DE3019940A1

DE3019940A1 - Taktgesteuerte fuellmaschine

Info

Publication number: DE3019940A1
Application number: DE19803019940
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Seitz-Werke GmbH
Current assignee: KHS Maschinen und Anlagenbau AG
Priority date: 1980-05-24
Filing date: 1980-05-24
Publication date: 1981-12-03
Also published as: DD159061A5; GB2076562B; KR870001313B1; IT1142445B; DE3019940C2; FR2482942B1; BR8103213A; GB2076562A; BE888937A; JPH0462956B2; JPS5746798A; FR2482942A1; NL8102166A; US4476534A; KR830006110A; DK226281A; IT8148482A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Füllmaschine mit einem stationären und einem Füllelemente aufweisenden beweglichen Teil, wobei jedem Füllelement mindestens ein elektrisch betätigbäres Ventil und ein Signalgeber, der durch das aufsteigende Füllgut in einem am Füllelement kurzzeitig zum Füllen angepreßten Füllgefäß betätigt wird, zugeordnet sind, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Exakt, sicher und mikrobiologisch einwandfrei arbeitende Ftillmaschinen zum Abfüllen eines beliebigen Füllgutes erfordern eine Reihe von tjberwachungs-, Steuer- und Regelfunktipnen für die Vielzahl der von innen zu bewältigenden Aufgaben. So sind entsprechende Einrichtungen für ein korrektes Füllen der Füllgefäße. Reinigen und Sterilisieren der Gas und Flüssigkeit führenden Teile der Füllmaschine und geeignete Vorrichtungen zum Entfernen zerstörter Füllgefäße erforderlich. Die Überwachung, Steuerung, Regelung und optische Anzeige der Füll- und Verschließvorgänge zur Erkennung und Lokalisierung etwaiger Unterbrechungen im kontinuierlichen Arbeitsablauf sind dabei ebenso von Bedeutung wie die Betriebsabläufe zur Vorbereitung, Reinigung und Sterilisation der Füllmaschinen·

Daneben sind zuverlässig und exakt arbeitende Füllelemente Voraussetzung für optimale Füllergebnisse und damit für das optimale Arbeiten von Füllmaschinen. Ein Füllelement der genannten Art ist beispielsweise aus der DE-OS 19 27 821 bekannt. Dieses Füllelement für eine Gegendruck-Füllmaschine in Ein- oder Mehrkammer-* Bauweise enthält ein in das angepreßte Gefäß ragendes Füllrohr

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und einen den Schließimpuls für das Flüssigkeitsventil auslösenden Signalgeber, der von dem im Gefäßinnern in vorbestimmter Höhe aufsteigenden Flüssigkeitsspiegel beeinflußbar ist» Stellt bei diesem Füllelement, bei dem nur die Betriebsabläufe gesteuert werden, und zwar durch eine dem Element allein zugeordnete elektrische Steuereinrichtung, bei zeitweiser Öffnung eines durch Magneten betätigten Gasablaßventils zur beschleunigten Rückgasableitung der im Gefäß aufsteigende Flüssigkeitsspiegel den Kontakt mit dem Signalgeber her, so bewirkt ein erzeugtes elektrisches Steuersignal die Einschaltung eines in der Ventilbetätigungseinrichtung enthaltenen Elektromagneten· Diese Ventilbetäti· gungseinrichtung stellt entgegen der Wirkung einer Öffnerfeder das geöffnete Flüssigkeitsventil in die Schließlage zurück und behält die Schließlage bis zur Vorspannung des nachfolgenden Gefäßes bei. Während dieser Gefäßvorspannung behält das unter der Gegenwirkung der Öffnerfeder schließende Flüssigkeitsventil alle unter der Einwirkung des im Elementeninnern herrschenden Flüssig keitsdruckes die Schließlage bei»

Die mehreren Füllelemente einer Füllmaschine weisen jedoch unver meidliche ExemplarStreuungen auf. Zudem wirken auf den Abfüllvor gang verschiedene äußere Parameter ein, beispielsweise die Füllguttemperatur, unterschiedliche Gefäßarten und verschiedene Einfüllgeschwindigkeiten· Diese Exemplarstreuungen und äußeren Para meter bewirken unterschiedliche Füllhöhen in den einzelnen zu fü lenden Gefäßen« Es ist jedoch Ziel eines jeden Abfüllvorganges, neben einer sicheren und störungsfreien Betriebsweise der Füllmaschine· eine genaue und gleichmäßige Füllung der Gefäße zu erreichen*

Bekannte Abfüllverfahren gehen daher davon aus, daß an einem vorbestimmten Punkt innerhalb des zu füllenden Gefäßes, z.B. einer Flasche, die unter einem Füllelement steht und in die durch ein geeignetes Füllrohr Flüssigkeit einströmt, gemessen wird, ob die Flüssigkeit den vorbestimmten Punkt, z.B. eine Leitfähigkeitssonde, berührt, so daß ein Kontakt dieser Meßeinrichtung einen Schließvorgang des Flüssigkeitsventils auslöst. Biese Verfahrensweise berücksichtigt keine Differenzen in der Fließgeschwindigkeit der einzelnen Füllelemente untereinander und keine Differenzen der Meß- und Ansprechgeschwindigkeit der einzelnen Meß- und Betätigungseinrichtungen· Ferner werden der Ausdehnungskoeffizient der zu füllenden Flüssigkeit bei unterschiedlicher Temperatur sowie die Viskositätsänderung der Flüssigkeit nicht berücksichtigt. Bei Gleichdruck-Füllvorgängen muß weiterhin die Konstanz des Spann- und Fülldruckes berücksichtigt werden.

Es sind weiterhin Verfahren und Vorrichtungen zum Reinigen von Flaschenfülleinrichtungen nach Flaschenbruch innerhalb der Füllmaschine bekannt, bei denen unter Fortsetzung des Maschinenumlaüfs noch im selben Umlauf durch Flüssigkeitsspritzung die Füllmaschine von Glasresten befreit wird. So ist beispielsweise in der DE-PS 926 35Ö eine Reinigungseinrichtung an Flaschenfüllmaschinen beschrieben, die für die Füllstationen aus jeweils einer im wesentlichen aus Füllelement, Flaschenzentrierung und Flaschenteller bestehenden Flaschenfülleinrichtung an einer Stelle im Umlaufweg der Füllmaschine angebracht ist und ein odemnehrere Spritzrohre mit einer Mehrzahl von Düsen für Spritzflüssigkeit und eine Steuerung für das Absperrventil besitzt. Die Steuerung besteht bei Flaschenfüllmaschinen, deren Füllstationen mit die Flaschen tragenden auf- und abbewegbaren Tellern ausgestattet

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sind, im wesentlichen aus einem Hebel, der bei Flaschenbruch von dem stärker als im Normalbetrieb angehobenen Flaschenteller betätigt wird und das Absperrventil zum Anspritzen der Füllstati« mit Spritzflüssigkeit öffnet. Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der DE-OS 27 39 7^2 bekannt, bei der jedoch jede Füllstation mi einem eigenen Spritzrohr ausgestattet ist. Die Steuerung ist be dieser bekannten Vorrichtung die gleiche wie bei der Einrichtun nach der DE-PS 926 350 und wird durch den bei Flaschenbruch stä ker als im Normalbetrieb angehobenen Flaschenteller bewirkt. Au der US-PS 2 667 882 ist eine von unten gegen das Füllelement fü rende rohrförmige Reinigungseinrichtung für Flaschenfülleinrich tungeir bekannt, mit der Spritzflüssigkeit unmittelbar gegen das Füllelement gespritzt wird, um dessen Teile wirksam zu reinigen Die Praxis hat jedoch ergeben, daß alle diese bekannten Reinigungseinrichtungen nicht ausreichen, um bei Flaschenbruch entst hende, mehr oder weniger kleine Glassplitter wirksam aus den empfindlichen Funktionsteilen der Flaschenfülleinrichtung zu en fernen. Dies gilt insbesondere für das Füllelement mit seinen π oder weniger kompliziert geformten"Teilen und seinen flüssigkei führenden Wegen, die auch bei Spritzbehandlung mit Reinigungsfl sigkeit sowohl, von der Seite als auch von unten her nur unvollständig von den mehr oder weniger kleinen Glässplittern befreil werden. Erschwert wird das Entfernen der feinen Glassplitter zi noch beim Abfüllen klebriger Flüssigkeiten, wie Säfte oder zucl· haltige Getränke, die bewirken, daß die feinen Glassplitter an Teilen des Füllelementes ankleben. Zudem ist die Überwachung, Steuerung und Auswertung von Flaschenbrüchen innerhalb einer Fi maschine bei den bisher bekannten Verfahren unzureichend und g< stattet keinen gezielten Eingriff oder eine generelle Abhilfe : Abstellung ständig auftretender Flaschenbrüche bei bestimmten C fäßsorten oder einem bestimmten Füllgut.

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Für den Betrieb einer Füllmaschine sind daher Verfalirensweisen erforderlich, die diese Einflußfaktoren durch eine einfache und wirksame Überwachung berücksichtigen und mittels reiner Steuervorgänge oder geschlossener Regelkreise mit kurzer Regelverzögerung korrigierend in den Verfahrensablauf einwirken. Die Steuer- oder Regelvorgänge müssen Übertragungswege vom stationären Teil der Füllmaschine zum rotierenden Teil der Füllmaschine und umgekehrt einschließen und Störungen in diesen Übertragungswegen eliminieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, sichere und einfach zu überwachende Betriebsabläufe wie beispielsweise Vorbereiten, Füllen, Reinigen und Sterilisieren beim Betrieb einer Füllmaschine durch ständige Kontrolle der Schalt- und Steueryorgänge sowie eine schonende Behandlung des Füllgutes und eine hohe Füllgenauigkeit bei geringst möglichem schaltungstechnischen Aufwand für die gesamte Steuer- und Regeleinrichtung zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dia verschiedenen Betriebsabläufe einer Füllmaschine wie Vorbereitungs-, Füll-, Reinigungs- und Sterilisierungsbetrieb taktgesteuert von einer elektronischen Steuereinrichtung in der Weise überwacht und beeinflußt werden, daß jeder Funktionsablauf in einer Vielzahl von Taktzyklen aufgeteilt wird und in jedem Taktzyklus Daten von den Signalgebern abgefragt, mit gespeicherten Daten für bestimmte Betriebszustände verglichen und die verschiedenen Stellglieder wie Füllelement-Ventile, Füllmaschinenantrieb, Ausstoßvorrichtung, Füllhöhenkontro11-vorrichtung und dergleichen aktiviert werden.

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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden sichere und einfach zu überwachende Betriebsabläufe beim Betrieb einer Füllmaschine durch ständige Kontrolle der Schalt- und Steuervorgänge unter Gewährleistung einer schonende η Behandlung des Füllgutes und einer hohen Füll— genauigkeit bei geringst möglichem schaltungstechnischem Aufwand für die gesamte Steuer- und Regeleinrichtung sichergestellt.

