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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer gewerb-
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lichen Reinigungsmaschine, insbesondere eines Geschirrspülautomaten
o. dgl.
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Gewerbliche Geschirrspülautomaten unterscheiden sich von Haushaltsgeschirrspülmaschinen
durch einen völlig anderen Verfahrensablauf und somit einer vollständig unterschiedlichen
Steuerung.
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Bei gewerblichen Geschirrspülautomaten erfolgt der Reinigungsvorgang
in nur wenigen Minuten, wobei die Waschlauge durch eine Hochdruckpumpe umgewälzt
wird. Eine Klarspülung mit heißem Wasser beendet den Waschvorgang.
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Bei herkömmlichen gewerblichen Geschirrspülautomaten ist es bekannt,
die wichtigsten Parameter wie Wassertemperatur, Zeitabläufe sowie Aggregatsbetätigungen
zu steuern bzw. zu regeln. Nach Befüllung der Maschine läuft deshalb das Waschprogramm
selbständig ab.
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Die Waschmittelmengenzufuhr ist abhängig von der Wasserhärte, die
örtlich unterschiedlich ist und der Art der Verschmutzung des zu reinigenden Geschirrs.
Als Meßwert dient hierfür der Leitwert der Waschlauge, der durch einen Laugenfühler
gemessen wird. Die Dosierung der Waschmittelmenge erfolgt dann in Abhängigkeit des
Leitwerts.
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In Anbetracht der Notwendigkeit des Umweltschutzes erscheint es erforderlich,
die Waschmittelmengendosierung mit höchster
Präzision durchzuführen,
um nur so viel Waschmittel zu verbrauchen, wie tatsächlich notwendig ist. In diesem
Zusammenhang ist es bei den bekannten Maschinen von Nachteil, daß diese nicht den
genauen örtlichen und Betriebsbedingungen anpaßbar sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsmaschine,
insbesondere eine gewerbliche Geschirrspülmaschine zu schaffen, die an die jeweiligen
Betriebszustände anpaßbar ist.
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Aufgabe ist es insbesondere, die Maschine in Abhängigkeit von der
jeweiligen Benutzungsart in optimaler Einstellung zu betrieben, wobei die Maschine
den variablen Bedingungen anpaßbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des
Anspruchs 1 gelöst.
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Ein wesentlicher Grundgedanke bei der erfindungsgemäßen Geschirrspülmaschine
liegt darin, daß durch eine elektronische Ablaufsteuerung sämtliche Maschinenparameter
miteinander in Verbindung gebracht werden und sich gegenseitig beeinflussen. Die
Waschmittelmengendosierung erfolgt deshalb vorzugsweise in Abhängigkeit der vorgegebenen
Wasserhärte, ggf. der Verschmutzungsart, der gewählten Waschtemperatur usw. Dabei
ist es bei der Erfindung von wesentlicher Bedeutung, daß eine Vielzahl der Maschinen-Betriebsparameter
in ihrer Größe variabel einstellbar und programmierbar sind. Dies hat den Vorteil,
daß die Maschine
zunächst genau an die örtlichen Gegebenheiten im
Hinblick auf die Wasserhärte und ggf. die jeweiligen betrieblichen Gegebenheiten
eingestellt und diese Einstellung jederzeit verändert werden kann. Darüber hinaus
können sämtliche Betriebsparameter wie Waschzeit, Waschtemperatur, Waschmittelmengendosierung,
Nachspülzeit, Nachspülmenge, Klarspülmitteldosierung usw. genau eingestellt und
in einem Programmspeicher festgehalten werden. Hierdurch erfolgt eine genaueste
Anpassung der Maschinenbetriebsdaten an die Einsatzbedinungen. Dabei ist es besonders
wichtig, daß die Maschinensteuerung jederzeit geändert werden kann, um beim Anwender
optimale Einstellungswerte zu erzielen.
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Gemäß der Weiterbildung der Erfindung nach Unteranspruch 2 ist es
von besonderer Bedeutung, daß als Ausgangskenngröße die Wasserdurchflußmenge durch
die Maschine dient.
