DE3445937C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckregelung im Arbeitsluftkessel einer luftgepulsten Setzmaschine, bei dem ein vom Unterschied zwischen dem momentanen Druck im Arbeitsluftkessel und einem Sollwert abhängiger Anteil des von einem Gebläse zugeführten Luftstroms vor dem Arbeits­ luftkessel abgezweigt wird. Sie betrifft auch eine Vor­ richtung zur Druckregelung im Arbeitsluftkessel einer luftgepulsten Setzmaschine, gebildet aus einer Bypasslei­ tung, enthaltend ein Ventil, das abhängig von Abweichungen des Druckes im Arbeitsluftkessel von einem am Regler ein­ gestellten Sollwert mehr oder weniger geöffnet werden kann.

Aus der deutschen Patentschrift 28 23 148 ist ein automa­ tisches Steuerungsverfahren für elektro-pneumatische Naß- Setzmaschinen zur Trennung von Mineralgemischen, insbeson­ dere Kohle, durch die Pulsationsbewegung einer Trennflüs­ sigkeit bekannt, wobei die Trennflüssigkeit durch Druck­ luft in Pulskammern angeregt und gesteuert wird, und wobei die Pulskammern eine Meßeinrichtung zur Bewegungsmessung der Trennflüssigkeit aufweisen. Hierbei regeln die Meßwer­ te der Meßeinrichtung in Form von Analogsignalen über Grenzwertschalter nach Über- oder Unterschreiten der vor­ gegebenen Grenzwerte die Einlaßzeit der Luft und/oder die Auslaßzeit der Luft in die Pulskammern. Auf diese Weise soll die Pulsationsbewegung der Setzmaschine verbessert bzw. vergleichmäßigt und Luftdurchschläge verhindert wer­ den.

Aufgabe der Erfindung ist eine wartungsarme, sichere, mög­ lichst genaue und schnelle Druckregelung im Arbeitsluft­ kessel, die die unterschiedlichen Betriebszustände der Setzmaschine berücksichtigt und insbesondere bei Abwei­ chungen vom optimalen Betriebszustand den Druck im Arbeitsluftkessel so regelt, daß in jedem Betriebszustand eine optimale Schichtung erfolgt und ein Luftdurchschlag sicher vermieden wird.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Sollwert des Reglers automa­ tisch geändert wird, wenn bei einer Änderung des Betriebs­ zustandes der Setzmaschine eine Änderung des Drucks im Arbeitsluftkessel erforderlich wird.

Mit der erfindungsgemäßen Luftregelung wird die bisher übliche kombinierte Luftschaltung und Luftregelung über­ flüssig, was den Installationsaufwand reduziert. Ohne daß das Bedienungspersonal erst eingreifen muß, werden bei Ab­ weichungen vom normalen Betriebsverhalten rechtzeitig und maßvoll die Schritte eingeleitet, durch die sich eine Störung des Setzbettes vermeiden läßt.

Im ungestörten Betrieb bei Voll-Last ist der Druck im Arbeitsluftkessel am höchsten, beispielsweise bei vier Meter Wassersäule. Minimal sollte ein Druck anstehen, der unter dem Wert der Höhe der Luftkammer liegt, das heißt etwa bei einem Meter Wassersäule. Bei dem erfindungsge­ mäßen Regelverfahren soll der Luftstrom vom Gebläse so aufgeteilt werden, daß zwar der Druck im Arbeitsluftbehäl­ ter unter einen als gefährlich erkannten Wert absinkt, andererseits aber die Setzmaschine so nah als möglich bei ausgeschaltetem Pulsator im Arbeitszustand verbleibt, das heißt zum Beispiel Einlaßventile ständig geöffnet, Auslaß­ ventile geschlossen, wodurch ganz erheblich die Einschalt­ phase einer Setzmaschine verbessert wird, da die Luftkam­ mern der Setzmaschine sich teilweise gegen den statisch anstehenden Wasserdruck mit Luft füllen. Für jede zu er­ wartende Betriebsänderung kann eine angemessene Verände­ rung des Sollwertes automatisch vorgegeben werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung füh­ ren Änderungen in der Gutaufgabe zu einer Änderung des Sollwertes. Es hat sich erwiesen, daß hier ein verhältnis­ mäßig grobes Sollwert-Raster ausreicht. Die Sollwerte lie­ gen bei allen Störungen zwischen den Extremwerten, dem Betriebsdruck bei optimaler Fahrweise und dem Minimal­ druck, bei dem es bei ständig offenem Einlaßventil in der Luftkammer und laufendem Gebläse nicht zu einem Luftdurch­ schlag kommt, das Wasser aber auch nicht ganz die Luftkam­ mer ausfüllt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird während des Nachwaschens des Bettes ein hinreichend niedriger Sollwert aufgegeben. Es versteht sich, daß für Versuchszwecke alle Sollwerte auch extern vorgegeben werden können. Das Bett­ abwaschen, das zur Wartung einer Setzmaschine immer wieder erforderlich ist, kann als besondere Betriebsform der Setzmaschine angesehen werden. Ein Signalgeber erzeugt einen hinreichend niedrigen Sollwert für den Druck im Arbeitsluftbehälter, der, dem Regler aufgeschaltet, be­ wirkt, daß das Feldspatbett nicht zu sehr aufgewirbelt wird und sich somit abwaschen beziehungsweise der Feldspat verloren gehen kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann ein Sollwert erzeugt werden, bei dem bei ständig geöffnetem Einlaßven­ til und geschlossenem Auslaßventil der Luftkammer und lau­ fendem Gebläse die Luftkammern teilweise mit Luft gefüllt bleiben, aber nicht alles Wasser aus ihnen verdrängt wird. In diesem Zustand ruht die Setzmaschine völlig, es ist aber jederzeit ein sofortiges problemloses Wiederanfahren möglich, da die anderen Elemente während dieser Phase durchlaufen.