Eine zur/optimalen Füllung der Füll gefäße dienende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß für die Füllelemente die Betriebsdaten in eine gemeinsame, mit den Anschlüssen der Signalgeber sowie mit der Betätigungseinrichtung der Ventile der Füllelernente verbundene elektronische Steuereinheit eingespeichert werden und mittels der elektronischen Steuereinheit bei betriebsbereit geschalteten Füllelementen die Betriebszustande des oder der Signalgeber und des oder der Ventile eines jeden Füllelements während-einer Taktphase eines alle Füllelemente umfassenden, in einem vorgegebenen Zeitabschnitt ablaufenden Taktzyklus abgefragt werden, wobei der vorgegebene Zeitabschnitt einem Bruchteil der für den Ablauf eines Füllvorganges erforderlichen Zeit entspricht, und daß jeweils nach Ablauf eines Taktzyklusses ein neuer Taktzyklus beginnt und die bei der zyklischen Abfrage festgestellten Daten der Betriebszustande in der elektronischen Steuereinheit gespeichert und mit den vorgegebenen Betriebsdaten verglichen werden und eine erforderlich werdende Signalausgabe an das oder die Ventile vorgenommen wird.

Weitere günstige Ausgesbaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung und Überwachung des exakten Füllens eines Füllgefäßes sind den Patentansprüchen 3 - 35 zu entnehmen.

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Ein Verfahren zur Überwachung und Registrierung von Füllgefäßbruch sowie zur Steuerung der Beseitigung von Resten der Füllgefäße und des Füllgutes ist durch die Kombination der folgenden Merkmale gekennzeichnet: -. .

a) eine synchron mit dem Umlauf nach Art eines Schieberegisters schrittgeschaltete Registrier- und Speichereinrichtung mit einer Anzahl von Registrierstellen und Speichern, die der Anzahl der im Umlauf befindlichen Füllelemente entspricht oder darauf einstellbar ist;

b) eine am Füllelemente-Umlauf der Füllmaschine angeordnete Tasteinrichtung mit auf FüUgefäßbruch ansprechenden und eine Füllgefäß-Verlustmarkierung in die Registrier- und

' . Speichereinrichtung eingebenden Tastelementen;

c) eine Ausstoßeinrichtung im Bereich eines Austrageorgans der Füllmaschine, die bei Betätigung jeweils ein Füllgefäß aus der die Füllmaschine verlassenden FüUgefäßreihe aussondert;

d) eine Zählkette mit einer solchen Anzahl von mit Speicherelementen ausgestatteten Zahlstellen, die ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der im Umlauf befindlichen Füllelemente, vermehrt urn die erforderlichen Vorschubschritte zwischen der Anordnung des Tastelementes und der Anordnung der Ausstoßvorrichtung beträgt;

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e) die Zählkette bis zur Informationsübernahme,an die Registrier- und Speichereinrichtung und zur Schattimpulsgabe in dem Vorschubschritt-Abstand zwischen Tasteinrichtung und Ausstoßvorrichtung an eine Schalteinrichtung angeschlossen, die wiederum die Ausstoßvorrichtung betätigt.

Durch die Ausrüstung der FüUmaschine mit einer Registrier-und _:

Speichereinrichtung zur Aufnahme einer Information über den Füll— gefäßeverlust und Weitergabe dieser Information an eine Zählkette sowie einer durch die Zählkette gesteuerten Ausstoßeinrichtung .wird auch bei großen Füllmaschinen, insbesondere Gegendruck-FüU-maschinen, eine wirksame Überwachung gewährleistet, so daß- bei jedem sich ereignenden FüUgefäßbruch die anschließende Aussonderung der in den jeweiligen Füllelementen zur Spülung der Fülleinrichtung gefüllten Füllgefäße erfolgt. Diese Vorrichtung ist auch dann noch mit voller Sicherheit wirksam, wenn ein Bruch von Füll— gefäßen relativ oft auftritt und auch selbst dann noch, wenn in ein . " _: und demselben Füllelement ein weiterer Bruch eines Füllgefäßes auftritt und noch nicht einmal die anschließende Aussonderung von in diesem FüUelement gefüllten Füllgefäßen abgeschlossen ist. Mit der Integration irydie zentrale Steuereinheit ist durch dieses Verfahren eine einfache Möglichkeit zur Überwachung,und Registrierung von FüUgefäßbruch sowie zur Beseitigung von Resten der Füllgefäße und des Füllgutes gegeben. . .

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber des stationären Teils der Füllmaschine und die Signalgeber der Füllelemente mit der Taktsteuerung einer elektronischen Steuereinheit verbunden sind, und daß die elektronische Steuereinheit zur Zu standserfassung und Zustandsänderung mit den Stellgliedern im stationären und rotierenden Teil

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"der-Füllmaschine verbunden ist.

Das in Taktzyklen erfolgende Abarbeiten der einzelnen mit der elektronischen Steuereinheit verbundenen Signalgeber sowie das Beaufschlagen der einzelnen Stellglieder mit von der elektronischen Steuereinheit abgegebenen Signalen ermöglichst ein genaues und gleichmäßiges Füllen der Füllgefäße auch unter Berücksichtigung von Exemplarstreuungen der einzelnen Füllelemente einer Füllmaschine und unter Berücksichtigung der beim Abfüllvorgang auftretenden äußeren Einflüsse bei äußerst geringem schaltungstechnischem Aufwand für die gesamte Steuereinrichtung sowie einen exakten und stets überwachbaren Ablauf sämtlicher Betriebsabläufe der Füllmaschine.

Die Verwendung einer taktgesteuerten elektronischen Steuereinheit gewährleistet für alle Betriebsabläufe eine vom Taktzyklus und der Anzahl der Einzelabläufe abhängende extreme Genauigkeit der einzelnen Bearbeitungsschritte. Damit wird nicht nur die Genauigkeit des Abfüllvorganges erhöht, sondern es werden auch mögliche Störfälle

erkannt
rechtzeitig genug>ö"hd eliminiert und dadurch die Sicherheit der Ge-

samtanlage erhöht.

Der Einsatz einer odei7mehrerer synchron betriebener Taktsteuerungen, die zyklisch alle zu einem Füllelement gehörenden Signalgeber und seine zugehörigen Ausgabeelemente abfragen reduzieren die Zeit in der Störungen eingeschleust werden können auf ein Minimum. Wird weiterhin ein Taktzyklus, d.h. die Zeit vom Bearbeiten aller elektrischen Zustände einer definierten Zahl von Füllelementen so klein gehalten, daß einige hundert solcher Taktzyklen während des Füllvorganges ablaufen können, so entsteht ein sehr feines Zeitraster, in dem

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ein ungenauer Vorgang nur eine geringe Teil-Ungenauigkeit zur Folge hat. Da in jeder Takts-teuerung die bearbeiteten Abläufe für ein Füll element zu AusgangsSignalen führen müssen, die während der Bearbeitungszeit der anderen Füllelemente stabil sein müssen, muß eine Speicherung der Ausgangssignale erfolgen. Werden mehrere aufeinanderfolgende Ausgangssignale für jedes Füllelement gespeichert, so liegen Bezugsdaten für eine noch weiter auszuwertende Trendrechnung vor.

Werden diese Bezugsdaten mit vorgegebenen Betriebsdaten verglichen, so kann mit Hilfe von bestimmten ar^ythmetisehen Operationen eine eindeutige Aussage über das Füllende für das jeweilige Füllgefäß getroffen werden.

Ist das durch den Taktzyklus vorgegebene Zeitraster so eng, daß der Ausfall eines oder mehrerer Takte eines Arbeitszyklusses nur eine vernachlässigbar kleine Auswirkung auf die Füllhöhengenauigkeit für jedes Füllgefäß hat, so kann eine bestimmte Anzahl von Takten inner halb eines Arbeitszyklus aus der Füllhöhensteuerung herausgenommen und als Übertragungstakt zu einer externen Logik verwendet werden. Dabei sind asynchron eintreffende Signale, insbesondere die vorgegebenen Betriebsdaten mit dem Steuertakt zu synchronisieren. Synchron mit dem Steuertakt sind die Signalgeber aufzufrägen und die zur Bildung geschlossener Regelkreise erforderlichen Rückführsignal abzugeben. Eine dafür vorgesehene externe Logik bereitet diese Signale auf und führt sie den dafür vorgesehenen Regel- oder Anzeigege raten zu.

Ist innerhalb einer Füllmaschine eine Vielzahl von Füllelementen ai steuern, so daß das Bearbeitungsraster für jedes Füllelement zu gr< wird, so können erfindungsgemäß mehrere unabhängig voneinander

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wirkende Taktsteuerungen gruppenweise innerhalb des rotierenden Teils der Füllmaschine die Steuerung einer begrenzten Zahl von Füllelementen übernehmen. Zum Taktzyklus-Beginn und/oder zum Taktzyklus-Ende muß jedoch eine Synchronisierung der verschiedenen Taktsteuerungen vorgenommen werden.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigt:.

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Steuerung eines elektri-

: sehen Füllelementes mit einer elektronischen

Steuereinheit,

Fig. 2 ■ eine schematische Darstellung der Füll- und Trans-

bortelemente einer Füllmaschine zur Erläuterung ■;""■-■ der einzelnen Arbeitstakte,

Fig. 3 eine detaüierte Darstellung des Blockschaltbildes

gemäß Fig. 1 , aufgelöst in einzelene logische Funktionen,

Fig. 4 eine zeitliche Darstellung dereinzelnen Verfahrens

schritte bei der Steuerung eines elektrischen Füllelementes gemäß Fig. 3,

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Darstellung der auszuführen-

■ den Operationen während eines T-tktzyklus,

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Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Steuerung von gruppenweise zusammengefaßten Füllelementen mit einer Führungs-Steuereinheit (Leitrechner) und einer Folge-Steuereinheit (Sateiitenrechner).

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zur Steuerung von elektrisch gesteuerten Füllelementen zeigt von einer Vielzahl von Füll elementen ein Füllelement 2 einer nicht näher dargestellten rotierenden Gegendruck-Füllmaschine, das einen auf die Füllhöhe im Gefäß ansprechenden Signalgeber in Form einer in das Gefäß einführbaren Sonde 21, einen Magneten 22 der Betätigungseinrichtung für das Flüssigkeitsventil sowie einen Magneten 23 für die Betätigungs einrichtung eines Gasablaßventils zur beschleunigten Rückgasableitung enthält. Die Sonde 21 gi»«bt ihre Meßdaten an eine elektronische Steuereinheit 1 ab. Diese elektronische Steuereinheit 1 beinhaltet eine Taktsteuerung sowie ein Steuer- und Rechenwerk und steht in direkter wechselseitiger Verbindung mit einem Eingabebzw. Erfassungsglied für bestimmte Einzelparameter k. Die elektronische Steuereinheit 1 ist ausgangsseitig mit den Magneten 22 und 23 des Füllelementes 2 verbunden.

