervon werden im Sollwertspeicher 42 diejenigen — den jeweiligen Werten der Verfahrensparameter zugeordneten — Sollwerte mittels der Ausgangssignale der Meßgeräte 45 adressiert, die vom Obermüller M zuvor als optimal unter den gegebenen Verfahrensbedingungen eingespeichert worden sind.

Die Einspeicherung derartiger Optimalwerte geschieht beispielsweise dadurch, daß der Obermüller zunächst von Hand die Regelgrößen regelt, bis er zu optimalen Ergebnissen kommt und diese Ergebnisse dann als Sollwerte für das weitere Verfahren in den Sollwertspeicher 42 gibt Zu diesem Zweck sind die Leitungen Si bis S_n vorgesehen.

Der vom Obermüller jeweils optimal eingestellte »Istwert« wird also nach Einspeicherung in den Sollwertspeicher 42 der neue »Sollwert«.

In Weiterbildung der hierarchischen Struktur der Ausbaustufen der Baugruppe 30a ist der Leitrechner 40 dem Sollwertspeicher 42 vorgeschaltet. Der Leitrechner ist hierbei so ausgelegt, daß er bei Vorgabe bzw. Eingabe von Getreideart, Getreidesorte, Getreidemischung und/oder gewünschtem Endprodukt die hierzu passenden Speicherplätze im Sollwertspeicher 42 adressiert und dadurch eine diesen Speicherplätzen entsprechende Sollwertvorgabe für die Regler 5Oi bis 5O_n bewirkt Auch der Leitrechner 40 muß zunächst vom Obermüller M die Daten erhalten, die eine eindeutige Zuordnung zwischen den eben genannten vorgegebenen Verfahrensparametern und den hierzu passenden Sollwerten ermöglichen.

Die Vorschaltung des Leitrechners 40 vor den Sollwertspeicher 42 hat den Vorteil, daß dem Obermüller zu einem späteren Zeitpunkt eine Einstellung der Mühlenanlage dann erleichtert wird, wenn gleiche oder ähnliche vorgegebene Verfahrensparameter vorliegen. In diesem Fall muß der Obermüller M lediglich die entsprechenden Eingaben dem Leitrechner 40 vorgeben, worauf dieser dann selbsttätig die hierzu korrelierten Sollwerte auswählt.

Statt der direkten Ansteuerung des Sollwertspeichers 42 durch die Ausgänge der Meßgeräte 45, können die Meßgeräte 45 auch zunächst den Leitrechner 40 mit den gemessenen Werten für die operativen Verfahrensparameter ansteuern, worauf der Leitrechner 40 dann die entsprechenden Verfahrensparameter-abhängigen Sollwerte fan Sollwertspeicher 42 auswählt und deren Vorgabe für die Regler 5Oi bis SO_n bewirkt

Mit der Bezugsziffer 43 ist im Sollwertspeicher ein Sollwert-Schema symbolisiert, v/obei beispielsweise jeder Zeilennummer ein Anlagenelement bzw. eine Regelgröße und jeder Spaltennummer ein operativer oder vorgegebener Verfahrensparameter zugeordnet ist. Ein solches Schema kann beispielsweise durch eine Lochkarte realisiert sein.

Ferner ist eine Verbindungsleitung AS zwischen den Steuermitteln 14, 16 und dem Sollwertspeicher 42 vorgesehen. Über diese Leitung ASist der Sollwertspeicher 42 direkt adressierbar, beispielsweise in Abhängigkeit vom jeweiligen Verfahrensstand des Vermahlungsprozesses. Dies gilt insbesondere für die Anlauf- und Auslaufphase. Werden dem Sollwertspeicher 42 speziell für diese Phasen gesonderte Sollwerte vorgegeben, dann können diese in Abhängigkeit vom jeweiligen Verfahrensstand über die Verbindungsleitung AS adressiert werden. Diese Sollwerte sind dann sogenannte Führungsgrößen, da sie sich zeitlich ändern. Die eben genannte Rückkoppelung zwischen dem Sollwertspeicher 42 und den Steuermitteln 14, 16 dient auch einem eventuell auftretenden Notfall, der ein sofortiges Abschalten der Baugruppe 30a von den Steuermitteln 14,16 erforderlich machen würde. Dem gleichen Zweck dient die Rückkopplungsleitung AR zwischen den Reglern 5Oi bis 5O_n und den Steuermitteln. Der Schalter 28 dient der Umschaltung von Hand auf Automatik über die Eingriffsleitung Mi. 3.

