DE3852716T2

DE3852716T2 - Mess-Mischeinrichtung für Flüssigkeiten und Pulver.

Info

Publication number: DE3852716T2
Application number: DE3852716T
Authority: DE
Inventors: Noboru Fuji Photo Film Higuchi; Chuzo Fuji Photo Fil Kobayashi; Keizo Fuji Photo Film C Matsui; Hiroshi Fuji Photo Film Ohnish; Shigeru Fuji Photo F Yamaguchi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2008-04-30
Also published as: EP0289048A2; CN88103591A; CN1042267C; EP0289048B1; EP0289048A3; US4830508A; DE3852716D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von fließendem Material und eine fließendes Material messende Mischvorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Flüssigkeits/Pulver Meßsteuerverfahren und eine Vorrichtung, die eine verbesserte Meßgenauigkeit, einen erweiterten Meßbereich und eine konstante Meßzeit haben. Die Zielsetzungen werden erreicht, indem sequentiell die Strömungsgeschwindigkeiten der zu messenden Stoffe auf der Grundlage einer beobachteten Größe verändert wird, die während des Messens erhalten wird. Wie es bereits erwähnt worden ist, betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Mischvorrichtung für Flüssigkeiten oder Pulver, um eine neue gemischte Flüssigkeit oder Pulver zu erzeugen, indem eine Vielfalt von Vorratsflüssigkeiten oder Vorratspulvern nach dem Messen dieser Flüssigkeiten oder Pulver vermischt wird.
Die Druckschrift FR-A-2366612 offenbart eine Dosiervorrichtung, die einen Vorratsbehälter, einen Empfangsbehälter, einen Strömungsregler und eine Erfassungseinrichtung, nämlich eine Skala, umfaßt, die mit dem genannten Empfangsbehälter verbunden ist, sowie eine Steuereinheit, die eine tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit mit einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit mit einem Komparator vergleicht und die Strömung des Reglers gemäß dem vorbestimmten Wert festlegt. Eine weitere Recheneinrichtung berechnet die tatsächlich fehlende Menge in dem Empfangsbehälter während des Verarbeitens. Für verschiedene, tatsächlich fehlende Mengen in dem Empfangsbehälter können entsprechende Strömungsgeschwindigkeiten im voraus ausgewählt werden, beispielsweise entspricht für 100 g die Strömungsgeschwindigkeit 50 g/sec, entspricht für 10 bis 100 g die Strömungsgeschwindigkeit 5 g/sec und entspricht für 5 g die Strömungsgeschwindigkeit 1 g/sec. In Abhängigkeit von der fehlenden Menge in dem Empfangsbehälter werden entsprechende Schalter betätigt, von denen jeder einer vorgewählten Strömungsgeschwindigkeit entspricht. In D1 müssen jedoch, wenn unterschiedliche, fließfähige Materialien verwendet werden, neue vorausgewählte Werte eingegeben werden.
Die Druckschrift "Proceedings of the Institution of Elektrical Engineerings, Bd. 121, Nr. 12, 12, 1974, S. 1585- 1588" beschreibt ein Schema, in dem eine Fuzzy-Logik verwendet wird, um eine Anlage zu steuern, wie eine in einem Labor gebaute Dampfmaschine. Der Algorithmus wird als ein Dolmetscher eines Satzes von Regeln ausgeführt, die als Fuzzy Bedingungsanweisungen ausgedrückt sind. Diese Durchführung bei einem digitalen Rechner wird on-line verwendet, um die Anlage zu steuern.
Die Druckschrift BBC Nachrichten, Bd 51, Nr. 1, 1/1969, S. 27-31; H. Brand "Elektronische Steuerung einer Dosieranlage für die Gummiindustrie" zeigt eine Vorrichtung zum Dosieren mehrer Pulverbestandteile durch Wiegen und verschiedener, flüssiger Bestandteile durch Dosierpumpen, die über eine Verteilungsführung zu einer Mischvorrichtung geleitet werden.
Eine Flüssigkeit kann durch die Verwendung einer Vielzahl von Systemen gemessen werden, wie ein Wägesystem (beispielsweise eine Wägezelle), ein Drucksystem (beispielsweise ein Wandler für den Differenzdruck), ein Mengensystem (beispielsweise ein Ovalflußmeter) usw. Zum Messen eines feinpulverisierten Körpers oder feinen Pulvers ist das Wägesystem bekannt, das hauptsächlich eine Wägezelle oder ähnliches verwendet.
In allen diesen Systemen jedoch wird die Meßsteuerung auf der Grundlage durchgeführt, daß die Strömungsgeschwindigkeit konstant ist. Ein Meßsteuersystem mit geschlossenem Regelkreis, bei dem die Strömungsgeschwindigkeiten aufeinanderfolgend verändert werden, fällt nicht unter das oben beschriebene Konzept.
Zum Zweck des Erhöhens der Meßgenauigkeit sind in der Vergangenheit die folgenden Techniken verwendet worden.
Bei einer ersten Technik, wie sie beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 148019/1981 beschrieben ist, ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit zwischen zwei Stufen, und die Messung wird durch ein Umschalten auf eine langsame Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe des Sollwertes vorgenommen.