Die elektronische Steuereinheit 1 ist in einen Taktgenerator 11, e nen Zentralprozessor bzw. ein Steuer-/Rechenwerk 12, einen programmierbaren Festwertspeicher (PROM) 13, einen Schreib-/Lese-Speicher (RAM) I²I- sowie eine Ein-/Ausgabe-Steuerung 15 aufgeteilt. Der programmierbare Festwertspeicher 13» der Schreib-/Lese-Speicher 14 sowie die Ein-/Ausgabe-Steuerung 15 sind über wechselseitige Datenleitungen mit dem Zentralprozessor 12 verbunden, der vom Taktgenerator 11 angesteuert wird. Der am Füllelement 2 angebrachte Signalgeber 21 sowie drei weitere Signalgeber S₁, S und S„ sind mit dem Eingang des Ein-/Ausgabegliedes 15 verbunden, das

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wiederum ausgangsseitig sowohl an den Steuermagneten 22 für das Füllelement 2 als auch an den Magneten 23 für die Betätigungseinrichtung eines Gasablaßventils angeschlossen ist. Schließlich besteht noch eine Regelkreis-Verbindung zwischen dem Zentralprozessor 12, einem Regler 5» einem Stellglied 6 sowie einem Glied 4 zur Abgabe der äußeren Parameter. Die Signalgeber S₁ und S„ dienen dazu, für das lediglich mit einem Signalgeber 21 und den Ventilen 22, 23 versehene Füllelement in seiner jeweiligen Stellung zur Vorspannzone zu ermitteln. Bei einer rotierenden Füllmaschine erfolgt diese Bestimmung

Maschinen— der jeweiligen Stellung des Füllelementes in j'ea emv Umlauf, damit die abgefragten Daten dem jeweiligen Füllelement positionsmäßig zugeordnet werden.

In gleicher Weise wie das hier dargestellte Füllelement 2 sind weitere Füllelemente einer bestimmten Gruppe oder alle Füllelemente der Füllmaschine an das Ein-/Ausgabeglied 15 der elektronischen Steuereinheit 1 angeschlossen. Von der elektronischen Steuereinheit 1 werden taktgesteuert zyklisch alle Füllelemente bearbeitet. Dabei wird der Füllvorgang für jedes einzelene Füllgefäß unter einem Füllelement in eine große Anzahl von Taktzyklen aufgeteilt und in jedem dieser einzelnen Taktzyklen von den Signalgebern S.. , S₂, 21 bzw. 7» 21 die Daten über den aktuellen Füllstand abgefragt und mit gespeicherten Daten für bestimmte Betriebszustände verglichen und eine erfordert, ich werdende Signalausgabe an die Magnete der Ventile des entsprechenden Füllelements vorgenommen. Da in jeder Taktsteuerung die jeweils bearbeiteten Abläufe für ein Füllelement zu AusgangsSignalen führen müssen, die während der Bearbeitungszeit der anderen Füllelemente stabil sind, muß eine Speicherung in der elektronischen Steuereinheit erfolgen. Werden mehrere aufeinanderfolgende Betriebsdaten für jedes Füllelement gespeichert, so liegen Bezugsdaten für eine Trend-Rechnung vor. Werden diese Bezugsdaten mit vorgegebenen Betriebsdaten ver-

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glichen, so kann mit Hilfe von arirythme ti sehen oder logischen Opt rationen eine klare Aussage über das Füllende des jeweiligen Fül] gefäßes getroffen werden. Ist das Zeitraster bei der zyklischen Bearbeitung der Füllelemente .so eng, daß der Ausfall eines oder mehrerer Takte eines Arbeitszyklus nur eine vernachlässigbar klej Auswirkung auf die Füllhöhengenauigkeit hat, so kann eine geringe Zahl, von Takten innerhalb eines Arbeitszyklus gewollt aus der Fü; höhensteuerung herausgenommen und. als Übertragungstakte verwendewerden. So wird eine geringe Zahl von Takten eines Arbeitszyklus dazu verwendet, die vom stationären Teil der Füllmaschine auf eii Einweg-Datenkanal ankommenden asynchronen Betriebsvorgabedaten zi synchronisieren und für Vergleichs- und Rechenoperationen bereitzi stellen. Eine weitere geringe Zahl von Takten eines Arbeitszyklu; wird dazu verwendet, auf einem bidirektionalen Datenkanal· synchn Informationenjaber den im stationären Teil der Füllmaschine abgeta: Teilfüllstand jedes einzelnen Füllgefäßes anzufordern, oder sync] Daten an eine im stationären Teil der Füllmaschine angeordnete R< einrichtung zu senden, um dadurch einen geschlossenen Regelkreis : bilden. Zusätzlich werden Synchronisationssignale zu anderen gle: artigen Taktsteuerungen bei gruppenweiser Unterteilung der einze; Füllelemente gesendet, von diesen anderen Gruppen Synchronisatio] signale empfangen und weiterverarbeitet. Die gruppenweise Unterteilung dor Füllelemente wird dann erforderlich, wenn eine Vielz: von Füllelementen innerhalb einer Füllmaschine zu steuern ist um dadurch das Zeitraster für die Bearbeitung der einzelnen Füllele mente zu grob wird. In diesem Fall können mehrere unabhängige Ta Steuerungen gruppenweise die Steuerung einer begrenzten Zahl von Füllelementen übernehmen. Bei dieser Unterteilung ist jedoch, wi bereits boschrieben, eine Synchronisierung zum Zyklusbeginn oder zum Zyklusende erforderlich.

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Da die Einzelphasen eines Füllvörganges in einem Füllgefäß unterschiedlich lang sind, so ist beispielsweise die Zei.t vom Erreichen einer vorverlegten Endkontrollmarke bis zum Füllende weit kürzer als die Zeit vom Füllbeginn bis zum Erreichen dieser Endkontrollmarke, befinden sich bei gruppenweise zusammengefaßten Füllelementen bestimmte Füllelementgruppen im kürzesten Bearbeitungsbereich und andere Füllelementgruppen im längsten Benrbeit-ungsbereich. Es ist deshalb erforderlich, allen Füllvorgängen eine gleiche Zeitspanne zuzuordnen und den Steuervorgang gegebenenfalls mit ¥arteschleifen aufzufüllen, um ein kontinuierliches Füllbild zu erreichen. Diese Steuervorgänge sollen anhand des Ausführungsbeispieles nach Fig. 5 näher erläutert werden.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen taktgesteuerten Funktionsablaufs in einer Füllmaschine ist in Fig. 2a eine Draufsicht auf eine rotierende Gegendruck-Füllmaschine mit einer an den Umlauf an-, schließenden Verschließvorrichtung sowie in den Fig. 2b - h der Veg eines Füllelementes durch die Füllmaschine dargestellt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 2a ist die Füllmaschine 4o beispielsweise mit einer Anzahl von 24 Füllelementen 2 ausgestattet, die im Pfeilrichtung in einem Umlauf 44 geführt sind. Übe. einen Einlaufstern 42 werden die von einer Transpox'tvorrichtung 43 ζ geführten leeren Füllgefäße jeweils nacheinander einem Füllelement 2 zugeführt und am jeweiligen Füllelement 2 verbleibend im Umlauf 44 geführt-bis zu einem Austragestern 45» an den sich die mit einem Füllgefäßumlauf ausgestattete Verschließmaschine 46 mit einem Austragestern 47 und einer Abtransportbahn 48 anschließt. An der Abtran portbahn 48 ist eine schematisch dargestellte Ausstoßvorrichtung 49

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angeordnet, die jegliche Ausführung haben kann. Der Transportweg der Füllgefäße ist in Fig. 2a durch Pfeile angedeutet, während der Ausstoß der ausgesonderten Füllgefäße in Richtung des an der Ausstoßvorrichtung 49 eingetragenen Pfeiles erfolgt. Der spezielle Aufbau der Füllmaschine 40 , der Verschließmaschine 46 und der Ausstoßvorrichtung kann in jeder an steh bekannten Weise erfoLgen. Von Bedeutung für die Taktsteuerung der Füllmaschine ist es jedoch, daß die Füllmaschine 40 mit einem Mehrzahl im Umlauf 44 ständig umlaufender Füllelemente 2 ausgestattet ist, von denen jedeseii^^zu fül+- lendes Füllgefäß aufzunehmen vermag und daß diese durch die Füllelemente 2 gegebene Aufeinanderfolge der Füllgefäße auch durch den Austragstern 45, die Verschließmach ine 46, deren Austragsstern 47 und die Abtransportbahn 48 bis zur Ausstoßvorrichtung 49 aufrechterhalten bleibt. Treten bei der Füllgefäßbestückung der Füllelemente 2 irgendwelche Lücken auf, Sei es durch Freilassen des einen oder anderen Füllelementes 2 j.m Eiriiufstern 42 oder durch Füllgefäßbruch im einen oder anderen Füllelement -2 _} werden diese Lücken \/on der arfindungsgemäßen Steuereinheit erfaßt und angezeigt, es bleiben jedoch diese Lücken bis zur Ausstoßvorrichtung 49 hin be- stehen.

Im Umlaufweg der Füllmaschine 40 ist ferner im Bereich des Umlaufs 44, in welchem die zu füllenden Füllgefäße mit Druckgas beaufschlagt werden, eine Spritzeinrichtung 50 zur Behandlung de.- Fülle lerne nte mit Druckwasser fest angeordnet. Bie besteht zweckmäßige*-

weise aus mehreren an einem oder mehreren Spritzrohren angebrachten Düsen und Auslöseelementen, die angesteuert von der elektronischen Steuereinheit bei Füllgefäßbruch zeitweilig Spritzstrahlen

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freigeben. Letztere sind im wesentlichen gegen den Flüssigkeitsauslauf am Füllelement, die Füllgefäßzentrierung und den Füllgefäßteller gerichtet und beseitigen daran haftende Scherben und Splitter

Der Füllmaschinenumlauf kann im wesentlichen in drei Teile I - III unterteilt werden. Der Bereich I beginnt mit der Abzugszone und endet bei dem Füllelement, das die Vorspannzone verläßt. Der Bereich II umfaßt die gesamte Füllzone, während der Bereich III, beginnend bei den Signalgebern S-] und Sg, den Vorspannbereich umfaßt, wobei die Signalgeber S-j und S£ zweckmäßigerweise am stationären Teil der Füllmaschine angeordnet sind.

