DE3512071C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wiegeanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 37 16 706 ist eine Wiegeanlage mit mehreren analog arbeitenden Wiegeeinheiten bekannt, bei der die analogen Ausgangssignale der Wiegeeinheiten über einen ersten Zeitmultiplexschalter, einen Analog/Digital-Wandler und von dort über einen zweiten Zeitmultiplexschalter in Form von digitalen Gewichtssignalen mehreren digitalen Gewichtswertverarbeitungseinrichtungen zugeführt werden. Eine Filterschaltung, welche dazu dient, das von den Wiege­ einheiten gelieferte Gewichtssignals, welches naturgemäß einem Einschwingvorgang unterliegt, möglichst rasch zu stabilisieren, ist bei der bekannten Wiegeanlage zwischen den ersten Zeitmultiplexschalter und den Analog/Digial- Wandler geschaltet.

Bei der bekannten Wiegeanlage werden der Filterschaltung vom Ausgang des ersten Zeitmultiplexschalters abwechselnd die Signale der einzelnen Wiegeeinheiten zugeführt. Der Filterschalter muß also in der Lage sein, zum einen die schwingenden Ausgangssignale einer jeden Wiegeeinheit zu stabilisieren, und zum anderen die transienten Umschalt­ vorgänge zwischen den Ausgangssignalen der einzelnen Wiege­ einheiten verarbeiten zu können. Dies führt dazu, daß insbesondere bei stark unterschiedlichen aufeinanderfolgenden Ausgangssignalen der Wiegeeinheiten das Ausgangssignal der Filterschaltung ein flasches Ergebnis liefert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wiegeanlage anzugeben, bei der auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten die Gewichtsmessungen sehr genaue Ergebnisse liefern.

Diese Aufgabe wird bei einer Wiegeanlage der vorausgesetzten Art dadurch gelöst, daß die Filterschaltung zwischen die Wiege­ einheiten und die Eingänge des ersten Zeitmultiplexschalters geschaltet ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Wiege­ anlage gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Wiegeanlage gemäß einer Ausführungs­ form der Erfindung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Teils der Fig. 2 und

Fig. 4 eine grafische Darstellung des zeitlichen Verlaufs von Signalen, wie sie beim Betrieb einer Wiegeanlage gemäß Fig. 2 und 3 auf­ treten können.

Die in Fig. 1 dargestellte Wiegeanlage gemäß der Erfindung enthält mehrere Sätze von analogen Wiege­ einheiten 1 und entsprechenden digitalen Rechenein­ heiten 3 sowie einen gemeinsamen Analog-Digital- (A/D-)Konverter 2, dessen Eingang über einen ersten Zeitmultiplexschalter 4 mit den Wiegeeinheiten 1 ge­ koppelt ist und dessen Ausgang über einen zweiten Zeitmultiplexschalter 5 mit den Recheneinheiten 3 ge­ koppelt ist. Die Anlage enthält ferner eine Takt- oder Steuerschaltung 6 zum Steuern der beiden Zeit­ multiplexschalter 4 und 5, wie unten noch genauer erläutert werden wird.

Bei der Wiegeanlage gemäß Fig. 1 werden die von den Wiegeeinheiten 1 unabhängig voneinander erzeugten Gewichtswerte dem ersten Zeitmultiplexschalter 4 gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten zuge­ führt. Der Zeitmultiplexschalter 4 greift diese Gewichtswerte sequentiell ab und liefert die dabei erzeugten Gewichtswertproben sequentiell an den A/D-Konverter 2, der die Analogwerte in Digitalwerte umsetzt. Die digitalisierten Proben werden dann nacheinander dem zweiten Zeitmultiplexschalter 5 zugeführt, der sie auf die entsprechenden Rechenein­ heiten 3 verteilt. Die Recheneinheiten 3 können in üblicher Weise aufgebaut sein und enthalten vorzugs­ weise eine Mittelschaltung, um niederfrequente Störkomponenten auszuschalten, wie es weiter unten noch erläutert werden wird.

Die in Fig. 2 beispielsweise dargestellte Wiegeanlage enthält drei Kettenförderer-Wiegeeinheiten 10, 12 und 14, bei denen zu wiegendes Stückgut über Förderbänder 16, 18 bzw. 20 zugeführt und beim Transport über ent­ sprechende Waagschalen 22, 24 bzw. 26 gewogen wird. Das Gewicht des Gutes, das sich jeweils auf den Waag­ schalen 22, 24 bzw. 26 befindet, wird durch Gewichts­ geber 28, 30 bzw. 32, die mit den Waagschalen 22, 24 bzw. 26 gekoppelt sind, erfaßt und die Gewichtsgeber 28, 30 bzw. 32 liefern analoge Gewichtswerte W 1, W 2 bzw. W 3 an eine Gewichtsanzeigeeinheit 34, die unten unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 noch genauer erläutert werden wird. Die Wiegeeinheiten 10, 12 und 14 enthalten ferner optische Detektoren 36, 38 bzw. 40 zur Wahrnehmung der auf die Waagschalen 22, 24 bzw. 26 geförderten Artikel, wobei Detektorsignalimpulse D 1, D 2 bzw. D 3 an die Anzeigeeinheit 34 geliefert werden.