Bei einem ersten Beispiel der ersten Technik weisen zwei Arten von Einrichtungen unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten auf. Das Umschalten zwischen den beiden wird ausgeführt, wenn die Abweichung zwischen dem Sollwert und dem tatsächlichen Meßwert einen bestimmten Bedingungswert erreicht. Bei einem zweiten Beispiel der ersten Technik weist eine einzige Einrichtung die Fähigkeit auf, die Strömungsgeschwindigkeit zu zwei Arten fester Bedingungen umzuschalten. Das Umschalten wird wie bei dem ersten Beispiel ausgeführt, wenn die Abweichung den gegebenenen Bedingungswert erreicht. Bei einem dritten Beispiel, das auf den Konzepten des ersten und zweiten Beispiels basiert, wird der Bedingungswert zum Befehlen des Umschaltens von dem vorhergehenden Meßergebnis abgeändert, indem eine Lernfunktion hinzugefügt wird, die als eine Softwarefunktion gezeichnet ist.
Bei einer zweiten Technik, wie sie in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung Nr. 29114/1982 geoffenbart ist, gibt es einen Einströmungspegel (auch als eine Höhendruckmenge bezeichnet), die als eine Anhaltebedingung für eine Messung verwendet wird. Die Meßtechnik ist derart ausgestaltet, daß die Messung vorhergehend in Vorwegnahme des Einströmungspegels angehalten wird. Bei einem ersten Beispiel der zweiten Technik hält die Messung an, wenn die Abweichung zwischen dem Sollwert und dem tatsächlichen Meßwert die bestimmte Bedingung erreicht. Bei einem zweiten Beispiel ist die Situation nahezu die gleiche wie die beim dritten Beispiel der ersten Technik. Jedoch wird der Bedingungswert zum Befehlen des Anhaltens der Messung durch eine arithmetische Berechnung geändert, der das vorhergehende, tatsächliche Meßergebnis zugrundeliegt.
Um eine sehr genaue Messung zu erreichen, ist die Meßeinrichtung, die bei der Meß-Mischvorrichtung für Flüssigkeit oder Pulver angewendet worden ist, bisher auf einen solchen Typ begrenzt gewesen, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit oder des Pulvers begrenzt und allgemein festgelegt ist. Die Meßeinrichtung von einem solchen Typ, daß die Strömungsgeschwindigkeit veränderbar ist, ist bisher noch nicht gesehen worden.
Wo Flüssigkeiten oder Pulver von einer Mehrzahl von Zufuhrbehältern einem anderen Behälter zugeführt werden, wird ein herkömmlicher Typ einer Meß-Mischvorrichtung für Flüssigkeit oder Pulver verlangt, bei dem die Meßeinrichtungen an den einzelnen Vorratsbehältern angebracht sind.
Wenn beispielweise ein Inhaltsmeßsystem verwendet wird, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, werden zwei getrennte Neßeinrichtungen für die beiden Arten von Flüssigkeiten oder Pulvern verwendet. Es werden zwei Steuereinheiten mit getrennten Steuerfunktionen für zwei Schleifen verlangt, um voraussagbar die Mengen zu steuern, die in den Mischbehälter fließen.
Eine "Flüssigkeitseinstellvorrichtung" und ein "Verfahren zum Zuführen von Flüssigkeit" sind in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung Nr. 74715/1981 bzw. der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 163426/1983 geoffenbart. Auf der Grundlage des oben beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung werden die Strömungsgeschwindigkeiten der Mehrzahl von Flüssigkeiten sequentiell mittels einer gemeinsamen Meßeinrichtung gemessen. Flüssigkeitszufuhreinrichtungen, die an den jeweiligen Behältern angebracht sind, um Flüssigkeiten auszutragen, werden durch unabhängige Steuerschleifen gesteuert.
Die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit oder des Pulvers unterscheidet sich nämlich gemäß der Menge an Flüssigkeit oder Pulver, die in dem Vorratsbehälter aufbewahrt ist, gemäß der Strömungsgeschwindigkeitscharakteristik des Ventils und entsprechend den Eigenschaften der Flüssigkeit oder des Pulvers. Deshalb kann eine äußerst genaue Messung mit dieser Steuerung nicht erwartet werden.
Diese Situation ist die gleiche bei einem Tankmeßsystem. Es wird verlangt, daß Stellglied-Absperrventile, die an den entsprechenden Systemen angebracht sind, durch Steuersysteme von unabhängigen Schleifen gesteuert werden.
Im Hinblick darauf, eine sehr genaue Messung zu erreichen, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, ein Umschalten zwischen zwei Strömungsgeschwindigkeiten gemäß einer vorbestimmten Meßabweichung durchzuführen, indem zwei parallele Ventile vorgesehen werden, deren Strömungsgeschwindigkeiten aneinander verschieden sind. Ein Umschalten zwischen den zwei Wegen wird bei einem vorbestimmten Unterschied zwischen der erwünschten und gemessenen Menge ausgeführt. In diesem Fall jedoch verlangt die Ausführung der Steuerfunktion die Steuerung von zwei Schleifen.