Anhand der Darstellung in den Fig. 2 b - 2 h soll der Bearbeitungsablauf eines Füllelementes 2 näher erläutert werden. Befinden sich beispielsweise die Füllelemente Nr. 1-10 und 23 - 24 im Bereich I und steht in diesem Bereich das Füllelement Nr* Zk unter dem Steuerbock "Vorspann auf¹¹ und gibt die Kurvenscheibe am Einlaufstern kZ gleichzeitig den zugehörigen Signalgeber S-j für den Maschinentakt frei, so werden die Ventile Nr. 23» Zk und 1-10 zwangsweise geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt ist der den jeweiligen Maschinenumlauf registrierende und beispielsweise durch einen am Füllelement Nr. Zk angeordnetei Nocken betätigte Signalgeber S2 und der den vorgegebenen Teilungsabstand der einzelnen Füllelemente 2 erfassende Signalgeber S-( gleichzeitig belegt (Fig. 2 b). Die ablaufende Flanke des Signals des nächsten Maschinentaktes verschiebt die Position der geschlossenen Füllelemente um eine Stelle. Es sind dann die Füllelemente Nr. Zk und 1-11 zwangsweise geschlossen (Fig.2c). Aus dieser Erläuterung wird deutlich, daß es sich bei dem Bearbeitungsablauf um eine Art von Schieberegisterfunktion handelt. Da die ansteigende Flanke des Signals keine Auswirkung hat, d.h. von der Taktsteuerung nicht akzeptiert wird, wird erreicht, daß in jedem Taktzyklus die Signalleitung nur kurzzeitig aktiv ist. Mögliche Störungen bleiben während der übrigen Zeit wir-

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kungslos. Damit wird eine Störunterdrückung von 1 : 20 000 erzielt. Bei entsprechender Programmierung der elektronischen Steuereinheit können im Füllbetrieb auch nur die Füllelemente in der Vorspannzone und zwei Füllelemente in der Abzugszone zwangsweise geschlossen werden, während die Flüssigkeitsventile der übrigen im Bereich I befindlichen Füllelemente durch den Flüssigkeitsdruck geschlossen bleiben· Dadurch kann der Energie verbrauch erheblich reduziert werden.

Im Bereich I werden verschiedene Vorbereiteide Operationen für den Bereich II durchgeführt, die nachfolgend beschrieben werdei sollen: .

Im Füllwinkelbereich II wird das Gasablaßventil eines jeden elements nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitdatenblocks B₁ für den Beginn einer Schnellfüllung geöffnet und nach Ablauf eines weiteren vorgegebenen Zeitdatenblocks B_p zur Beendigung der Schnell füllung wiederum geschlossen (Fig. 2 d und e). Hierbei können B und B„ addiert und als gemeinsamer Zeitdatenblock von gegeben werden, wobei jedoch B„ mit einem sich an Form und Inhe des Füllgefäßes orientierenden Faktor multipliziert werden muß, falls die Summe von B₁ und B_? einen innerhalb der Gesamtfüllzed liegenden Wert überschreiten sollte. Um innerhalb der Schnellfi lung eine Beruhigung eintreten zu lassen, kann die Schnellfülli der Fülleleraente bzw· der Füllelemente aller Gruppen in einem ersten und zweiten Abschnitt erfolgen, wozu folgende Zeitdatenblocks vorgegeben werden*

B₁ ss Zeit vom Füllbeginn bis zum Beginn des ersten Schnellfüllens,

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Β,. = Zeit vom Füllbeginn bis zum Ende des ersten Schnellfüllens,

B₁ = Zeit vom Füllbeginn bis zum Beginn des zweiten Schnellfüllens,

B„ = Zeit vom Füllbeginn bie zum Ende des Schnellfüllens,

B_ a Zeit vom Belegen des Signalgebers 21 bis zum Schließen des Flüssigkeitsventils des Füllelements 2.

Im stationären Teil der Füllmaschine werden mittels Potentiometer Betriebs-Vörgabedaten eingestellt. Da die Potentiometer jederzeit veränderlich sind, d.h. auch in einen laufenden Füllvorgang hinein geändert werden könnten, würde dies zu Mehrfachschaltungen des Gasablaßventils führen und damit Füllhöhenungenauigkeiten zur Folge haben. Eine in der elektronischen Steuereinheit vorgesehene Prioritätslogik schließt diesen Zustand dadurch, aus, daß nur in einem Bereich, in dem das Gasablaßventil inaktiv ist, Betriebsvorgabedaten übernommen werden können. Die einmal errechneten und übertragenen Betriebs-Vörgabedaten bleiben für den laufenden FüllVorgang eines durch die Schieberegisterstellung definierten Füllelementes bis zum Abschluß des Füllvorganges unveränderlich. Auch Störeinflüsse auf den Übertragungswegen werden eliminiert. Der Füllwinkelbereich II beginnt für jedes Füllelement nach Verlassen der Vorspannzone, wobei in diesem Bereich alle Funktionen unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit der Füllmaschine sind. Zunächst wird auch hier eine Prioritätslogik wirksam und tibergibt die Betriebs-Vorgabedaten für eine erforderliche Füllhöhenkorrektur nur in einem Bereich, in dem der Flüssigkeitsventilkreis noch inaktiv ist. Die Betriebs-Vorgabedaten bestehen aus einem allen Füllelementen gemeinsamen Korrektur

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ORIGINAL INSPECTED

faktor und einem für jedes Füllelement spezifisch, zugeordneten Korrekturfaktor, die beide linear addiert werden können. Eine solche Aufteilung des Korrekturfaktors für verschiedene Korrektu aufgaben kann dann erforderlich werden, wenn verschiedene äußere Parameter auf den Füllvorgang einwirken, wobei diese äußeren Parameter in unterschiedlicher Art und Größe an den einzelnen Füllelementen auftreten» Es ist dann in Weiterbildung der Erfindung sinnvoll, bestimmte Korrekturfaktor-Teilbereiche in Abhängigkeit von den größeren Parametern zu verändern. Ein für jedes Füllelement individuell vorgebbarer Einzelparameter besteh beispielsweise in dem Sollwert für die Anstiegsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Füllgefäß. Für alle Füllelemente gemeinsame Parameter, die über gemeinsame Korrekturglieder vorgegeben werde können, sind beispielsweise Sollwerte für die Temperatur, die Flaschenart und den Flüssigkeitsdruck. Der jedem Füllelement eir zein zugeordnete Korrekturfaktor t_v kann je nach Vorrichtung bei laufendem Füller frei einprogrammiert werden und bleibt auch bed Ausfall der Versorgungsspannung über längere Zeit verfügbar.

In Ausnahmefällen ist es möglich, daß die Schnellfüllung der Füllgefäße zeitlich noch nicht abgeschlossen ist, jedoch die zulässige Füllhöhe bereits erreicht ist, beispielsweise bei gewolltem Schnellfüllen mit unempfindlichem Füllgut. Hierbei dürfi Korrekturfaktoren den Abschluß des Füllvorganges nicht verzögen Entsprechende Verriegelungen in der elektronischen Steuereinhei' verhindern diesen Fall. Ist jedoch ein Korrekturfaktor wirksam, so können je nach Vorrichtung kombinierte Faktoren wie Stellung der Potentiometer, Temperatur und Einzelkorrektur wirksam werde] Selbstverständlich muß im Füllbereich,.II ein Füllvorgang innerhi

T-V .-^-ϊ.:, " 3J

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" .. , ■ 3Q1994Q

einer festlegbaren Zeit abgelaufen sein· Dies allerdings unter _s der Voraussetzung, daß er überhaupt stattfinden konnte, woraus die Bedingung ableitbar ist, daß das Füllgefäß in der Vorspannzone gewesen ist· Das Signal, daß die Füllstelle mit einem Füllgefäß "besetzt ist, wird der Taktsteuerung von einer externen Logik übergeben. Im Normalfall kann über die Zeittoleranz für jedes einzelne Füllelement eine Funktionskontrolle durchgeführt und in den stationären Teil der Füllmaschine übertragen werden. Abweichend von diesem Normalfall kann ein Füllgefäß in der Füllzone platzen. Ein Füllgefäßzähler im Auslaufstern 45 stellt das fehlende Füllgefäß jedoch fest und durch einen Summenvergleich kann dieser Fall eliminiert werden» Ebenso ist durch einen Summenvergleich mit einer Füllhöhenkontrolle weit hinter dem Füller noch eine Lokalisierung fehlerhaft arbeitender Füllelemente möglich· In Fig. 2f ist der Zeitpunkt dargestellt, in dem von der Taktsteuerung das betreffende FüHelement abgefragt wird, ob der in das Füllgefäß -hineinragende Signalgeber belegt ist. Mögliche Abweichungen werden zurückgemeldet, Korrekturen durchgeführt (Fig. 2g), und der Steuermagnet für das Flüssigkeitsventil geschlossen (Fig. 2h).

Analog zum beschriebenen Füllbetrieb werden die weiteren Betriebsarten der Füllmaschine, wie Reinigen und Sterilisieren der Gas und Flüssigkeit führenden Teile von der Taktsteuerung abgearbeitet. Beim KlarspülVorgang wird Leitungswasser durch die Füllelemerite ins Freie geführt. Die Flüssigkeitsventile müssen zwischen der Abzugszone und dem Ende der Vorspannzone geschlossen sein. Innerhalb des Füllwinkelbereichs II müssen genauso viele Flüssigkeitsventile geöffnet sein, daß eine opti- * male Strömungsgeschwindigkeit erreicht wird, ohne daß ein zu

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hoher Druckanstieg im Flüssigkeitsbehälter der Maschine erreicht wird, wodurch alle Ventile geschlossen werden. Zu diesem Zweck regelt eine Druckfühleinrichtung mit dem Signalgeber S„ im Flüssigkeitsbehälter den "Spülwinkel" automatisch ein. Durch ein entsprechendes Außensignal wird dieser Zustand von der Taktsteuerung angefordert und abgefragt.

Bei einer Kreislaufreinigung sind die Füllelemente durch Spülhülsen nach außen hin. abgeschlossen, tia daß die Signalgeber 21 stand belegt sind. Trotzdem dürfen die Flüssigkeitsventile nicht schlie sen. Durch ein entsprechendes Signal, beispielsweise durch Abschalten eines Datenblocks B₁ oder B₃ oder B„, wird ein Programmabschnitt angewählt, der die Bedingung erfüllt, daß die Flüssigkeitsventile nicht schließen. Der Signalgeber S„ im Flüssigkeitsbehälter der Füllmaschine gibt Meßwerte, die zur Verarbeitung des Programmablaufs "Spülwinkel suchen" innerhalb der elektronischen Steuereinheit digitalisiert werden. Die Meßwerte können deshalb als Istwerte für eine Differenzdruckregelung (Spanndruck ί Fülldruck) verwendet werden, so daß ein geschlossener, Regelkreis gebildet wird.

Anhand des in Fig. 3 dargestellten detaillierten Schaltbildes füi eine Vielzahl Von Füllelementen, wobei für alle Füllelemente ein Füllelement 2 repräsentativ gezeigt ist, sollen Aufbau und Funktion dex- Taktsteuerung für die Füllelemente bzw. die Füllelementc aller Gruppen näher erläutert werden.