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Hierzu folgende Erklärung: Bei bekannten Maschinen erfolgt die Wasserzugabe
dadurch, daß nach dem Hauptspülgang mit umgewälzter Waschlauge die Nachspülwassermenge
aus dem Nachspülboiler in Abhängigkeit des Wasserdrucks im Wassernetz zugegeben
wird. Das Nachspülwasser wird in einem Boiler aufgeheizt und durch den Druck im
Leitungsnetz aus dem Boiler herausgedrückt. Druckunterschiede im Wasserleitungsnetz
führen deshalb zu unterschiedlichen Mengen an Nachspülflüssigkeit aus dem Boiler.
Hieraus folgt, daß die Waschlauge für den nächsten Spülgang unterschiedlich stark
regeneriert bzw. verdünnt wird, da nur so viel über einen Überlauf abfließt, wie
Nachspülflüssigkeit zugegeben wird. Da
die Waschlauge während des
Hauptwaschvorgangs ständig gereinigt wird, wird die Waschlauge erst nach mehreren
Waschzyklen insgesamt aus der Maschine abgelassen. Die nicht genau geregelte Wasserzufuhr
bei den bekannten Maschinen hat deshalb den Nachteil, daß auch eine genaue, hiervon
abhängige Dosierung der Waschmittelmenge nicht möglich ist, da die Wassermenge nicht
erfaßt wird.
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Wie erwähnt, erfolgt bei den bekannten Maschinen die Waschmittel zugabe
in Abhängigkeit einer Messung des Leitwerts der Waschlaug durch einen Laugenfühler.
Die Messung des Leitwertes der Waschlauge kann oftmals verfälscht werden durch Elektroden-
bzw.
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Geberverschmutzungen, Temperaturerhöhungen der Waschlauge sowie Speiseresten
wie Soßen, Salze usw. Auch die bekannte Erfassung des Wasserstands mittels Elektroden
im Waschbehälter oder Druckschalter sind nicht ausreichend zuverlässig, da diese
Werte durc Verschmutzungen bzw. durch Veralterung der Membrane oder des Federsatzes
des Druckschalters unzuverlässig sind.
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Diese Unzulänglichkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch ausgeräumt,
daß grundsätzlich die der Maschine zugeführte Wassermenge mittels eines Wassermengendurchflußmessers
erfaßt wird.
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Damit ist immer die Füllmenge der Maschine genau vorgegeben. Die Zugabe
an Waschmittelmenge erfolgt deshalb in Abhängigkeit diese genauen erfaßbaren Wassermenge.
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Weiterhin ist beim Nachspülvorgang die durchfließende Wassermenge
genau bestimmt und nicht mehr vom Netzdruck abhängig, was zur Vermeidung von unnötigem
Wasserverbrauch und damit Energieverbrauch dient. Zur Dosierung der Waschmittelmenge
kann eine Leitwertmessung mit Temperaturkompensation herangezogen werden.
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Durch die erfindungsgemäße Möglichkeit der frei programmierbaren Maschinendaten
kann auch die Wassermenge für den Nachspülvorgang frei gewählt und programmiert
werden.
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Erfindungsgemäß lassen sich gemäß den Merkmalen nach Unteranspruch
5 sämtliche Betriebsparameter frei programmieren und im Programmspeicher ablegen.
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Gemäß der Ausgestaltung nach Unteranspruch 6 kann durch die erfaßbare
Wasserdurchflußmenge auch der Zeitpunkt der Regenerierung der Wasserenthärtungsanlage
sowie die Regenerierung selbst gesteuert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Selbstreinigungsprogramm,
eine Erfassung der fehlenden Waschmittelzufuhr.sowie ein Diagnose- und/oder Testprogramm
zur Kontrolle der Mikroprozessorsteuerung und/oder derMaschinenaggregate vorgesehen.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert und der Ablauf in der Figur schematisch dargestellt.
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Die Steuerung der erfindungsgemäßen gewerblichen Geschirrspülmaschine
erfolgt über einen Mikroprozessor 10.
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An die Ablaufsteuerung 11 sind eine Bedien- und Anzeigeeinheit 12
sowie vier Steckleisten 13 bis 16 angeschlossen, zur Erfassung der Betriebsdaten
(Steckerblock 13), des Anschlusses für eine externe Programmierung (Steckleiste
14), der Steuerungsleitung der Maschinenaggregate (Steckerblock 15) sowie der zusätzlichen
Steuerung der Enthärteranlage (Steckerblock 16).