Der Grund dafür, daß man sagt, daß die Steuerfunktionen von zwei Kreisen erforderlich sind, ist, daß, wenn eine Steuereinheit vom steuernden Typ verwendet wird, zwei getrennte Steuereinheiten nicht notwendig sind, weil der Meßvorgang in der einzigen Steuereinheit gemacht werden kann. Von der Anzahl von Eingaben und Ausgaben und ebenso von der Software her werden jedoch die zwei getrennten Steuereinheiten verlangt.
Ferner ist in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung Nr. 148019/1981 und der japanischen, offengelegten Patentanmeldung Nr. 155412/1981 ein Steuersystem zum Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit von Pulvern oder Flüssigkeiten geoffenbart, indem eine vorbestimmte Periode bei dem nächsten Meßzyklus eingestellt wird, indem eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit aus dem gesamten auszutragendem Gewichten an zu messenden Substanzen bei einer gegebenen Anzahl von vorhergehenden Meßzyklen und von einer verlangten Zeit berechnet wird, und indem ferner eine Abweichung zwischen dieser mittleren Strömungsgeschwindigkeit und einem Sollwert erhalten wird.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Pulvers jedoch unterscheidet sich entsprechend den Restmengen der Pulver innerhalb der Vorratsbehälter und der Sollwerteigenschaften des Pulvers. Daher kann unter der gleichen Steuerfunktion die sehr genaue Messung nicht erwartet werden.
Um eine sehr genaue Messung von Pulvern zu erreichen, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden (japanische, offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 72015/1982), bei dem ein Umschalten zwischen den zwei Strömungsgeschwindigkeiten gemäß einer vorbestimmten Meßabweichung durchgeführt wird. In diesem Fall jedoch verlangt die Erfüllung der Steuerfunktionen die Steuerung von zwei Schleifen.
Jedoch wird bei der herkömmlichen Meßsteuerung das Umschalten durchgeführt, wie es oben erklärt worden ist, indem die Strömungsgeschwindigkeit konstant gemacht wird oder indem die Geschwindigkeit in zwei Stufen verändert wird. Jedoch treten dort die folgenden Schwierigkeiten auf, die der Meßsteuerung beim Stand der Technik zueigen sind, weil die Messung innerhalb eines gewissen Bereiches festgelegt ist.
Ein erstes Problem ist ein Fehlen der Meßgenauigkeit. Es ergibt sich eine Situation, wo die Genauigkeit wegen Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit unzuverlässig wird, die durch Störungen und Änderungen bei den Eigenschaften des zu messenden Stoffes bewirkt wird, ob er ein Fluid oder ein Pulver ist. In dem Fall der Eigengewichtübertragung werden die Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit in dem gemessenen Stoff erzeugt, der gemäß der Restmenge ausfließt. Diese Restmenge wird nachfolgend in dieser Beschreibung als der Höhendruckunterschied des gemessenen Stoffes bezeichnet, der in dem Behälter auf der stromaufwärtigen Seite des Meßpunktes angeordnet ist. Wenn jedoch der Druckhöhenunterschied groß ist, ist die Strömungsgeschwindigkeit im Übermaß des bestimmten Bedingungsbereiches, und die Genauigkeit wird dadurch verschlechtert. Diese Tatsache ergibt auch die Beschränkung der zulässigen Änderung des Druckhöhenunterschiedes. Um den Druckhöhenunterschied innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu erhalten, wird strikt verlangt, daß die Messung angehalten wird, oder alternativ, daß der Behälter auf der stromaufwärtigen Seite richtig mit Rohmaterial erneut beliefert wird. Dies erhöht zweitens auch die Kosten und bewirkt einen Verlust an Rohmaterial.
Insbesondere ändert sich das Fließvermögen eines hygroskopischen Pulvers oder eines Pulvers, das einer Brückenbildung ausgesetzt ist, in Abhängigkeit von den Umgebungsauf bewahrungsbedingungen. In einem System, in dem das Pulver verwendet wird, während es in den Vorratsbehältern aufbewahrt wird, ändert sich sein Fließvermögen gemäß den Änderungen bei den Umgebungsbedingungen, beispielsweise der Temperatur, der Feuchtigkeit und den Vibrationen, die durch Hilfsvorrichtungen hervorgerufen werden, wie ein Vibrator, ein Luft- Klopfer usw., die das Fließvermögen fördern sollen. Aus diesem Grund werden die Strömungsbedingungen unterschiedlich, und es folgt daraus, daß die Meßgenauigkeit verschlechtert wird. Um sich mit dieser Verschlechterung zu arrangieren werden Beschränkungen sowohl für die Speicherdauer als auch für die Umgebungsbedingungen auferlegt, unter denen die Vorrichtung eingebaut wird, um die Meßgenauigkeit beizubehalten. Dies erhöht als Ergebnis die anfänglichen Kosten und die Betriebskosten der Anlage.