An dem Füllelement 2 ist ein Schalter 7» der während der Vorspanr zone wirksam geschaltet ist, sowie eine Sonde 21 angebracht. Zusätzlich ist strichpunktiert der Flüssigkeitswiderstand 8 dargestellt. Der Ausgang der Sonde 21 und der der übrigen Sonden der weiteren Füllelemente der rotierenden Gegendruck-Füllmaschine isi mit einem Frequenzgenerator 9 verbunden. Außerdem ist der Ausgang der Sonde 21 und der der übrigen Sonden über je ein Differenzier-

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■"30.1994Ef..

und Integrierglied 10 an den Eingang eines jeweils einer Sonde zugeordneten Sondenverstärkers 31 angeschlossen, der seinerseits über ein Potentiometer 33 mit dem Hingang eines Korrekturverstärkers verbunden ist. Der Ausgang dieses Korrekturverstärkers 32 wiederum ist über einen Optokoppler 100 mit einem ersten Abschnitt 101 eines Taktgenerators 101, 102 verbunden. Ohne Aufbau und Punktion der Taktsteuerung zu verändern, kann an den Ausgang der Sonde 21 anstelle des Schalters 7 das Signal eines über die Signalgeber S₁ und Sp gesteuerten Schieberegisters angeschlossen werden. Außerdem kann der Korrekturverstärker jZ und das Potentiometer 33 durch eine programmierbare Korrektureinheit ersetzt werden.

Bei der vom Ausführungsbeispiel der Fig. 3 angenommenen Vielzahl von Füllelementen der rotierenden Gegendruck-Füllmaschine sind die Füllelemente in mehrere Gruppen aufgeteilt, wobei jeder Gruppe mit einer wählbaren Zahl von Füllelementen ein Taktgenerator101, 102 zugewiesen ist. Dieser erste Abschnitt 101 des Taktgenerators 101, 102 schaltet, gesteuert von dem Signal 5\ des zweiten Abschni.tts 102 des Taktgenerators 101, 102, von einem Füllelement der Gruppe zum nächsten Füllelement weiter, so daß ein Arbeitszyklus alle Füllelemente einer Gruppe umfaßt. Die mehreren Gruppen der Füllelemente der Gegendruck-Füllmaschine werden somit unabhängig voneinander taktweise bearbeitet, wobei der Zyklusbeginn und das Zyklusende der selbständigen Taktsteuerung für jede einzelne Gruppe durch Synchronisationsmittel in gegenseitige Übereinstimmung gebracht werden.

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Der Arbeitszyklus einer Gruppe läuJTt so ab, daß. nacheinander jedes Füllelement über die durch den Optokoppler 100 mit dem Ausgang der Sonde 21 bestehende Verbindung in einzelnen Taktphasen bearbeitet wird, wobei die einzelnen Taktphasen von dem. zweiten Abschnitt 102 des Taktgenerators 1 01, 102 vorgegeben werden; der die; einzelnen Betriebs zustände abfragt. Am Ausgang des ersten Abschnitts 10.1 des Taktgenerator 101, 102 stehen die Signale E und D an, wobei das Signal D einmal über ein Negationsglied 130 geführt wird. Die Signale E und D 1 bzw. D 1 '(legiert)werden an die Eingänge von drei UND-Gattern 1 03"r 1 0.5 gelegt. Zusätzlich werden weitere Eingänge dieser UND-Gatter 103 - 105 mit vom zweiten Abschnitt 102 des Taktgenerators 101, 102 abgegebenen Zustandsgrößen cv, / bzw. £,_ beaufschlagt. Dieser zweite Abschnitt 102 des Taktgenerators 101, 102 steuert die folgenden Betriebszustände:

J Anschaltung des jeweils zu bearbeitenden Füllelements

an die elektronische Steuereinheit und Übernahme der Vorgabedaten B 1 - B 3, :

T Signalausgabe an die Magnete 22 bzw. 23 zum Schlies-

sen des Flüssigkeitsventils und des Gasablaßventils,

Vergleich der Zeit-Soll- und Zeit-lötwerte bei nicht belegter Sonde zwecks ETin- oder Ausschalten des Magneten 23 des Gasablaßventils, erforderlichenfalls Addition eines Ist-Wert-Zeittakt-Impulses, .

r" Löschung der Zeit-Istwerte für den Magneten 23 des

-"** Gasablaßventils bei belegter Sonde,

- 37 -.

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30.15.940,

<*r ft

ft- Λ A ■· *

- 37 --■■.

Vergleich der Zeit-Soll-und Zeit-Istwerte bei belegter Sonde für den Magneten 22 des Flüssigkeitsventils, erforderlichenfalls Addition eines Istwert-Zeittakt-Im-

Signalausgabe an Magnet 22 bzw. 23 des GasablaSventils

bzw. Flüssigkeitsventils zum Beibehalten der Schließstellung oder zur WiderÖffnung,

SYNC Synchronisationsie itung für die Übernahme neuer

Parameter, ...--"

Die Signale ψ_o. bzw, /„ werden zusammen mit dem Ausgangssignal E des ersten Abschnitts, 101 des Taktgenerators 101, .102.drei weiteren UND-Gattern 121- 123 eingegeben, denen zusätzlich noch Ausgangssignale von drei Vergleichsgliedern 109 - 111 zugeführt sind. Diese Vergleichsglieder 109 - 111 sind mit den Ausgängen dreier Istwert-Glieder 106 - 108 bzw. dreier Sollwert-Glieder 112 - 114 beaufschlagt. An den Ausgang für das Signal £ am zweiten Abschnitt 102 des Taktgenerators 101, 102 sind jeweils die Eingänge der drei Sollwert-Glieder ,112 - 114 eines jeden Füllelementes der Gruppe angeschlossen. Für die weiteren Füllelemente der Gruppe sind ebenfalls angeschlossen an den Ausgang des Signals ? deren UND-Gatter 121 ,an den Ausgang des Signals φ deren UND-Gatter

103, an den Ausgang'des Signals £ deren UND-Gatter 104, an den Ausgang des Signals φ deren UND-Gatter 105 und schließlich an den Ausgang des Signals $.deren UND-Gatter 122 tind 123. Während die Istwert-Glieder 106 - 108 zyklisch mit den Ausgängen der drei Und-Gliedern 103 - 105 beaufschlagt sind, sind an die Eingänge der dem repräsentativ gezeigten Füllelement 2 zugeordneten drei Sollwert-Glieder 112 - 114, die mit den Digitalausgängen der drei Analog-Digital-Wandler 11 5- 117 verbunden sind, die Eingänge der drei Sollwert-Glieder 112- 144 eines jeden Füllelements der Gruppe angeschlossen.

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Die drei Analog-Digital-Wandler 115 - 117 sind dagegen allen Füllelementen der Gruppe gemeinsam, zugeordnet, Zusätzlich sind die Eingänge der drei Sollwert-Glieder 112 - 114 mit dem Taktsignal 'J ., das zum jeweils nächsten zu bearbeitenden FüUelement weiterschaltet, beaufschlagt. Die Analogeingänge der drei Analog-Digital-Wandler 115 - 117 sind an drei Potentiometer 118 - 120 angeschlossen, die der Einstellung der jeweiligen äußeren Parameter dienen.

Die Vergleichsglieder 110 und 111 ergeben neben ihrer Signalangabe an die nachgeschalteten UND-Gatter 1p22 und 123 noch zusätzlich Signale an das vorgeschaltete erste bzw. dritte UND-Gatter 103 bzw. 105 ab. Die Eingänge zweier Speicher-Flip-Flops 124 und 125 sind an den Ausgang des einen UND-Gatters 121 angeschlossen, während die Eingänge der beiden Speicher-Flip-Flops 124 bzw. 125 mit den Ausgängen der beiden UND-Gatter 122 und 123 verbunden sind.

Die Ausgänge dieser beiden Spetcher-FUp-'Flops 124 und 125 wiederum sind über zwei Optokoppler 126 und 127 sowie zwei Verstärker 128 und 129 jeweils mit dem Magnet 23 für das Gasablaßventil bzv/. dem Magnet 22 für das Fl üssigke its ventil des Füllelements verbunden.

Mit diener Anordnung wird folgende Funktionsweise erzielt:

Wie bereits ausgeführt, läuft der Arbeitszyklus einer jeden Füllelement-Gruppe so ab, daß nacheinander der Betriebszustand für jedes Füllelernent in einzelnen Taktphasen festgestellt wird. Für die Füll— elemente aller Gruppen werden Zeitdaten vorgegeben,- die jeweils für die Bearbeitung eines Füllelementes, wahlweise für einen Arbeitszyklus, gültig sind. Dabei werden über die Sollwert-Glieder 112 - 114 die folgenden drei Zeitdatenblocks vorgegeben·.

• -39-

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3Q 1.594(1

B (Sollwert-Glied 112) = Zeit vom Füllbeginr. bis zum Beginn des

Schnellfüllens

B₀ · (Sollwert-Glied 113) = Zeit vom Füllbeginn bis zum Ende des

. Schnellfüllens

B (Sollwert-Glied 1Ϊ4) = Zeit vom Belegen der Sonce bis ;:um 3

. . Schließen des Fülle lernentes.

Diese Zeiten werden an den Potentiometern 118 - 120 analog eingestellt und über die Analog-Digital-Wandler 115- 117 in Hexa-Dezimal-Signale umgewandelt. Der Bearbeitungsablauf eines Füllelements entspricht für dieses Füllelement einem Zeittakt. Nachdem Durchlaufen eines Arbeitszyklus wird bei der erneuten Bearbeitung dieses Füllelementes der nächste Zeiütakt gegeben. Die Anzahl der Zeittakte stellt dabei den Zeit-Istwert dar, der von den Isrwert-Gliedern 106 - 108 abgegeben; wird. Der Meßkreis jedes Fülleiements ist dabei ständig in Betrieb und wird bei der Bearbeitung über den zweiten Abschnitt 102 des Taktgenerators 101, 102 angewählt und abgefragt. . -. . ■

Zur . Füllhöhenkorrektur wird die Sonde. 21 eines

FüUelernentes 2 durch den von der einlaufenden Flüssigkeit verursachten Flüssigkeitswiderstand 8 beim Erreichen der vorbestimmten Füllhöhe Kürzgeschlossen. Die korrigierte Füllhöhe im Füllgeräß wird erreicht, wenn vom Erreichen der vorbestimmten Füllhöhe, die mittels der elektronischen Steuereinheit vorgegebene Korrekturzeit und die dem Korrekturfaktor für die Füllhöhe entsprechende Vorgabezeit des Sollwert-Gliedes 114 abgelaufen sind. Zu'diesem Zeitpunkt schließt der Magnet 22 des Füllelementes 2 das Flussigkeitsventil, so daß mit der noch in das Füllgefäß nachlaufenden Flüssigkeit die tatsächliche Füllhöhe erreicht ist. .

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Das zwischen dem Sondenverstärker 31 und dem Korrekturverstärker angeordnete Potentiometer 33 dient der Korrektur von U η genau ig ketten im Füllverhalten und der Korrektur unvermeidlicher Toleranzen der elektrischen Bauteile in dem jedem Füllelement zugeordneten Meßkreis.