Für den Fall, daß ausschließlich die an sich bekannten Steuermittel 14, 16 die Steuerung der Getreidemühlenanlage übernehmen sollen, die Baugruppe 30a also abgeschaltet ist, ist die Verbindungsleitung A Vin an sich bekannter Weise vorgesehen.

Gemäß 2 hat der Obermüller M zu sämtlichen Bauelementen direkten Zugriff, so daß er jederzeit unmittelbar steuernd eingreifen kann.

Das in 3 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im wesentlichen dadurch vom Ausführungsbeispiel gemäß 2, daß dem bzw. den Leitrechnern 40 der Hauptrechner 60 übergeordnet ist. Die durch den Hauptrechner 60 erweiterte Baugruppe hat das Bezugszeichen 306. Der Hauptrechner 60 ist über dritte Umschalter 62i bis 62„ mit den restlichen Elementen der Baugruppe 306. im wesentlichen also den Baugruppen 30a (2) verbindbar. Auch diese Umschalter 62, bis 62„ sind dem direkten Zugriff des Obermüllers M zugänglich (Eingriffsleitung M«*).

Der Hauptrechner 60 ist über einen vierten Schalter, nämlich den EIN-AUS-Schalter 63 vom Obermüller M betätigbar.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Ausgangsgrößen der Meßgeräte 45 für die operativen Venanrcnsparameier dem Kaupirechner 6G zugeführt Dieser verarbeitet die ihm zugeführten Werte für die operativen Verfahrensparameter zur Weiterleitung an die Leitrechner 40 und nachfolgenden Ansteuerung der Sollwertspeicher 42.

Aus den schematischen Darstellungen gemäß den 1 bis 3 ergibt sich folgender hierarchischer Aufbau der Getreidemühlenanlage:

Die unterste Ebene wird durch die an sich bekannten Steuermittel, enschließlich der Verriegelungseinheit 14 und Stellglieder 16 zur Führung bzw. wechselseitigen Verriegelung der Maschinenelemente einzelner Anlagenelemente bzw. ganzer Verfahrenszonen der Getreidemühlenanlage gebildet Hierbei werden von Hand feste Werte eingestellt, die sich allenfalls in der Anlauf- oder Auslaufphase entsprechend einem vorgegebenen Programm fest ändern. Geregelt wird nicht.
Die nächsthöhere Ebene (Fig. 2) wird dadurch gebildet, daß Baugruppen 30, 30a, 306, bestehend aus einzelnen Reglern 5Oi .„ mit den Steuermitteln 14, 16 zur Bildung einzelner Regelkreise zusammengeschaltet werden. Die Vorgabe der Sollwerte erfolgt hierbei von Hand.

Die im hierarchischen Aufbau nächsthöhere Ebene (F i g. 2) wird dadurch gebildet, daß Leitrechner 40 mit Sollwertspeichern 42 den Reglern 5Oi ... _n vorgeschaltet sind, wobei die Leitrechner 40 zur Auswahl und/oder Verfahrensparameter-abhängigen Korrektur einzelner Sollwerte bzw. Sollwert-Schemata 43 ausgelegt sind. Hierbei ist für den Siloabschnitt, den Mahivorbereilungsabschnitl und den Vermahlungsabschnitt je ein Leitrechner 40 mit Sollwertspeicher 42 vorgesehen.