Ein zweites Problem ist der eingeschränkte Meßbereich. Da die Strömungsgeschwindigkeit eingeschränkt ist, beträgt das Verhältnis des kleinsten zu dem größten meßbaren Meßwerte ungefähr 1:5. In einem 2-stufigen Strömungsgeschwindigkeitssystem ist das Verhältnis höchstens ungefähr 1:10. Der Grund dafür, daß der Meßbereich eng ist, wird nachfolgend erklärt. Selbst, wenn die Messung angehalten wird, fährt sich eine zusätzliche Menge an Material wegen einer Reaktionsverzögerung des Systems fort, zu fließen. Diese zusätzliche Einströmungsmenge wird durch die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt. Wenn daher der Sollwert klein ist, überschreitet die zusätzliche Einströmungsmenge eine garantierte Genauigkeit, und es folgt, daß der Meßbereich beschränkt wird. Alternativ kann die zulässige, zusätzliche Einströmungsmenge gesteuert werden, indem der Meßbereich unter der Bedingung verengt wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit konstant ist. Wo die gleiche Art von Flüssigkeit oder Pulver gemessen wird, sind mehrere Meßeinrichtungen notwendig, von denen jede ihren eigenen Meßbereich aufweist, aber diese Vervielfachung erhöht die Kosten der Einrichtungen. In Produktionsanlagen, die mit einer großen Vielfalt von Materialien umgehen, gibt es einige Meßsysteme von der Art, bei der das Verhältnis innerhalb des Meßbereiches höchstens in dem Fall von dem gleichen Rohmaterial ungefähr 1:100 ist. Deshalb ist es notwendig, die Meßeinrichtungen innerhalb eines Bereiches der Sollwerte aus zuwählen.
Ein drittes Problem ist die lange Meßzeit. Eine Meßzeit ist mit dem Sollwert verbunden. Wenn der Sollwert klein ist, ist die Meßzeit kurz, und umgekehrt. Wenn der Sollwert klein ist, unterliegt die Betriebszeit des Systems einer Streuung, wodurch die Meßgenauigkeit nicht sichergestellt wird. Dies führt auch zu einem engereren Meßbereich. Infolgedessen werden mehrere, passende Meßeinrichtungen gemäß den verlangten Meßwerten benötigt, wodurch die Anzahl der Einrichtungen erhöht wird. Im Licht des gesamten Systems wird zum Erzeugen einer neuen Mischung, indem mehrere, bereits gemessene Stoffen kombiniert werden, die Produktionsfähigkeit durch die Meßzeit bestimmt. Insbesondere ist bei einem rohrlosen Übertragungsproduktionssystem das Tragvermögen begrenzt.
Die oben beschriebenen Mängel ergeben ferner wirtschaftliche Nachteile in Größen des Einstellens der Anlage für das Verfahren. Bei dem Stand der Technik ist die Ausgestaltung derart, daß eine Mehrzahl von unabhängig gesteuerten Meßvorrichtungen in Übereinstimmung mit den Sollwerten vorgesehen werden und eine getrennte Meßeinrichtung für jedes Rohmaterial vorbereitet werden muß oder eine optimale Meßzeit wegen der Beschränkung des Produktionsvermögens liefern muß. Es wird auch eine getrennte Meßvorrichtung für jeden Vorratsbehälter verlangt. Daher wird das System komplex, und eine große Anzahl von Meßeinrichtungen muß verfügbar sein.
Die Situation ist die gleiche bei einem Meßsystem mit einem Flüssigkeitstank oder einem Pulvertrichter. Es wird verlangt, daß Absperrventile, die in einzelnen Systemen an Stellgliedern angebracht sind, durch unabhängige Schleifensteuersysteme gesteuert werden (vergleiche japanischen, offengelegten Patente Nr. 29114/1982, 163426/1983 und 74715/1981).
Die Meß-Mischvorrichtung für Pulver nach dem Stand der Technik ist mit den Meßeinrichtungen ausgerüstet, die an den einzelnen Vorratsbehältern angebracht sind, um die Pulver den Empfangsbehältern zuzuführen (vergleiche japanischen, offengelegten Patentanmeldungen Nr. 148019/1981, 155412/1981 und 72015/1982).
Demgemäß ist es im Hinblick auf die obigen Schwierigkeiten eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine Meßsteuervorrichtung und ein Verfahren für Flüssigkeiten und Pulver zu schaffen, die eine hohe Meßgenauigkeit erreichen können, ohne daß sie Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit ausgesetzt sind, die aufgrund von Störungen und Änderungen sowohl bei der Viskosität der Flüssigkeit oder der Fließfähigkeit des Pulvers erzeugt werden, einen breiten Meßbereich sicherstellen und die Messung innerhalb einer kurzen Zeitdauer durchführen, ohne von der Größe eines Sollwertes abzuhängen.
Diese Zielsetzung wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 7 erreicht.
Die genaue Meßsteuervorrichtung, die das System bildet, liefert eine Verringerung bei der Anzahl der mechanischen Elemente, erhöht die Fähigkeit der Anlage und verringert den Verlust an Rohmaterial.