Anhand des in Fig. 4 dargestellten zeitlichen Ablaufs des Füllvorganges unter einem Füllelement wird die Funktion der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 verdeutlicht. Diese Darstellung zeigt den zeitlichen Verlauf der Signale, die von der zentralen elektronischen Steuereinheit für die Auswerte- und Steuervorgänge angewählt werden.

Zeitpunkt t , wo die Vorspannzone erreicht ist, wird der Schalter 7 geschlossen und damit der Magnet 22 der Betätigungseinrichtung für das Flüssigkeitsventil zum Halten des Flüssigkeitsventils in der Schließstellung wirksam geschaltet. Zum Zeitpunkt t_Q, wo die Vor— spannzone beendet und der Spanndruck erreicht ist, wird der Schalter 7 wiederum geöffnet, wodurch der Magnet 22 unwirksam geschaltet und das Fluss igke its ventil zur Einnahme der Öffnungslage freigegeben wird. Zum Zeitpunkt t wird gleichzeitig über das Sollwert-Glied 1 12 mit Zeitverzögerung der Magnet 23 für das Gasablaßventil wirksam geschaltet und außerdem das Sollwert-Glied 113 zum Unwirksamschalten des Magneten 23 innerhalb einer vorgegebenen Zeit vorbereitet. Zum Zeitpunkt t schaltet der wirksam gewordene Magnet 23 das Gasablaßventil in Öffnungslage zur SehneUfüllung des Füllgefeißes. Zum Zeitpunkt t _} wo die Vorbereitungszeit des Sollwert-Gliedes 113 abgelaufen ist, wird der Magnet 23 unwirksam geschalte!, und das Gasablaßventil geschlossen. Zum Zeitpunkt t is.it die vorbestimmte Füllhöhe durch die Flüssigkeit innerhalb des

-in -

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ORiGlNAL INSPECTED

ι _

Füllgefäßes erreicht, so daß der Flüssigkeitswiderstand 8 die Sonde 21 belegt und die Vorgabezeit t des Sollwert-Gliedes 114 einschließlich der Zeit des Korrektur-Gliedes 32, 33 abgefragt wird. Zum Zeitpunkt ts ergeht nach Ablauf der abgefragten Zeit die Signalausgabe über den Speicher 1251 den Optokoppler 127 und den Verstärker 129 an den Magneten 22 zum Schließen des Flüssigkeitsventils. Zum Zeitpunkt t_ ist nach erfolgter Gefäßentlastung der Füllvorgang abgeschlossen, so daß das Gefäß vom Füllelement abgezogen wird. Die Sondenbelegung ist dadurch aufgehoben, so daß das Füllelement zum Füllen eines nachfolgenden Gefäßes bereitsteht und die Betriebszustände in vorbeschriebener Weise jeweils erneut abgefragt werden.

Die Taktsteuerung der Füllmaschine ist in vier Komplexe eingeteilt: Die Meßkreise, die Ausgabekreise, die Parameter und die zentrale Steuereinheit. Die Meßkreise für die Signalgeber sind Analogkreise, die auf definierte Ansprechwiderstände eingestellt sind, um einmal den Leitfähigkeitsbereich der meisten Flüssigkeiten - ausgenommen Destillate - zu Überdecken, um aber andererseits ein Ansprechen auf Schaum weitgehend auszuschließen. Gemessen wird im allgemeinen mit einer Wechselspannung um galvanische Effekte auszuschließen. Die Meßwerte werden in Schaltsignale umgewandelt und über Trennkreise, beispielsweise Optokoppler, . galvanisch entkoppelt, der elektronischen Steuereinheit zugeführt. Bei den Ausgabekreisen handelt es sich um Leistungsverstärker, die von der zentralen Steuereinheit über Trennkreise, ebenfalls beispielsweise Optokoppler, ihre Signale erhalten. Die eingegebenen Parameter, bei denen es sich im wesentlichen um Zeitvorgaben handelt, sind analoge Spannungssignale, die in der Taktsteuerung digitalisiert werden gemäß der Fig. 3 und über Trennkreise der zentralen Steuereinheit zugeführt

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werden. Die Schaltsignale, z.B. der Maschinentakt, der Synchronisationstakt usw., werden ebenfalls über Trennkreise geführt. Bei der zentralen elektronischen Steuereinheit handelt es sich um einen Rechner, in dem logische und arithmetische Operationen nach einem entsprechenden Programm ausgeführt werden. Nach Ablauf aller im Programm auszuführenden Operationen beginnt mit einem Synchronisations· impuls ein erneuter Prograramdurchlauf. Auf diese Weise wird der Füllvorgang für ein Füllgefäß, der durchschnittlich 5 sek. beträgt, in ca. 500 Einzelabläufen zerlegt. Bei einer Ftillmenge von 500 ml beträgt demnach die Füllgenauigkeit 1 ml. Jeder Programmdurchlauf, d.h. jeder Taktzyklus orientiert sich an den Daten, die von den vorhergehenden Taktzyklen generiert und im Arbeitsspeicher abgelegt wurden.

Da in jedem Füllzeitbereich, d.h. der Bearbeitungszeit eines Füllgefäßes, 500 Taktzyklen durchlaufen werden, kann jeweils ein Taktzyklus, wie bereits ausgeführt, in definierten Zeitabständen zum Übertragen von Informationsdaten über den Betriebszustand der Füllelemente aus dem Taktzyklus der Taktsteuerung zur Bildung eines geschlossenen Regelkreises verwendet werden, ohne die Ftillgenauigkeit wesentlich zu beeinflussen. Auf diese Weise ist ein ständiger Datenali stausch zwischen den rotierenden und den stationären Teilen der Füllmaschine möglich. Damit kann ein geschlossener Regelkreis f eine oder mehrere der Füllmaschine im stationären Teil oder außerha

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der Maschine zugeordneten Regeleinrichtungen, z.B. Regler oder Pumpen gebildet werden. Auf diese Art und Weise können ebenfalls zusätzlich geeignete Anzeigemittel den jeweiligen Betriebszustand der Füllmaschine darstellen.

In Fig. 5 sind schematisch anhand eines Flußdiagramms die abzuarbeitenden Operationen innerhalb eines Taktzyklus dargestallt, und werden nachstehend näher erläutert:

. Analog-Digital-Wandler für die Parameterabfrage,

2. . Ein-Äusgabe-Gruppen aktivieren und bisherigen Stand in den

Taktzyklus übernehmen,

3. Signalgeber für die Schieberegistersteuerung oder den Schalter am Füllelement abfragen, mit bisherigem Stand vergleichen und den Schieberegisterzustand einem evtl. neuen Stand anpassen,

4. einen Eins- aus Drei-Vergleich der Analog-Digital-Wandler-Daten vornehmen. Stimmt das neu eingelaufene Signal mit den Signalen aus den beiden vorausgegangenen Taktzyklen überein, so wird es akzeptiert und weiter verarbeitet,

5. Begrenzung der Vorgabe für die Füll höhe nkorrektur,

6. . funtkionale Addition der Betriebs-Vor gäbe da te η Für Gasablaßventil

Ein und Gasablaßventil AUS zu einem Sümmenfäktor für Gasablaßventil AUS und Begrenzung auf einen Maximalwert,

7. prüfen der Parameter Gasablaßventil EIN und Gasablaßventil AUS auf Unterschreiten vorgegebener Minimalwerte. Wird einer der Minimalwerte unterschritten, so überspringt das weitere Programm alle weiteren Funktionen bis zum Abschnitt Gasablaßventil AUS/Magnet für Flüssigkeitsventil EIN oder abhängig davon, welcher der Werte unterschritten wurde bis zum Abschnitt Gasablaßventil EIN / Magnet für Flüssigkeitsventil AUS (Schritt 16),

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S. Übernahme der Einzelkorrekturwerte für jedes Füllelement entweder aus einem Festwertspeicher oder aus einem dafür reservierten Bereich des Arbeitsspeichers. Anschließend lineare Addition der· zentralen Betriebs-rVorgabedaten und Einzelkorrektui—Daten .

9. Die Signalgeber der'KüLlelemente-i - 8 abfragen, mit dem Schieberegister verknüpfen und als Betriebszustandsdaten bereitstellen.

10. Eietriebszustand für den Signalgeber des Füllelements 1 abfragen. Ist die Sonde frei, so folgt

11a. V'orgabedaten für Magnetsteuerung bereitstellen und

12a. Vergleich durchführen zwischen der Vorgabe Gasablaßventil AUS und dem Istwert der abgelaufenen Zeit, ist die abgelaufene Zeit unterschritten, so folgt

13a. Vergleich des Vorgabewertes Gasablaßventil EIN mit dem Istwert der abgelaufenen Zeit. Ist die Istzeit + 1 unterschritten, so folgt

14b. das Signal Gasablaßventil EIN laden. Resultiert aus dem Vergleich der Vorgabe Gasablaßventil AUS mit dem Istwert der abgelaufenen ZeR, daß die.Zeit überschritten wurde, so folgt

b. Zeit-Istwert für den Magneten des Flüssigkeitsvcintils löschen und das Signal Gasablaßventil AUS laden. Resultiert aus der Abfrage des Betriebszustandes des Signalgebers des Füllelements 1 , daß der Signalgeber belegt ist, so folgt

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b. Vorgabedaten für die Gasablaßventilsteuerung für den nachfolgenden Füllvorgang bereitstellen und

b. Zeit-Istwerte für das Gasablaßventil löschen.

c. Durchführung des Vergleichs Vorgabemagnet für Flüssigkeitsventil 1 mit dem Istwert der abgelaufenen Zeit. Ist der Istwert unterschritten, so folgt

c. Istzeit + 1 bilden und Signalmagnet für Flüssigkeitsventil AUS laden.

Ist der Istwert der abgelaufenen Zeit überschritten, so folgt

b. Signal für Magneten des Flüssigkeitsventils EINladen.

Anschließend werden die Füllelemente 2, 3 und h in gleicher Weise abgearbeitet und die Ausgabeelemente für die Ventile 1-4 mit den korrigierten Signalen geladen. Daraufhin werden die Füllelemente 5-8 ebenfalls in gleicher ¥eise abgearbeitet und die Signalgeber der Füllelemente 9 - 16 abgefragt usw.

Sind alle Füllelemente abgearbeitet, so geht der Rechner in eine Warteschleife. Die Warteschleife wird dann beendet, wenn ein von der Programmlänge unabhängiger taktsynchroner Impuls auftritt, der den Beginn eines neuen Taktzyklus, beginnend mit dem Schritt 1 veranlaßt. Sind mehr Füllelemente anzusteuern als in einer Gruppe bearbeitet werden können, so wird eine Gruppe als Leit- oder Führungsrechner und die weiteren Gruppen jewd-ls als Folge- bzw. Sate'liten-Rech.ner betrieben.