In dem in Fig. 3 dargestellten Hauptteil der Gewichts­ anzeigeeinheit 34 (Fig. 2) werden die analogen Gewichts­ wertsignale W 1, W 2 und W 3 durch geeignete Filter 42, 44 bzw. 46 geformt und durch Verstärker 48, 50 bzw. 52 verstärkt. Die verstärkten Signale W 1, W 2 und W 3 sind in Fig. 4 in ihrer zeitlichen Lage bezüglich der Detektorsignale D 1, D 2 bzw. D 3 dargestellt.

Die Ausgangssignale W 1, W 2 und W 3 der Verstärker 48, 50 und 52 werden über normalerweise geöffnete Analog­ schalter 54, 55 bzw. 56, die jeweils einen Steueran­ schluß aufweisen, einem gemeinsamen Analog-Digital- (A/D-)Konverter 60 zugeführt. Ein Taktsignalgenerator 62 liefert einen Taktimpulszug P 0 an den A/D-Konverter 60 und drei Taktimpulszüge P 1, P 2 bzw. P 3 an die Steuer­ anschlüsse der Analogschalter 54, 55 bzw. 56. Der A/D-Konverter 60 bewirkt während der Dauer jedes Taktimpulses eine Analog-Digital-Umsetzung und die Schalter 54, 55 und 56 sind so ausgebildet, daß sie während der Taktimpulse P 1, P 2 bzw. P 3 schließen und die betreffenden Gewichtswertsignale W 1, W 2 bzw. W 3 zum A/D-Konverter 60 durchlassen.

Wie Fig. 4 zeigt, ist die zeitliche Lage der Im­ pulse P 0, P 1, P 2 und P 3 so gewählt, daß die Rück­ flanke des Impulses P 1 mit der Vorderflanke des Im­ pulses P 2 zusammenfällt, die Rückflanke des Impulses P 2 mit der Vorderflanke des Impulses P 3 und die Rückflanke des Impulses P 3 mit der Vorderflanke des Impulses P 1 und daß die Impulse P 0 jeweils mit der Dauer der Impulse P 1, P 2 bzw. P 3 zusammenfallen. Die Analogwertsignale W 1, W 2 und W 3 werden also durch die Impulse P 1, P 2 bzw. P 3 ohne gegenseitige Störung abgegriffen und unter Steuerung durch die Impulse P 0 in entsprechende Digitalwerte umgesetzt.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 besteht das Ausgangssignal des A/D-Konverters 60 aus einer Folge von digitalen Proben der Gewichtswerte W 1, W 2 und W 3, die zyklisch ineinander verschachtelt sind und über UND-Glieder 64, 66 und 68 Mittelwert-Recheneinheiten 70, 72 bzw. 74 zugeführt werden. Den UND-Gliedern 64, 66 und 68 werden die Taktimpulse P 1, P 2 und P 3 als erste Steuersignale zugeführt. Durch die Steuerung mit den Taktimpulsen P 1, P 2 und P 3, die auch die Abgreiferschalter 54, 55 bzw. 56 steuern, werden die UND-Glieder 64, 66 und 68 für die Dauer der jeweiligen Impulse P 1, P 2 und P 3 durchgeschaltet, so daß sie die entsprechenden digitalen Proben von W 1, W 2 bzw. W 3 durchlassen. Die Ausgangssignale der UND-Glieder 64, 66 und 68 bestehen also nur aus den digitalen Proben von W 1, W 2 bzw. W 3. Als zweite Steuereingangssignale werden den UND-Gliedern 64, 66 und 68 und die Detektor­ signale D 1, D 2 bzw. D 3 durch Verzögerungsglieder 76, 78 und 80 zugeführt, die eine Verzögerungsdauer von t 1, t 2 bzw. t 3 einführen. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Verzögerungszeiten t 1, t 2 und t 3 gleich den Zeitspannen, die die jeweiligen Wiegeeinheiten nach den Vorderflanken der Detektorsignale D 1, D 2 bzw. D 3 brauchen, um ihren stabilen Zustand anzu­ nehmen, in dem die betreffenden Gewichtswerte W 1, W 2 bzw. W 3 im wesentlichen konstant sind. Die Verzögerungs­ glieder 76, 77 und 78 sind außerdem so ausgebildet, daß sie ihr Ausgangssignal jeweils solange kontinuier­ lich abgeben, bis sie zurückgesetzt werden. Die digi­ talen Proben der Gewichtswerte W 1, W 2 und W 3 werden also unter Steuerung durch die Taktsignale P 1, P 2 und P 3 den Recheneinheiten 70, 72 bzw. 74 zugeführt, nachdem sich die Gewichtswerte W 1, W 2 bzw. W 3 stabi­ lisiert haben.