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Die in der Figur dargestellten Anschlüsse sind wie folgt belegt: Steckerblock
13: Temperaturfühler Tank 17, Temperaturfühler Boiler 18, Wasserdurchflußmesser
19, Laugen- und Wasserstandsfühler 20; Steckerleiste 14: Anschluß für externe Programmierung
(hiermit ist eine Programmierung über Computersysteme möglich).
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Steckerblock 15: Netzanschluß, Vorlaufschalter 21, Einschalter 22
der Pumpe für Hauptwaschvorgang, Einschaltkontakt 23 der Pumpe für den Nachspülvorgang,
Ventilsteuerung 24 für den Wasserzulauf zum Maschinentank, Schaltkontakt 25 für
die Tankheizung, Schaltkontakt 26 für die Boilerheizung, Schaltkontakt 27 für die
Dosierung des Waschmittels, Schaltkontakt 28 für die Dosierung des Klarspülmittels,
Anschluß 29 für die Nachlaufphase.
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Im Steckerblock 16 sind vorgesehen: Anschluß 30 für Zugabe von Hartwasser,
Anschluß 31 für Abgabe von Weichwasser, Anschluß 32 für Regenerierventil, Anschluß
33 für Durchspülventil.
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Die einzelnen Grundfunktionen werden wie folgt gesteuert: Die Maschine
liegt über einen Netztrafo dauernd an Spannung. An der Bedien- und Anzeigeeinheit
12 wird mittels eines Ein-Tasters der Rechnerteil des Mikroprozessors 10 über ein
bistabiles Relais mit Spannung versorgt. Die Quittierung des Ein-Zustandes erfolgt
durch eine LED-Anzeige. Die Unterbrechung des Maschinenablaufs erfolgt über einen
einpoligen Relais-Kontakt. Nach dem Einschalten der Maschine erfolgt einmalig der
Füllvorgang des Tanks. Die für jede Maschine spezifische Wassermenge für den Waschtank
wird vom Hersteller vor Auslieferung fest einprogrammiert.
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Die Temperaturregelung bzw. -anzeige des Tankinhaltes erfolgt über
einen Zwei-Punktregler durch den Temperaturfühler 17. Dabei erfolgt die frei programmierbare
Sollwerteinstellung über ein 2-stelliges Display. Der Sollwertbereich liegt beispielsweise
zwischen 400 C und 850 C.
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Die Temperaturregelung des Boilerinhaltes für die Nachspülflüssigkeit
erfolgt über einen Zwei-Punktregler durch den Temperaturfühler 18. Die entsprechende
Sollwerteinstellung kann beispielsweise in einem Bereich von 580 C und 900 C frei
programmiert werden. Die Ablaufsteuerung kann so programmiert
werden,
daß eine Freigabe des Programmstarts erst nach Erreichen der vorgewählten Tank-
bzw. Boilertemperatur erfolgt. Sinkt die Boilertemperatur während des Programmablaufs
um mehr als z. B.
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5 K unter den Sollwert, so wird ebenfalls ein erneuter Programmstart
unterbunden, bis die Temperatur wieder den vorgewählten Wert erreicht hat. Die Tank-und
Boilerheizung werden gegeneinander verriegelt, um den Anschlußwert der Maschine
zu begrenzen bzw. niedrig zu halten. Dabei hat beim Aufheizen die Boilerheizung
Priorität gegenüber der Tankheizung.
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Die erfindungsgemäße Maschine kann in ihrem Programmablauf mit einem
automatischen oder manuellem Start ablaufen: Zur Automatik: Nach Einschaltung des
Gerätes wird an der Bedien-und Anzeigeeinheit das gewünschte Programm durch Drücken
der entsprechenden Taste gewählt. Es sind beispielsweise drei Programme P1 bis P3
vorgesehen, die im Programmspeicher einen bestimmten Ablauf gespeichert haben. Das
Schließen der Maschinenhaube bzw.
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Tür löst den Programmstart aus. Dabei wird durch ein 4-stelliges Display
(Min.: Sec.) die Gesamtlaufzeit des gewählten Programms angezeigt. Im Sekundentakt
wird die Anzeige dekrementiert, so daß immer die aktuelle Restzeit des laufenden
Programms angezeigt wird.
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Ein erneuter Programmstart ist erst bei erneutem Schließen der Haube
möglich. Das Öffnen der Haube bzw. Tür während des
laufenden Programms
unterbricht dieses. Ein neuer Start erfolgt durch Schließen der Haube bzw. Tür,
wobei das Programm von vorn beginnt. Dies gilt ebenso, wenn bei geschlossener Haube
ein Netzausfall stattgefunden hat.