Gemäß dieser Meß-Mischvorrichtung für Flüssigkeiten und Pulver ist das System konstruiert, indem eine Meßsteuereinheit verwendet wird, um die Messung in einer kurzer Zeit unabhängig von der Größe des Sollwertes durchzuführen. Dadurch wird die Anlage vereinfacht, das Produktionsvermögen erhöht und ein Verlust an Rohmaterialien folgt beträchtlichen, wirtschaftlichen Vorteilen:
(1) eine Abnahme der Anfangskosten, die sich von einer Verringerung der Anzahl von Vorrichtungen ableitet,
(2) eine Verringerung der erforderlichen Wartung, die der Abnahme der Anzahl von Vorrichtungen zugeordnet wird,
(3) eine verringerte Fehlerrate, die mit der verbesserten Zuverlässigkeit und der Verringerung der Anzahl von Einrichtungen verbunden ist, und
(4) eine Abnahme der Betriebskosten aufgrund der Verlustabnahme des Rohmaterials.
Die oben beschriebene Zielsetzung wird durch eine Meß- Mischvorrichtung für Flüssigkeit oder Pulver erreicht, in der eine kleine Anzahl von Meßsteuereinheiten vorübergehend die Strömungsgeschwindigkeit bei geschlossenem Regelkreis verändern, wenn eine Flüssigkeit oder Pulver gemessen wird.
Die Meß-Mischvorrichtung für Flüssigkeit oder Pulver gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus den folgenden Komponenten zusammengesetzt.
(1) Ein Vorratsbehälter (oder Tank): dieser Behälter ist zum Aufbewahren von Flüssigkeit oder Pulver konstruiert, das gemessen werden soll, und weist ein Fassungsvermögen auf, das für den Produktionsrahmen geeignet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es keine Grenze bei der Restmenge des Materials, das in dem Behälter zurückbleibt. Theoretisch ist die Messung bis zu einer Restmenge von null ausführbar. Es gibt keinen Einfluß am Ende, der durch die Werte der Eigenschaftsgrößen des flüssigen Materials bewirkt wird (beispielsweise die Viskosität für eine Flüssigkeit oder die Körnigkeit bei einem Pulver). Irgendeine Art Flüssigkeit oder Pulver kann bis zu einer Restmenge von null gemessen werden, solange die Flüssigkeit oder das Pulver fließt.
(2) Steuereinheit für die Strömungsgeschwindigkeit: Die Steuereinheit für die Strömungsgeschwindigkeit weist mehrere Strömungsgeschwindigkeitssteuereinrichtungen auf, deren Anzahl der Anzahl von Vorratsbehältern entspricht. Bei einer Flüssigkeitsmischvorrichtung sind die Strömungsgeschwindigkeitssteuereinrichtungen Öffnungssteuerventile. Die Öffnungssteuerventile sollen die Strömungsgeschwindigkeit ändern, indem deren Öffnungsgrad geändert wird. Bei einer Pulvermischvorrichtung können die Strömungsgeschwindigkeitssteuereinrichtungen ein Schneckenförderer oder ein Schieber sein. Bei dem Schneckenförderer wird die Strömung gesteuert, indem ein Befehl für die Drehzahl ausgegeben wird. Bei dem Schieber wird die Strömung verändert, indem der Öffnungsgrad geändert wird. Ein Antriebsmechanismus für die Ventile und andere Strömungssteuereinrichtungen schließt die Verwendung von beispielsweise einem Wechselstrom-Servomotor ein.
(3) Umschaltreinrichtung: Diese Umschalteinrichtung hilft einer Antriebssteuereinheit, die Mehrzahl von Strömungsgeschwindigkeitssteuereinrichtungen zu steuern. Wenn eine Antriebssteuereinheit für jedes Öffnungssteuerventil oder jede Strömungsgeschwindigkeitssteuereinrichtung vorgesehen ist, wird die Umschalteinrichtung nicht verlangt. In manchen Fällen jedoch ist die Umschalteinrichtung vorgesehen, um die Kosten zu verringern.
(4) Meßeinrichtung: Eine Meßeinrichtung ist auf der Seite des Aufnahmebehälters für die Flüssigkeit oder das Pulver vorgesehen und mißt die Flüssigkeit oder das Pulver, das von der Mehrzahl von Vorratsbehältern geliefert wird. Die Meßeinrichtung führt eine kumulative Messung der Gewichte der gemischten Flüssigkeit oder des Pulvers durch. Ein Meßsystem mit Tank oder Trichter verwendet eine Wägezelle, einen Differenzdruckwandler oder eine Pegelmeßeinrichtung. Eine zusätzliche Meßeinrichtung kann an einem Vorratsbehälter angebracht sein, oder alternativ wird der Vorratsbehälter auf einer Meßplatte angebracht.
(5) Die Meßsteuereinheit führt eine genaue Messung mit geschlossenem Regelkreis durch, um die Strömungsgeschwindigkeit zu ändern, und dient dazu, die jeweiligen Flüssigkeiten oder Pulver mit Hilfe einer einzigen Meßeinrichtung zu messen. Die Mehrzahl von Flüssigkeiten oder Pulvern können durch die einzige Meßeinrichtung in dem gleichen Behälter gemessen werden, so daß die Anzahl von Einrichtungen verringert werden kann.
Die Umschalteinrichtung ist Teil der Meßsteuereinheit.