Das Blockschaltbild in Fig. 6 zeigt schematisch eine derartige Gruppenanordnung mit Leit- und Folgerechner.

Der Leitrechner 12.1 ist mit einem Taktgenerator 11.1 sowie wechselseitig mit einem, einen Festwertspeicher (PROM) und einen Schreib-/

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Lesespeicher (RAM) umfassenden Speicherbereich 13» 1 sowie, einer Ein-Ausgabe-Steuerung 15·1 verbunden. Die Ein-/Ausgabe-Steuerung 15.1 ist ein- und ausgangsseitig mit den Signalgebern und Steuermagneten der Füllelemente E₁ und A- der Gruppe verbunden. Weiterhin ist die Ein-/Ausgabesteuerung 15.1 mit einem Parameterglied k_t den beiden im stationären Teil der Füllmaschine angeordneten Signalgebern S- und S„, dem im Flüssigkeitsbehälter angebrachtem Signalgeber S_ sowie ausgangsseitig mit einer Anzeigeeinheit 17 verbunden. Zusätzlich werden von der Ein-/Ausgabesteuerung 15»1 Syn— chronisationssignale an den Folgerechner 12.2 abgegeben. Der Folge rechner 12.2 ist ebenfalls mit einem Taktgenerator 11.2 sowie wech

13.2
seitig mit einem SpeicherbereichjT-cLer ebenfalls einen PROM und RAM umfaß% und einer Ein-/Ausgabesteuerung 15.2 verbunden. Diese Ein-/ Ausgabe-Steuerung 15.2 ist an die Signalgeber und Steuermagneten weiterer Füllelemente E„ und A- der Gruppe angeschlossen. Zusätzlich werden von der Ein-/Ausgabe-Steuerung 15.2 Daten vom Folgerec an den Speicherbereich 13·1 de/Leitrechners übergeben. Vom Leitree ner 12.1 wiederum werden Daten an den Speicherbereich 13·2 des FoJ rechners abgegeben. Mit dem Synchronisationsimpuls werden vom Fol§ rechner 12»2 die gesamten Parameter und äußeren Zustandssignale ax

dem Leitrechner 12.1 übernommen, s0 daß im Folgerechner 12.2 der erste Programmabschnitt wie oben dargestellt nicht benötigt wird.

Folge- und Leitrechner werden synchron gestartet. Die Programmdurchlaufzeiten sind unter Einhaltung eines Sicherheitsabstandes kürzer als die jeweilige Folge der Synchronisationsimpulse. Im Rahmen des ständigen Datenaustausches zwischen Leit- und Folgerechner wird die nach Programmende eingeleitete Warte schleife des Leitrechners auf Anforderung des Folgerechners unterbrochen, um E gebnisse aus dem Folgerechner zu tibernehmen. In Abhängigkeit von

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der Art der Füllmaschine werden am Ende der Leitrechner-Wartesichleife Ergebnisse zum stationären Teil der Füllmaschine übertragen und bedarfsweise auf einem Datensichtgerät 17 zur Anzeige gebracht.

Die Art und Weise der Abarbeitung der einzelnen 3^<vüllelemente sowie der Datenaustausch zwischen dem Leit- und dem oder den Folgerechnern sowie zwischen dem rotierenden und dem stationären Teil der Füllmaschine ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Auch können die Feinfühligkeiten der Steuerung und Regelung den jeweiligen Erfordernissen angepaßt und weitere Anlagenteile wie Verschließmaschine und dgl. in die Taktsteuerung mit einbezogen und bei Füllgütern mit geringer oder ohne Leitfähigkeit, beispielsweise Spirituosen, Signalgeber in Form von Sonden verwendet werden, die nach dem Värmetönungsverfahren arbeiten.

Beim Vorbereitungsbetrieb der Füllmaschine zum Vorspannen des Flüssigkeitsbehälters, wobei die Flüssigkeitsventile sämtlicher Füllelemente geschlossen sein müssen, um Flüssigkeitsverluste beim Auffüllen des Flüssigkeitsbehälters mit Füllgut zu vermeiden, wird der Datenblock B_ durch ein entsprechendes Signal abgeschaltet und ein Programmabschnitt angewählt, der die Bedingung erfüllt, daß alle Flüssigkeitsventile schließen. Dieser Zustand bleibt unabhängig von zeitlichen Einflüssen so lange bestehen, bis für den Betriebsablauf "Füllbetrieb" der Datenblock B„ erneut wirksam geschaltet wird.

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Leers ei te

Claims

Seitz-Werke GmbH, 6550 Bad Kreuznach . P 2653 / G 265^ (Pat: Rf/AH - 22.05· 1980)

Taktgesteuerte Füllmaschine

Patentansprüche:

1.) Verfahren zum Betrieb einer Füllmaschine mit einem stationären und einem Füllelemente aufweisenden beweglichen Teil, wobei jedem Füllelement mindestens ein elektrisch betätigbares Ventil und ein Signalgeber, der durch das aufsteigende Füllgut in einem am Füllelement kurzzeitig zum Füllen angepreßten Füllgefäß betätigt wird, zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Betriebsabläufe einer Füllmaschine, wie Vorbereitungs-, Füll-, Reinigungs- und Sterilisationsbetrieb taktgesteuert von einer elektronischen Steuereinrichtung (i) in der Weise überwacht und beeinflußt werden, daß jeder Funktior.i ablauf in eine Vielzahl von Taktzyklen aufgeteilt wird und in jedem Taktzyklus Daten von den Signalgebern (S₁, S₂, 21 bzw. 7, 21) abgefragt, mit gespeicherten Daten für bestimmte Betriebszustände verglichen und die verschiedenen Stellglieder wie.Füllelement- Ventile (22, 23), Füllmaschinenantrieb, Ausstoßvorrichtung, Füllhöhenkontrollvorrichtung und dergleichen aktiviert werden.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Füllelemente (2) die Betriebsdaten in eine gemeinsame, mit den Anschlüssen der Signalgeber (21) sowie mit der Betätigungseinrichtung der Ventile (22, 23) der Füllelemente (2) verbundene elektronische Steuereinheit (i) eingespeichert

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,"* werden und mlttei der elektronischen Steuereinheit (1) bei

betriebsbereit geschalteten Füllelementen (2) die Betriebszustände des oder der Signalgeber (21) und des oder der Ventile (22, 23) eines jeden Ftillelements (2) während einer Taktphase eines alle Füllelemente (2) umfassenden, in einem vorgegebenen Zeitabschnitt ablaufenden Taktzyklus abgefragt werden, wobei der vorgegebene Zeitabschnitt einem Bruchteil der für den Ablauf eines Füllvorganges erforderlichen Zeit entspricht, und daß jeweils nach Ablauf eines Taktzyklusses ein neuer Taktzyklus beginnt und die bei der zyklischen Abfrage feststellten Daten der Betriebezustände in der elektronischen Steuereinheit

werden (1) gespeichert und mit den vorgegebenen Betriebsdaten vergXIcE und eine erforderlich werdende Signalausgabe an das oder die Ventile (22, 23) vorgenommen wird.

* 3·) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei

der jeweiligen zyklischen Abfrage eines jeden Füllelements (2 ' festgestellten und gespeicherten Signale unabhängig von der Anzahl der Taktzyklen bis zum Ablauf des Füllvorganges ge- speichert bleiben und dann gelöscht werden.

4._]_ Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Signalleitung des vom Füllgut zu betätigenden Signalgebers (21) eines Füllelementes (2) auch das Signal des Signalgebers (7) abgefragt wird.

5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfragung des Signalgebers (7) erfolgt, bevor der durch das Füllgut betätigbare Signalgeber (21 ) ein Signal abgibt.

6.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem * vom Füllgut betätigbaren Signalgeber (21) zugeordnete Meßkreis mit der Bereitschaltung der Füllelemente (2) ständig eingeschaltet ist.

7*) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Füllelement (2) Einzelparameter, beispielsweise der Sollwer-t für die Anstiegsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Ftillgefäß, vorgegeben werden.

8.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Parameter gemeinsam für alle Füllelemente, beispielsweise Sollwerte für die Temperatur--, die Ftillgefäßart und den Flüssigkeitsdruck, vorgegeben werden.

9·) Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 7 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter in jaiem Taktzyklus verändert werden können und am Zyklusanfang für den begonnenen Taktzyklus übernommen werden. .

10.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Prüfung der Parameter auf Änderungen und Übertragungsfehler durch einen von der elektronischen Steuereinheit (1) vorzunehmenden Vergleich mit den zuvor eingespeicherten Parametern erfolgt.

11.) Verfahren nach Aupruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragenen Daten eines Taktzyklus auf Übertragungsstörungen * bei längeren Leitungswegen durch einen Zwei- aus-Drei-Vergleich überprüft werden.

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12.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten über den Betriebszustand der Füllelemente (2) aus den Taktzyklen zur Bildung eines geschlossenen Regelkreises für eine der Füllmaschine im stationären Teil oder außerhalb der Füllmaschine zugeordnete Regeleinrichtung, z.B. eine Pumpe und/oder zu einer Kontrolleinrichtung, z.B. ein [ Datensichtgerät, übertragen werden.

13«) Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Füllelemente einer Füllmaschine in mindester zwei Gruppen von N-Ftillelementen aufgeteilt wird und daß mehreι Gruppen synchron bearbeitet werden.

14. ) Verfahrennach Anspruch 13> dadurch gekennzeichnet, daß für die Füllelemente bzw. die Füllelemente aller Gruppen folgende drei Zeitdatenblöcke, die für die Taktphase eines Füllelementeί (2) oder für einen Taktzyklus gelten, vorgegeben«herden:

B = Zeit vom Füllbeginn bis zum Beginn des Schnellfüllens,

B„ = Zeit vom Füllbeginn bis zum Ende des Schnell« füllens,

B„ = Zeit vom Belegen des Signalgebers (21) bis zum

, Flüs sigke.it sventil s de sr Schließen desY Füllelementes (2).

15·) Verfahren nach Anspruch 1*1-, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdatenblöcke B₁ und B addiert und als gemeinsamer Zeitdate] block vorgegeben werden, wobei B„ mit einem sich an Form und I: halt des Füllgefäßes orientierenden F'aktor multipliziert wird und die Summe von B₁ und B_ einen innerhalb der Gesam.tfüllzeit liegenden Wert nicht überschreitet.

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..3.01994Q

16.) Verfahren nach Anspruch Ik und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer eines Taktzyklus als ein Zeittakt betrachtet wird und bei der erneuten Bearbeitung des betreffenden Füllelements (2) der nächste Zeittakt gegeben wird, wobei die Anzahl der Zeittakte den Zeit-Istwert darstellt.

17·) Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß nach Ansprechen des durch das Füllgut betätigbaren Signalgebers (21) das Flüssigkeitsventil (22) unter Vorgabe eines Korrekturfaktors (t ) zeitlich verzögert geschlossen wird.