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Sofern man die Automatik ausschaltet, kann das Programm nur nach dem
Druck auf eine der Programmtasten gestartet werden. Der übrige Ablauf folgt wie
beschrieben.
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Die Waschmitteldosierung kann entweder durch Handdosierung oder durch
eine automatische Dosierung erfolgen. Bei der Handdosierung erfolgt eine laufende
Überwachung des elektrischen Leitwertes der Waschlauge des Tankinhaltes. Bei Unterschreitung
eines Grenzwertes wird eine Warnlampe aktiviert.
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Gemäß der Erfindung wird bei der automatischen Dosierung der Waschmittelmenge
nach Feststellung der Wasserqualität am Aufstellungsort und event. der betrieblichen
Gegebenheiten (Verschmutzungsgrad) die notwendige Waschmittelmenge entsprechend
dem Wasserdurchsatz (Waschmittelmenge pro Liter Wasserdurchsatz) festgelegt. Proportional
dem vom Durchflußmesser 19 ermittelten Wasserdurchsatzes wird die Dosierpumpe 27
betätigt.
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Weiterhin kann eine automatische Dosierung über die zusätzliche Leitwertmessung
erfolgen. Hierbei wird der Leitwert der Waschlauge im Tank laufend gemessen. Bei
einer Unterschreitung des
Grenzwertes wird automatisch so lange
nachdosiert, bis der vorgegebene Grenzwert wieder erreicht wird. Die Leitwertmessung
erfolgt über die Elektrode 20, die Temperaturermittlung über den Fühler 17, die
Dosierung über die Dosierpumpe und einem Triac über den Anschluß 27.
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Eine Kontrolle der Waschmittel zufuhr kann dadurch erfolgen, daß nach
mehreren Nachdosiervorgängen keine Leitwertänderung festgestellt wird. In diesem
Fall wird die Warnung ~Waschmittelmangel" aktiviert.
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Für die Waschmitteldosierung wird rechnerintern eine Kennlinie abgelegt,
die die Beziehung zwischen geforderter Konzentration und des gemessenen Leitwertes
bei unterschiedlichen Wassertemperaturen festlegt. Hierdurch erfolgt die Ablaufsteuerung
der Waschmitteldosierung in Abhängigkeit dieser Werte (Temperaturkompensation des
Leitwerts).
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Grundsätzlich laufen sämtliche Programme der Maschine wie folgt ab:
Startbefehl; Vorlaufszeit, Waschzeit, Pause, Nachspülzeit, Pause, Nachlaufzeit,
Ende.
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Hierbei sind sämtliche Lauf- und Programmzeiten vom Hersteller bzw.
vom Kundendienst frei programmierbar. Bestimmte Zeiten, beispielsweise Waschzeit
des Programms 1, können auch vom Anwender eingestellt werden.
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Ein Programm kann wie folgt gestaltet werden: Nach Drücken der Programmtaste
wird mittels des 4-stelligen Displays die gewünschte Waschzeit eingestellt. Dies
kann beispielsweise von 10 Sec. bis 9 Min., 59 Sec. erfolgen.
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Nach erfolgtem Start beginnt die Vorlaufzeit von t = 3 Sec. Danach
erfolgt der Ablauf der vom Anwender eingestellten Waschzeit Das Display zeigt zunächst
die gesamte Laufzeit des Programms an Danach erfolgt eine Dekrementierung im Sekundentakt
bis zur Zeit 0.
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Die Pause zwischen dem Hauptwaschgang und dem Nachspülvorgang isl
einstellbar zwischen z. B. 1 und 15 Sec. Der Nachspülvorgang wirc programmiert zwischen
einer Zeit von z. B. 0 bis 31 Sec.
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Während des Hauptwaschvorganges wird die Nachspülmittel-Dosierpumpe
28 angesteuert.
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Nach dem Nachspülvorgang erfolgt eine Pause von beispielsweise 3 Sec.
Danach ist eine Nachlauf zeit von weiteren 3 Sec. für Sonderfunktionen (z. B. automatische
Haubenöffnung) vorgesehen.
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Die weiteren Programme unterscheiden sich prinzipiell nur dadurch,
daß beispielsweise sämtliche Lauf zeiten und Waschzeiten fest einprogrammiert sind.