(6) Der Aufnahmebehälter (oder Tank) für Flüssigkeit oder Pulver: Dieser Behälter hat ein Fassungsvermögen, das dem Produktionsvolumen angepaßt ist. Mischbare Flüssigkeiten oder Pulver werden kumulativ gemessen. Wenn bei jeder Übertragung von gemessener Flüssigkeit eine Reinigung durchgeführt wird, kann die Messung unabhängig in demselben Behälter selbst in einem nicht gemischten Zustand vorgenommen werden. Umrühren und Vermischen kann in diesem Behälter durchgeführt werden.
(7) Bewegungsvorrichtung: Die Bewegungsvorrichtung ist konstruiert, den Aufnahmebehälter für Flüssigkeit oder Pulver zu tragen. Die Bewegungsvorrichtung schließt die Verwendung von einem unbemannten Wagen, einem Förderer usw. ein. In Verbindung mit einem Tragemodus kann der Aufnahmebehälter für die Flüssigkeit oder das Pulver selbst bewegbar sein, oder alternativ kann diese Bewegungsfunktion durch eine getrennte Struktur vorgesehen werden.
Die wesentlichen Komponenten der vorliegenden Erfindung sind oben beschrieben worden, aber es ist ein Grundkonzept, daß sie eine Meßsteuereinrichtung mit geschlossenem Regelkreis zum Ändern der Strömungsgeschwindigkeit verwendet. In manchen Fällen ist eine große Vielzahl von anderen Zusatzeinrichtungen vorgesehen.
Beispielsweise können einzelne Behälter für Flüssigkeiten mit Sprühschüsseln oder ähnlichem zum Reinigen ausgerüstet sein, und Umschaltventile können in den Rohrleitungen angeordnet sein. Die jeweiligen Aufnahmebehälter für Flüssigkeiten können mit einer Rührvorrichtung zum Vermischen versehen sein. Ferner kann heißes Wasser von einem Ofen mit Thermostat umlaufen, um die Temperatur beizubehalten.
Es gibt eine große Vielfalt von Strömungsgeschwindigkeitssteuereinrichtungen, um die Strömungsgeschwindigkeit eines Pulvers zu verändern. Die Strömungsgeschwindigkeitssteuereinrichtung kann ein Drehsystem sein, in dem ein Schneckenförderer die Strömung in Reaktion auf einen Befehl zur Drehzahl ändert. Ein anderes System, das verwendbar ist, wenn das Pulver äußerst fließfähig ist, ändert die Strömung, indem der Öffnungsgrad eines Schiebers in Reaktion auf einen Lagebefehl geändert wird. Ferner kann ein Verschlußtor (Absperrschieber?) als ein Typ zum Anhalten der Strömung verwendet werden.
Die Bedingung, daß die Strömungsgeschwindigkeit konstant bleibt, ist der grundlegende Faktor, der Nachteile hervorruft, die der herkömmlichen Meßeinrichtung zueigen ist. Bei dem Meßsteuerverfahren jedoch ist die Strömungsgeschwindigkeit unter der geschlossenen Regelkreissteuerung veränderbar, wodurch eine äußerst genaue Messung erreicht wird, die keinem Einfluß von Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit ausgesetzt ist, die durch Störungen hervorgerufen werden.
Es erreicht ferner einen großen Meßbereich, und eine kurze Meßdauer hängt nicht von der Größen des Sollwertes ab.
Um das Vorstehende zu erreichen ist die Meßsteuervorrichtung durch das folgende System und die Komponenten gekennzeichnet, die ein Steuersystem, eine Erfassungseinrichtung und eine Betätigungseinrichtung einschließen.
-Das Steuersystem kann als eines vom nichtlinearen Typ festgelegt werden, wenn der Entwurf betrachtet wird. Deshalb kann die Aktualisierung nicht ohne weiteres durch ein einfaches PID Regelsystem nach dem Stand der Technik gemacht werden.
Um hiermit zurechtzukommen, wird eine optimale Stellgröße aus der Abweichung zwischen dem Sollwert und dem tatsächlichen Meßwert berechnet und auch von einer beobachteten Größe der Zeitänderung der Abweichung unter Fuzzy Steuerung oder Lernsteuerung oder Optimalsteuerung. Nachfolgend wird die Meßsteuerung ausgeführt, indem sequentiell die Strömungsgeschwindigkeit auf einen optimalen Zustand in einer kontinuierlichen oder in einer diskreten Art eingestellt wird.
Die Erfassungseinrichtung dient dazu, vorübergehende Änderungen bei dem gemessen Wert zu beobachten. Es ist zufriedenstellend, daß die Erfassungseinrichtung die gemessenen Werte einer Wägezelle, eines Differenzdruckwandlers usw. beobachten kann. Jedoch steht der Meßbereich mit der statischen Genauigkeit der Erfassungseinrichtung in Verbindung.
Die Betätigungsvorrichtung soll die Strömungsgeschwindigkeit ändern. Die Betätigungsvorrichtung ist aus mechanischen Teilen und elektrischen Antriebsvorrichtungen zusammengesetzt, obgleich der Antrieb mit einem Fluid, wie Luft oder Öl, durchgeführt werden kann.