Vorrichtungsmäßig ist die Erfindung dadurch gekennzeich­ net, daß der Sollwert des Reglers veränderbar ist, daß Signalgeber vorhanden sind, die abhängig vom Betriebszu­ stand der Setzmaschine einen vorgebbaren Wert erzeugen, der während des Betriebs als neuer Sollwert auf den Regler aufschaltbar ist. Mit dieser Vorrichtung wird die Pulsa­ tion der Setzmaschine immer optimal den Betriebszuständen angepaßt. Über eine Bandwaage ließe sich beispielsweise der Sollwert auch analog dem Regler zuführen, um eine analoge Nachregelung des Luftdrucks und damit der Pulsa­ tion zu bekommen. Mit ihr ist auch eine Luftschaltung im herkömmlichen Sinne möglich.

Der in der Vorrichtung eingebaute, stetig wirkende elek­ trische Regler kann ein P, I, oder PI-Regler sein, weil das System genügend träge ist. Besonders vorteilhaft ist er als PID-Regler ausgebildet. Die Schieberstellung kann als Rückführung dem Regler aufgegeben werden.

In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Zeitverzögerungs- und/oder Integrationsglieder zwi­ schen Signalgeber und Regler vorhanden. Wenn die Änderung eines Betriebsparameters der Setzmaschine erst später zu einer Anderung der Setzbetthöhe führt, sollten bekannte Integrations- und Zeitverzögerungsglieder vorgesehen wer­ den. Beispielsweise vergeht eine bestimmte Zeit, bis eine verringerte Gutaufgabe - erkennbar an einem Signal einer Bandwaage - zu einer Abnahme der Setzbetthöhe führt, umge­ kehrt sollte ein verminderter Betriebsdruck bei einer reduzierten Setzbetthöhe nicht sofort wieder auf den maxi­ malen Werten erhöht werden, wenn das Signal von der Band­ waage einen für den optimalen Betrieb ausreichenden Materialantransport anzeigt, sondern es sollte so lange gewartet werden, bis sich ein höheres Bett aufgebaut hat.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung soll der Quer­ schnitt der Bypassleitung so groß sein, daß bei laufendem Gebläse ein Sollwert vorgebbar ist, der kleiner ist als der statische Gesamtwasserdruck in der Luftkammer. Dadurch kann allen Betriebsstörungen begegnet werden, ohne das Ge­ bläse abschalten zu müssen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß Grenzwertgeber vorhanden sind. Es kann damit abgesichert werden, daß bei bestimmten Betriebszuständen Sollwerte entstehen, die aus anderen Gründen unerwünscht sind und die weiter dafür sorgen, daß der Betriebszustand der Setz­ maschine in einem sicheren stabilen Bereich verbleibt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei Vorliegen mehrerer Signale von verschiedenen Si­ gnalgebern nur der kleinste Wert davon zur Sollwertbildung herangezogen wird. Auch diese Maßnahme dient zur Erhöhung der Stabilität.

Die Erfindung ist in der Zeichnung weiter erläutert. Die Figur zeigt die Regelung des Drucks im Arbeitsluftbehälter einer luftgepulsten Setzmaschine vom BATAC-Typ. In diesem Beispiel können vier Sollwerte während des Betriebs dem Regler aufgeschaltet werden.

Kernstück der Regeleinrichtung ist ein PID-Regler (1). Geeignet ist beispielsweise ein unter der Bezeichnung Digitric - D erhältlicher elektronischer Dreipunkt- Schrittregler mit digitaler Anzeige und digitaler Soll­ werteinstellung sowie analogem Sollwerteingang. Die Meß­ größe wird als elektrisches Signal von der Druckmeßein­ richtung (2) erzeugt, ebenso die Sollwerte von einer Aus­ wertestation (3).