18.) Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kqrrekturfäktor (t ) jedem einzelnen Füllelement (.2) individuell zugeordnet ist*

19·) Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturfaktor (t ) allen Füllelementen der Füllmaschine gemeinsam zugeordnet ist. ·

20.) Verfahren nach den Ansprüchen 17 - 19» dadurch gekennzeichnet, daß dem Korrekturfaktor (t ) in jedem einzelnen Füllelement ein oder mehrere Korrekturfaktoren für andere Korrekturaufgaben zugeordnet sind.

21.) Verfahren nach den Ansprüchen 17 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder die mehreren Korrekturfaktoren für andere Korrekturaufgaben in einem jedem einzelnen Füllelement individuell zugeordneten Teilbereich und der Korrekturfaktor (t ) in einem allen Füllelementen der Füllmaschine gemeinsamen Teilbereich vorgesehen werden. *

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22.) Verfahren nach den Ansprüchen 19 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturfaktor-Teilbereiche in Abhängigkeit von äußeren Parametern verändert werden.

23·) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Taktzyklus abgefragten Betriebszustände der Füllelemente (2) gespeichert und daraus in der elektronischen Steuereinheit (1) Betriebsdaten für das Ende des Füllvorganges ermittelt werdi

2h.) Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronischen Steuereinheit (i) Betriebsdaten für jedes einzel: Füllelement (2) sowie Betriebsdaten für eine Gruppe von Füllele menten oder· für alle Füllelemente vorgegeben -werden, die bei de: arr'ythme ti sehen oder logischen Bearbeitungs schritten der elektronischen Steuereinheit (1) zur Bestimmung des Endes des Füllvorganges für jedes einzelne der Füllelemente (2) berücksichtigt werden.

25.) Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer vorgebbaren geringen Anzahl von Takten eines Arbeitszyklus die auf einem Einweg-Datenkanal vorgegebenen asynchronen Betriebsdaten synchronisiert und für Vergleichs- und Rechenoperationen gespeichert werden.

26.) Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer weiteren, vorgebbaren geringen Anzahl von Takten eines Arbeitszyklus von der elektronischen Steuereinheit (1) über einen Zweiweg-Datenkanal synchronisierte erfaßte Betriebsdaten über den im stationären Teil der Füllmaschineyerfaßten Teilfüllstand jedes einzelnen Füllgefäßes abgefragt werden.

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27·) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die taktgesteuerte elektronische Steuereinheit (i) Synchronisationssignale an andere in gleicher Weise aufgebaute Steuereinheiten abgibt und von diesen Steuereinheiten abgegebene Synchronsisationssignale empfängt und verarbeitet.

28.) Verfahren nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß die Füll elemente (2) der Füllmaschine in mindestens zwei Gruppen unterteilt sind und jede Gruppe selbständig taktgesteuert bearbeitet und der Zyklusanfang aller TaktSteuerungen synchronisiert wird.

29·) Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß alle zur Steuerung der Füllmaschine vorgesehenen und miteinander synchronisierten Taktsteuerungen mit gemeinsamen vorgegebenen Betriebsdaten und abschnittsweise getrennten erfaßten Betriebsdaten von mindestens einem zusätzlichen Signalgeber versehen werden.

30.) Verfahren nach Anspruch 29» dadurch gekennzeichnet, daß die von der Taktsteuerung jeder der Gruppen der Füllmaschine abgegebenen Betriebsdaten zu einem gemeinsamen Betriebssignal zusammengefaßt und einem oder mehreren Regelkreisgliedem und/oder einem oder mehreren Kontroll- oder Registrierexnrichtungen zugeführt werden.

31·) Verfahren nach den vorangegangenen Ansprüchen für Gegendruck-Füllmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zuordnung lediglich eines Signalgebers (21 ) zu hinein Füllelement (2) mit mehreren Ventilen (22, 23) bei der Abfragung die Stellung des Füllelements (2) zur Vorspannzone der Füllmaschine berücksichtigt wird.

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32.) Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des jeweiligen Füllelemerites (Z) zur Vorspannzone durch Abfragung der die Stellung des Füllelementes (Z) bestimmenden Signalgeber (S₁, S₉) erfolgt.

33·) Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer rotierenden Füllmaschine die Bestimmung der Stellung d< jeweiligen Füllelementes (2) zur Vorspannzone mittels eines einen jeden Umlauf der Füllelemente (2) registrierenden und am Anfang der Behandlungszone am stationären Teil der Füllma· schine angeordneten Signalgebers (S₁, S₉) und einer die Entf> nung des jeweiligen Füllelementes zum Anfang der Vorspannzon feststellenden Steuereinrichtung erfolgt.

3k.) Verfahren nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, d die Zeitdatenblöcke B₁ , B_?, B_ für die Ventilbewertung zu ei; Zeitpunkt eingegeben werden, wenn die dadurch zu beeinflusse Ventile (22, 23) inaktiv sind.

35·) Verfahren nach Anspruch 13> dadurch gekennzeichnet, daß für Füllelemente bzw. die Füllelemente aller Gruppen folgende Ze datenblöcke, die für die Taktphase eines Füllelementes (2) ο für «inen Taktzyklus jeweils vorgegeben werden:

B₁ =- Zeit vom Füllbeginn bis zum Beginn des ersten

I 3.

Schnellfüllens,

B₁, = Zeit vom Füllbeginn bis zum Ende des ersten Schnellfüllens,

B₁ = Zeit vom Füllbeginn bis zum Beginn des zweiten Schnellfüllens,

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B_ = Zeit vom Füllbeginn bis zum Ende des Schnollfüllens,

B„ = Zeit vom Belegen des Signalgebers (21) bis zum Schließen des Flüssigkeitsventils des Füllelementes (2).

36.) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch die Kombinatior der Merkmale:

a) eine synchron mit dem Umlauf* des rotierenden Teils der Füllmaschine nach Art eines Schieberegisters schrittgeschaltete Registrier- und Speichereinrichtung mit einer Anzahl von Registrierstellen und Speichern, die der Anzahl der im Umlauf befindlichen Füllelemente entspricht oder darauf einstellbar ist;

b) einer am rotierenden Teil der Füllmaschine angeordnete Tasteinrichtung mit auf Füllgefäßbruch ansprechenden und eine Füllgefäßverlust-Markierung in die Registrierurid Speichereinrichtung eingebenden Tastelementen;

c) eine Ausstoßeinrichtung im Bereich eines Austrageorgans der Füllmaschine, die bei Betätigung jeweils ein Füllgefäß aus der die Füllmaschine verlassenden Füllgefaßreihe ausstößt ; ·

d) eine Zählkette mit einer solchen Anzahl von mit Speicherelementen ausgestatteten Zählstellen, die ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der im Umlauf befindlichen Füllelementen, vermehrt um^iie erforderlichen Vorschubschritte zwischen der Anordnung des Tastelementes und der Anordnung der Ausstoßvorrichtung beträgt;

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e) die Zählkette ist zur Informationsübernahme an die Registrier- und Speichereinrichtung und zur Schaltimpulsgabe i dem Vorschubschritt-Abstand zwischen Tasteinrichtung und Ausstoßvorrichtung an eine Schalteinrich.tung angeschlosse die wiederum die Ausstoßvorrichtung betätigt.

37· ) Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüche 1 - 35» dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber (S--, S ) des stationären Teils der Füllmaschine und die Signalgeber (21) der Füllelemente (2) mit der Taktsteuerung einer elektronischen Steuereinheit (1) verbunden sind und daß die elel tronische Steuereinheit (i) zur Zustandserfassung und Zustar änderung mit den Stellgliedern wie Füllelementventile, Fülln schinen-Antrieb und dergleichen im stationären und rotierenc Teil der Füllmaschine verbunden ist.

38.) Anordnung nach Anspruch 37» dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (1) zur Zustandserfassung und Zustandsänderung der Füllelemente mit deren Flüssigkeit! ventilen (22) und wahlweise mit weiteren Steuerventilen (23 beispielsweise Gasablaßventilen bei Gegendruck-Füllmaschine] verbunden ist.

39· )Anordnung nach Anspruch 38» <4durch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit ( 1 ) überZ-weiweg-Datenkanäle mit einer Regeleinrichtung (5) verbunden ist, an die eingangsseitig ein Betriebsdatengeber und ausgangsseitig wahlweise ein Stellglied (6) angeschlossen ist.

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40.) Anordnung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß jeder vom Füllgut beeinflußbare Signalgeber (21) über einen Meßkreis mit der elektronischen Steuereinheit (1) verbunden ist und an dem Meßkreis ein weiterer Signalgeber (7) und ein für alle Meßkreise der Füllelemente bestimmter Frequenzgenerator (9) angeschlossen ist.

41.) Anordnung nach Anspruch 37 und 4θ, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der jeweilige Meßkreis als auch die Betätigungseinrichtung (128, 129) der Ventile (23, 22) der Füllelemente (2) über Optokoppler (126, 127) mit der Steuereinheit (1) verbunden sind.

42.) Anordnung nach Anspruch 39 t dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (6) über ein Parameterglied (4) zur Vorgabe bestimmbarer Einzelparameter oder Konstanten, beispielsweise von Zeitkonstanten mit der elektronischen Steuereinheit (1) verbunden ist.

43.) Anordnung nach den Ansprüchen 4θ - 42, dadurch gekennzeichnet, daß im stationären Teil der Füllmaschine mindestens ein Signalgeber für alle Füllelemente gemeinsam angeordnet ist, der mittel; optoelektronischer oder Hochfrequenz-Signale abgebender oder ähnlicher Signalgeber den jeweiligen Füllstand in dem zu füllens den Füllgefäß und/oder die Füllgeschwindigkeit in einer durch mindestens zwei Signalgeber gebildeten Meßstrecke ermittelt.

44.) Anordnung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß im rotierenden Teil der Füllmaschine mindestens ein kontinuierlich oder auf eine bestimmte festlegbare Füllhöhe ansprechender

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Signalgeber (21) an jedem Füllelement (2) angeordnet ist und in das kurzfristig an das Füllelement (2) angepreßte, zu füllende Füllgefäß hineinragt.

45.) Anordnung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßpunkte des Signalgebers im stationären Teil der Füllmaschine von der Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Teils der Füllmaschine abhängig sind.

46.) Anordnung nach Anspruch 45» dadurch gekennzeichnet, daß die d einzelnen Füllelementen (2) zugeordneten Signalgeber (21) im rotierenden Teil der Füllmaschine eine selbständige Meßstreck und/oder Bezugspunkte einer integrierten Meßstrecke sind.

47») Anordnung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber (21 ) Leitfähigkeitssonden oder Sonden zur kontinuierlichen Füllstandsmessung sind oder nach dem "Wärmetönungsverfahren arbeiten.

48.) Anordnung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die den Endfüllstand bestimmenden Steuerelemente aus Laufzeitgliedern bestehen, die wahlweise veränderbar oder fest einstellbar zu betreiben und einzeln oder hintereinander geschaltet angeordnet sind.

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ORIGINAL INSPECTED