In dem Fall einer Flüssigkeit, ist es allgemeine Praxis, daß die Strömungsgeschwindigkeit verändert wird, indem eine Öffnung verändert wird. In diesem Fall kann ein Ventil, das verwendet werden soll, gut bekannte Absperrventile einschließen, die unterschiedliche Konfigurationen annehmen, oder ein neuartiges Ventil, das auf seiner Umfangsoberfläche eine Kerbnut in einer Ventilantriebsrichtung aufweist, so daß die Strömungsgeschwindigkeit geändert werden kann. Es ist für die gut bekannten Ventile ausreichend, daß sie gemeinsame Strömungsgeschwindigkeitskennlinien mit der Ausnahme bei einem schnellen Öffnen haben. Eine zufriedenstellende Anordnung eines Ventils ist, daß sich die Strömungsgeschwindigkeit nach und nach von null an ändert. Es gibt viele Arten anderer Verfahren, aber irgendeine Vorrichtung, die die Strömungsgeschwindigkeit von null an ändern kann, kann angewendet werden.
Ferner kann eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Aufnahmebehälters für die Flüssigkeit oder das Pulver vorgesehen werden. Der Aufnahmebehälter für die Flüssigkeit oder das Pulver kann durch die Bewegungsvorrichtung getragen werden. (1) Die Flüssigkeit oder das Pulver, das von all den Vorratsbehältern erhalten wird, wird gemessen, wobei keine festen Rohrleitungen oder Leitungen verwendet werden, und infolgedessen wird eine vielfältige Verwendungsmöglichkeit der Anlage erzeugt, indem die Anzahl der Aufnahmebehälter verringert wird. In dem Fall der Erzeugung von mehreren Flüssigskeits- oder Pulverkörpern kann ein mechanisches Spiel der Anlage auf der Seite der Aufnahmebehälter ausgeschlossen werden. Übrigens ist es machbar, mit sich ändernden Verfahren zurechtzukommen, während weiterhin eine Zunahme bei der Anzahl der Anlagenteile bis aufs äußerste beschränkt wird. (2) Es ist möglich, den Meßzyklus zu beschleunigen, indem der Aufnahmebehälter so bewegt wird, daß eine Änderung mit dem Zeitablauf minimiert werden kann. (3) Eine Rührvorrichtung kann an dem Behälter zum Aufnehmen der Flüssigkeit oder des Pulvers angebracht werden, das von den Vorratsbehältern überführt wird, so daß ein Einstell- oder Reaktionstank gebildet wird. (4) Bei einer Flüssigkeit besteht keine Notwendigkeit einer Verbindungsrohrleitung noch einer Reinigung.
Bei einem herkömmlich verwendeten Verfahren bei der Handhabung von Pulver ändert ein Schneckenförderer die Überführungsmenge des Pulvers, indem die Drehzahl eines Motors geändert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine herkömmliche Meß-Mischvorrichtung darstellt.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das eine Flüssigkeitsmeßvorrichtung darstellt, die bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Fig. 3 ist ein Steuerblockdiagramm, das ein Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 4 ist ein Meßliniendiagramm, das Ergebnisse eines Versuchs zeigt, der gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt worden ist.
Fig. 5 ist eine Tabelle, die Meßkennwerte darstellt.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm einer dualen Flüssigkeitsmeßeinrichtung, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 7 und 8 sind Diagramme von Strömungsgeschwindigkeitskennlinien von Ventilen, die bei einer experimentellen Messung angewendet worden sind, die durchgeführt worden ist, indem die in Fig. 6 dargestellte Einrichtung verwendet wurde, wobei Fig. 7 ein Ventil vom Typ mit großer Strömungsgeschwindigkeit zeigt und Fig. 8 ein Ventil vom Typ mit kleiner Strömungsgeschwindigkeit zeigt.
Fig. 9 und 10 sind Diagramme, die den Fig. 7 und 8 entsprechen, wobei Meßergebnisse des Versuchs dargestellt sind.
Fig. 11 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Meß-Mischvorrichtung für mehrere Flüssigkeiten gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 12 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine abgeänderte Form der vorliegenden Erfindung bei einer Flüssigkeitsmischvorrichtung darstellt.
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm einer Meß-Mischvorrichtung für mehrere Pulverkörper, wobei eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Fig. 14 ist ein Steuerblockdiagramm, das die in Fig. 13 gezeigte Meß-Mischvorrichtung darstellt.
Fig. 15 ist ein Diagramm der Strömungsgeschwindigkeitskennlinie, wenn ein Schneckenförderer für zwei Arten von Pulvern verwendet wird.
Fig. 16 bis 18 sind Diagramme von Strömungsgeschwindigkeitskennlinien, wobei Ergebnisse von Versuchen für Pulver dargestellt sind, die gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt worden sind.
Fig. 19 ist ein Blockdiagramm der Meß-Mischvorrichtung für Pulver, wobei eine abgeänderte Form der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Fig. 20 ist ein Steuerblockdiagramm, wobei die in Fig. 19 gezeigte Meß-Einrichtung dargestellt ist.
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Meßischvorrichtung für eine Flüssigkeit zeigt.
Fig. 22 stellt ein Beispiel einer festen Meß-Mischvorrichtung für Pulver dar.