Über die Leitung (4) wird die Gutaufgabe überwacht, zweck­ mäßigerweise durch ein Analogsignal der Bandwaage. Die Befehle zur Ventilsteuerung "Einlaß Auf" und "Auslaß Auf" erfolgen über die Leitungen (5 und 6). Die Sollwerte für die verschiedenen Betriebszustände werden einzeln in den Sollwertgebern (7, 8, 9, 10), vorgegeben. Bei fehlender Aufgabe wird dem Regler (1) beispielsweise durch (7) der Sollwert von 2,10 m Wassersäule, bei einer Aufgabe über 200 t/h ein Wert von 3,60, bei einer Aufgabe über 400 t/h ein Wert von 3,80 und schließlich beim Nachwaschen der in 10 eingestellte Wert von 3,40 m als Sollwert aufgeschal­ tet. Es ist nicht gesondert dargestellt, daß jeweils der kleinste Wert von den eingeschalteten Sollwertgebern den Sollwert im Regler (1) bestimmen muß. Die Strichlierung soll andeuten, daß auch andere Gefahrenzustände bei einer Setzmaschine überwacht und abgesichert werden können.

Zweckmäßigerweise werden der augenblickliche Druck (11) im Arbeitsluftbehälter ebenso wie die Aufteilung der Luft­ ströme, beispielsweise aus der Schieberstellung (12), an­ gezeigt.

Dem PID-Regler (1) wird die Schieberstellung mit Hilfe eines Drehwinkelgebers (13) signalisiert. Ein Grenzwertge­ ber (14) schränkt die Schieberstellung auf den kleinsten Wert (15) - bei dem der größte Arbeitsdruck erreicht wird - und auf den größten Wert (16) - bei dem über den Bypass bei laufendem Gebläse so viel Luft umgeleitet wird, daß die Maschine nicht mehr pulsiert - ein.

Ein weiterer Grenzwertgeber (17) ist für den Druck im Arbeitsluftbehälter vorgesehen. Die Stellung (18) ent­ spricht dem Höchstwert bei ordentlichem Betrieb, (19) dem geschlossenen Auslaßventilen eine nahezu vollständige Fül­ lung der Kammer mit Wasser zu erreichen.

Der Regler (1) erzeugt zwei Signale zum Öffnen (20) "weni­ ger Druck im Arbeitsluftbehälter" und Schließen (21) "mehr Druck im Arbeitsluftbehälter" des Magnetventiles (22) in der Bypass-Leitung; sie führen über zwei Und-Glieder (23 und 24) sowie zwei Nor-Glieder (25 und 26) zu dem Antrieb des Magnetventiles. Mit Hilfe eines Handtasters (Ein 27, Aus 28) kann das Ventil auch von der Schaltwarte aus direkt geschaltet werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Druckregelung im Arbeitsluftkessel einer luftgepulsten Setzmaschine, bei dem ein vom Unterschied zwischen dem momentanen Druck im Arbeits­ luftkessel und einem Sollwert abhängiger Anteil des von einem Gebläse zugeführten Luftstroms vor dem Arbeitsluftkessel abgezweigt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sollwert des Reglers automatisch geändert wird, wenn bei einer Änderung des Betriebs­ zustandes der Setzmaschine eine Änderung des Drucks im Arbeitsluftkessel erforderlich wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Änderungen bei der Gutaufgabe zu einer Änderung des Sollwertes führen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Nachwaschens des Bettes ein hinrei­ chend niedriger Sollwert aufgegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sollwert erzeugt werden kann, bei dem bei ständig geöffnetem Einlaßventil und geschlossenem Auslaßventil und laufendem Gebläse die Luftkammern teilweise mit Luft gefüllt bleiben, aber nicht alles Wasser aus ihnen verdrängt wird.

5. Vorrichtung zur Druckregelung im Arbeitsluftkessel einer luftgepulsten Setzmaschine, gebildet aus einer Bypassleitung, enthaltend ein Ventil, das abhängig von Abweichungen des Druckes im Arbeitsluftkessel von einem am Regler eingestellten Sollwert mehr oder weniger geöffnet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Reglers (1) veränderbar ist, daß Signalgeber (7, 8, 9, 10) vorhanden sind, die abhän­ gig vom Betriebszustand der Setzmaschine einen vor­ gebbaren Wert erzeugen, der während des Betriebes als neuer Sollwert auf dem Regler (1) aufschaltbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (1) ein PID-Regler ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Zeitverzögerungs- und/oder Integrations­ glieder zwischen Signalgeber und Regler vorhanden sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Grenzwertgeber (14, 17) vorhanden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Bypassleitung so groß ist, daß bei laufendem Gebläse ein Sollwert vorgebbar ist, der kleiner ist als der statische Ge­ samtwasserdruck in der Luftkammer.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorliegen mehrerer Signale von verschiedenen Signalgebern (7, 8, 9, 10) nur der kleinste Wert davon zur Sollwertbildung herangezogen wird.