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Die Erfindung sieht insbesondere die elektronische Füllmengenbestimmung
vor. Dies geschieht dadurch, daß die zulaufende Wassermenge aus dem Wassernetz über
einen Durchflußmesser 19 gemessen wird. Zum erstmaligen Füllen des Tanks wird die
Wassermenge je nach Maschinentyp mittels Anzeige am 4-stelligen Display vom Hersteller
fest einprogrammiert. Die vom Durchlaufmesser gemessene Wassermenge wird fortlaufend
aufaddiert.
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Beim Erreichen einer vorprogrammierten Gesamtwassermenge wird eine
LED aktiviert, um den Hinweis auf eine Regenerierung des vorgeschalteten Wasserenthärters
zu geben. Dieser Wert ist beispielsweise zwischen 1 und 250 hl einstellbar.
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Die Ablaufsteuerung sieht folgende Zusatzfunktionen vor: Ein manuelles
Waschen kann durch getrenntes Einschalten der Umwälzpumpe vorgenommen werden. Dies
geschieht durch eine Betätigung der gesonderten Taste. Das gleiche gilt für ein
manuelles Nachspülen durch Betätigung einer entsprechenden Taste. Danach erfolgt
eine Blockierung eines weiteren manuellen Nachspülvorgangs, um den Boilerinhalt
wieder aufzuheizen.
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Weiterhin ist ein Selbstreinigungsprogramm wie folgt vorgesehen: Nach
dem Ziehen des in der Maschine befindlichen Standrohrs wird die Türe geschlossen.
Der Start erfolgt durch einen entsprechenden Tastendruck an der Bedien- und Anzeigeeinheit
12. Alle Heizungen
bleiben ausgeschaltet und es erfolgt keine
erneute Füllung des Tanks. Die Waschlaugenpumpe 22 läuft abhängig von der Füllmenge
(Laufzeit 1 Sec. pro Ltr. Füllmenge) so lange, bis die Waschlauge nahezu abgeflossen
ist. Danach erfolgt ein Nachspülen, dessen Dauer einprogrammierbar ist.
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Die Maschinenfüllung geschieht dann wie beim Neustart.
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Weiterhin ist ein sog. Kundendienst-Programm vorgesehen, welches dazu
dient, die Maschine am Aufstellungsort für den Betrieb vorzubereiten. Hierbei sind
folgende Möglichkeiten der Programmierung bzw. Einstellung vorgesehen: - Überprüfung
bzw. Ergänzung der Programmlauf- und Pausenzeiten - Überprüfung bzw. Ergänzung der
Dosierdaten - Überprüfung bzw. Ergänzung der Füllmengen - Möglichkeit zur Füllung
des Boilers durch Betätigung einer Taste.
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- Einstellung der Regenerierzyklen.
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Ein weiteres Diagnoseprogramm sieht vor, daß eine Kontrolle sämtlicher
Anzeige- und Bedienelemente, eine gezielte Aktivierung aller Leistungsschalter.
Eine Überwachung der Temperaturaufnehmer mit Fehleranzeige und eine Funktionsüberprüfung
des Durchflußmessers erfolgt laufend während des Betriebes der Maschine. Dabei
werden
alle vom Rechner erkennbaren Fehler über das Display ausgegeben.
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Gemäß der Erfindung ist schließlich ein Programmablauf für den Regenerierungsvorgang
einer Wasserenthärtungsanlage vorgesehen.
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Die Aktivierung über die Elektroniksteuerung erfolgt dadurch, daß
beim Erreichen des Regenerierzyklus die Enthärteranlage aktiviert wird. Hierbei
ist insbesondere vorgesehen, daß die Elektronik den Enthärter steuert.
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Die Abspeicherung der Gesamtzahl der Spülvorgänge mit zugehörige Wasserverbrauch
ergibt wichtige Hinweise für den Betrieb und die Wartung der Maschine.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorzugsweise beschriebene Ausführungsbeispiel
einer Geschirrspülmaschine beschränkt. Sie kanr insbesondere auch für andere gewerbliche
Reinigungsmaschinen mit anderen Werkstücken wie z. B. Metzgereigeräte, Bäckereigeräte
usw. angewandt werden. Hierbei kann die erfindungsgemäße Reinigungsmaschine auf
die besonderen Gegebenheiten angepaßt unc umprogrammiert werden.
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