Ein weiterer Ausbau (3) dieses hierarchischen Schemas wird dadurch erhalten, daß den Leitrechnern 40 ein Hauptrechner 60 vorgeschaltet ist, der beispielsweise Wochenprogramme, Tagesprogramme, etc. vorgibt.

Hierbei sind der Hauptrechner 60, die Lettrechner 40 und/oder die Sollwertspeicher 42 mit den Ausgängen der Meßgeräte 45 für operative Verfahrensparameter verbindbar, und zwar zur Auswahl und/oder Verfahrensparameter-abhängigen Korrektur von Sollwerten.

Wesentlich ist jedoch, daß sämtliche Einheiten dem direkten Zugriff des Obermüllers zugänglich sind. Ferner sind die »hierarchischen Ebenen« alle über Umschalter 20, 26, 26, _w 27,...„,62,...„ miteinan-

J5 der verbindbar, die vom Obermüller beläligbar

sind. Weiter ist es wesentlich, daß die hierarchischen Ebenen derart miteinander rückgekoppelt sind, daß bei einem Fehler in einer der Ebenen die nächstuntere Ebene sich automatisch von der übergeordneten Eber.e abkoppelt. Dieser Gesichtspunkt gilt nicht nur für die Ebenen insgesamt, sondern auch für einzelne Abschnitte bzw. Regeloder Steuerkreise innerhalb bzw. zwischen den Ebenen.

Die Verbindungselemente zwischen den Ebenen und innerhalb der Ebenen sind in Digital-Technik ausgeführt.

In Fig.4 ist die erfindungsgemäße Lehre anhand

eines Ausführungsbeispiels einer Mahlspalt-Regeleinrichtung beschrieben. Das dargestellte Walzenpaket 209 besteht aus einer linken Mahlwalze 300 und einer fechten Mahlwalze 301, die einerseits unter, über einer. Zuganker 302, über Drehbolzen 303 und andererseits

oben durch Verstellmittel, nämlich das Stellorgan 16a, gehalten sind. Um die aufrechte Lage des Walzenpaketes sicherzustellen, ist das Lagergehäuse der linken Mahlwalze 300 durch einen Stift 305 gehalten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird nicht das absolute MaB des Walzenspaltes, sondern ein Bezugsmaß, nämlich der Abstand im oberen Teil der Lagergehäuse festgestellt. Das Unke Lagergehäuse 309 trägt einen festen Kontaktgeber 306, das rechte Lagergehäuse 307 einen Näherungsschalter 308.

Durch den Kontaktgeber 306 und den Näherungsschalter 308 wird der Istwert gemessen. Der Näherungsschalter 308 stellt das absolute MaB ganz genau fest und gibt es bevorzugt in Form eines elektrischen Wertes

einem Regler 50 weiter.

Mehrere Mahlspalt-Sollwerte sind im Sollwertspeicher 42 in irgendeiner Form, beispielsweise auf Lochkarten, gespeichert. Der Kartenleser ist vom Leitrechner 40 steuerbar. Entsprechend dem gewünsch- ^r> ten Mahlspalt wird ein Sollwert dem Regler 50 vorgegeben. Das Ausgangssignal des Reglers 50 wird direkt einem Stellmotor 166 eingegeben, der auf das Stellorgan 16a einwirkt. Um Maßabweichungen infolge von Temperatureinflüssen korrigieren zu können, wird an mindestens einer Walze ein- oder beidseitig ein Temperaturfühler 45a angebracht. Der Ausgang des Temperaturfühlers 45a ist einem Eingang des Leitrechners 40 zugeführt. Als weiterer operativer Verfahrensparameter wird der Druck im Mahlwalzenspalt mittels eines Druck-Meßgerätes 45b gemessen und als Verfahrensparameter dem Leitrechner 40 zugeführt. Der Leitrechner 40 »korrigiert« nun in Abhängigkeit der gemessenen Größen der beiden Verfahrensparameter den jeweils vorgegebenen Sollwert durch entsprechende Adressierung des Sollwertspeichers 42.