Da die Recheneinheiten 70, 72 und 74 in Aufbau und Arbeitsweise im wesentlichen gleich sind, wird im fol­ genden nur die Recheneinheit 70 näher erläutert.

In der Recheneinheit 70 liefert das UND-Glied 64 bei jedem Taktimpuls P 1 ein Ausgangssignal, welches eine digitale Probe des Gewichtswertes W 1 darstellt, an eine Addierschaltung 82. Die Addierschaltung 82 bildet mit einem Summenregister einen Akkumulator. Das Summen­ register speichert das Summenausgangssignal des Addierers 82 und gibt seinen Inhalt als Addenden für das nächste Eingangssignal an den Addierer 82 ab. Die dem UND-Glied 64 zugeführten Taktimpulse P 1 werden außerdem über ein UND-Glied 86 einem Zähler 88 zuge­ führt, der diese Impulse zählt und den Zählwert einem Vergleicher 90 zuführt, in dem der Zählwert mit einem vorgegebenen Wert n 1 verglichen wird, der in einem Register 92 gespeichert ist. Wie Fig. 4 zeigt, ist der Wert n 1 die Anzahl der Proben des Gewichtswertes W 1, die durch die Taktimpulse P 1 im stabilen Bereich von W 1 abgegriffen werden. Der Wert W 1 kann empirisch festgelegt werden und ist bei dem Beispiel gemäß Fig. 4 gleich 5. In entsprechenden Registern der anderen Recheneinheiten 72 und 73 werden entsprechende, geeignete Werte n 2 und n 3 eingestellt. Wenn der Zählwert des Zählers 88 den Wert n 1 erreicht, liefert der Ver­ gleicher 90 einen Steuerimpuls, der dem Verzögerungs­ glied 76 und dem Zähler 88 zu deren Rückstellung und außerdem dem UND-Glied 94 zu dessen Durchschaltung zugeführt wird. Der Wert n 1 vom Register 92 wird dadurch zu einem Divisor-Eingang einer Dividier­ schaltung 96 durchgelassen, deren Dividendeneingang der Inhalt des Summenregisters 84, also die Summe der n 1-Proben des Wertes W 1 zugeführt wird. Das Summenge­ wicht wird also im Dividierer 96 durch n 1 dividiert, so daß man einen mittleren Gewichtswert 1 erhält. Dieser gemittelte Wert kann durch seine geeignete, nicht dargestellte Anzeigeeinheit als Meßwert angezeigt werden. Die Recheneinheiten 72 und 74 liefern ent­ sprechende gemittelte Gewichtswerte 2 bzw. 3 zur Zeitmultiplex-Anzeige.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel enthal­ ten die Recheneinheiten eine Einrichtung zum Mitteln der abgegriffenen Gewichtswerte, die Erfindung ist selbstverständlich nicht hierauf beschränkt. Die Recheneinheiten können auch statt dessen oder zusätz­ lich eine Tarakorrektureinrichtung oder ähnliches enthalten. Ferner können die jeweiligen Recheneinhei­ ten unterschiedliche Funktionen aufweisen, da sie im wesentlichen unabhängig voneinander sind.

Claims (3)

1. Wiegeanlage mit

• - mehreren analog arbeitenden Wiegeeinheiten (1), die jeweils einen dem gewogenen Wiegegut entsprechenden analogen Gewichtswert liefern,
• - einem ersten Zeitmultiplexschalter (4; 54, 55, 56), dessen Eingängen die analogen Gewichtswerte von den Wiegeein­ heiten zugeführt sind,
• - einem mit dem Ausgang des Zeitmultiplexschalters gekoppel­ ten Analog-Digital-Konverter (2; 60) zum Umwandeln der analogen Gewichtswerte in digitale Gewichtswerte,
• - mehreren digitalen Gewichtsverarbeitungseinrichtungen (3; 70, 72, 74);
• - einem zweiten Zeitmultiplexschalter (5), der zwischen den Analog-Digital-Konverter (2) und die Gewichtswert­ verarbeitungseinrichtungen (3; 70, 72, 74) geschaltet ist,
• - einer Steuerschaltung (6) zum Steuern der Zeitmulti­ plexschaltung, und
• - einer Filterschaltung (42, 44, 46), die zwischen die Wiegeeinheiten (1) und den Analog-Digital-Konverter (60) geschaltet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschaltung (42, 44, 46) zwischen die Wiegeeinheiten (1) und die Eingänge des ersten Zeitmultiplexschalters (54, 55, 56) geschaltet ist.

2. Wiegeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ge­ wichtswertverarbeitungseinrichtungen eine Anordnung (70, 72, 74) zum Mitteln einer vorge­ gebenen Anzahl der vom zweiten Zeitmultiplex­ schalter gelieferten Zeitmultiplexgewichtswert­ proben enthalten.