Um die bei jeder Mischung bzw. Vermahlung spezifischen Werte, z. B. Abweichungen der Produkteigenschaften usw. berücksichtigen zu können, ist ferner eine Handeingabe 52 vorgesehen, die ebenfalls zur Korrektur des Sollwertes dient. Durch den Schalter 27 ist sichergestellt, daß zunächst nur der von Hand eingegebene Sollwert maßgeblich ist.

Stellt nun der Obermüller fest, daß der von ihm korrigierte Wert optimale Ergebnisse liefert, kann durch Rückkopplung zwischen dem Istwert-Fühler 306, 308 und dem Sollwertspeicher 42 der ermittelte optimale Wert als neuer Sollwert in den Sollwertspeicher eingegeben werden.

Der Regler 50 hält den Mahlspalt im Walzenpaket 290 konstant Temperaturabweichungen sowie Druckunterschieden entsprechende Dehnungen werden laufend mitberücksichtigt, insbesondere wird der Mahlspalt auch nach den von Hand eingegebenen Sollwerten geregelt. Statt der dargestellten Regelung des Abstandes der beiden Walzen 300 und 301 kann auch der Druck als Regelgröße und der Abstand der beiden Walzen als operativer Verfahrensparameter ausgewählt werden.

Insgesamt erlaubt der erfindungsgemäße Gedanke, die Beherrschung einer Getreidemühlenanlage vom einfachsten Schritt aufbauend bis zu den komplexesten Eingriffsmöglichkeiten auszubilden (hierarchisches Prinzip bei gleichzeitiger Dezentralisierung), so daß ständig auf der gemachten Erfahrung weitergebaut und schließlich die höchste Stufe sicher erreichbar ist. Gerade dieser Weg ist in besonderem Maße erfolgversprechend, da in einer Getreidemühlenanlage eines der komplexesten, heute bekannten Verfahren abläuft. Jeder Eingriff in eine Mühlenanlage kann zu unübersehbaren Folgen führen. Gilt es doch gleichermaßen chemische, biologische und physikalische Faktoren bzw. Veränderungen zu beherrschen. Der Obermüller kann zunächst, wie er es gewohnt ist, die Mühle laufen und einlaufen lassen und durch Zuschalten der entsprechenden Baugruppen die eingestellten bzw. gefundenen Werte automatisch regeln lassen. Andererseits kann nach Erstellen eines Programmes, ζ. B. für eine bestimmte Mischung, durch den Leitrechner, eine rohe Basiseinstellung der Sollwerte für alle Regler innerhalb der Baugruppe befohlen werden. Der Obermüller überprüft, wie er es bisher gewohnt war, das Mahlergebnis und kann jederzeit korrigierend von Hand eingreifen. Das hierarchische, gleichzeitig aber dezentrale Prinzip des Aufbaues der erfindungsgemäßen Getreidemühlenanlage erlaubt es durchaus, daß innerhalb einiger Verfahrenszonen oder Teilbereichen derselbei. in der höchsten Aufbaustufe, beispielsweise also unter Einsatz des Hauptrechners gearbeitet wird, in anderen Ausbaustufen jedoch lediglich unter Einsatz der konventionellen Steuermittel. Je nach Bedarf können die einzelnen Funktionen zugeordneten Elemente der Steuerketten und/oder Regelkreise aber auch ganze Baugruppen und die Leitrechner in den Hauptrechner baulich integriert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Getreidemühlenanlage zur Herstellung von Mehl mit

a) jeweils mehrere Anlagenelemente umfassenden Verfahrenszonen für eine Mahlvorbereitung (Reinigung, Netzung), eine Walzenvermahlung und eine Siebung und

b) einer Einrichtung mit

b.l) Steuermitteln, die zur selbständigen Steuerung, einschließlich wechselseitigen Verriegelung von Anlagenelementen ausgelegt sind,

b.2) sowie mit Reglern nebst zugeordneten Sollwertgebern, Vergleichern und Istwertfühlern zur Regelung der Anlagenelemente,