Fig. 23 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer bewegbaren Meß-Mischvorrichtung für Flüssigkeiten gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 24 und 25 sind Blockdiagramme, die zwei bewegbare Ausführungsformen der Meß-Mischvorrichtung für Flüssigkeiten der vorliegenden Erfindung darstellen.
Fig. 26 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer bewegbaren Meß-Mischvorrichtung für Pulver gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 27 ist ein Blockdiagramm, das einen geschlossenen Regelkreis in bezug auf die Ausführungsform der Fig. 26 darstellt.
Fig. 28, 29, 30 und 31 sind Diagramme, die zum Erläutern der Fuzzy Steuerung verwendet werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM IM EINZELNEN

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es wird sich nun der Fig. 2 zugewandt, in der eine Meßeinrichtung für eine Flüssigkeit dargestellt ist, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Die Beschreibung wird auf den Fall konzentriert, bei dem ein Material, das einen Vorratstank 1 füllt, der auf der stromaufwärtigen Seite vorgesehen ist, in einen Meßtank 2 auf der stromabwärtigen Seite überführt wird, und das Gewicht der Flüssigkeit durch eine Wägezelle 4 gemessen wird, die an dem Meßtank 2 angebracht ist.
Ein Entleerungsventil (DRV) 9 schließt ein ein Mengenventil (FCV) 7, das als eine Betätigungseinrichtung zum Ändern der Strömungsgeschwindigkeit dient, ein Absperrventil (SPV) 8 und ein Reingiungs/Ausflußventil (CVD) 10, die sequentiell auf einem Rohrleitungsweg zwischen dem Vorrats- und dem Meßtank 1 und 2 angeordnet sind. Der Meßtank 2, der auf der stromabwärtigen Seite vorgesehen ist, ist mit der Wägezelle 4 ausgerüstet, die als eine Erfassungseinrichtung zum Messen des Gewichts des Stoffes dient, der gemessen werden soll.
Die Wägezelle 4 ist über einen Wägezellenverstärker 5 mit einer Meßsteuereinheit 3 verbunden. Die Meßsteuereinheit 3 ist mit einer Servoansteuereinrichtung 6 und dem Mengenventil verbunden, das die Betätigungseinrichtung bildet.
Die Messung des Stoffes mit der obigen Meßeinrichtung für Flüssigkeit wird initiiert, indem ein Sollwert an der Meßsteuereinheit 3 gesetzt wird und ferner das Entleerungsventil 9 und das Reinigungs/Ausflußventil 10 auf den Weg zu dem Meßtank 2 umgeschaltet werden. Der Sollwert enthält sowohl das Gewicht des neuen Materials, das gemessen werden soll, als auch das vorhergehende Gewicht des Meßtanks 2. D. h., es wird eine kumulative Gewichtsmessung durchgeführt. Unmittelbar, wenn eine Angabe zum Starten der Messung durch die Meßsteuereinheit 3 gegeben wird, öffnet sich das Absperrventil. Dann wird ein Lagebefehl der Meßsteuereinheit 3 an die Servoansteuerung 6 übertragen, so daß das Mengenventil 7 auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad gesetzt wird. Eine Ventilöffnung des Mengenventils 7 wird auf eine bestimmte Lage eingestellt, indem sein Servomotor angesteuert wird, wodurch sein Öffnungsgrad gesteuert wird. Als ein Ergebnis wird ein Fluß des Rohmaterials hervorgerufen. Dann fängt das Rohmaterial in dem Vorratstank 1 damit an, in den Meßtank überführt zu werden.
Die Wägezelle des Tanks 2 erfaßt das Gewicht des derart überführten Rohmaterials und koppelt den Wert über den Wägezellenverstärker 5 auf die Meßsteuereinheit 3 zurück.
Die Meßsteuereinheit 3 berechnet eine Abweichung zwischen dem Sollwert und dem gemessenen Gewichtswert und auch eine Zeitänderung dieser Abweichung. Sie erhält ferner arithmetisch einen Befehl für den Ventilöffnungsgrad (Lagebefehl), durch den die Strömungsgeschwindigkeit ungefähr bei dem nächsten Steuerzyklus unter Fuzzy Steuerung oder Optimalsteuerung oder Lernsteuerung gesetzt wird. Bei dem nächsten Steuerzyklus wird ein neuer Öffnungsgradbefehl (Lagebefehl) an das Mengenventil ausgegeben, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit verändert wird. Eine Diskussion der Fuzzy Steuerung wird bis zum Ende dieses Patents aufgeschoben.
Wie es oben erörtert worden ist, wird der Öffnungsgrad des Mengenventils 7 in einem geschlossenen Regelkreis (Fig. 3) bei dem bestimmten Steuerzyklus auf der Grundlage der beobachteten Menge der Wägezelle gesteuert. Infolgedessen wird die Strömungsgeschwindigkeit nach und nach und getrennt bei jedem vorgebenen Intervall gesteuert.
Wenn die beobachtete Menge ungefähr gleich dem Sollwert ist, und wenn die Meßabweichung abnimmt, schließt das Mengenventil 7 seine Öffnung, was eine sehr kleine Strömungsgeschwindigkeit ergibt. Daher verringert sich die Einströmungsmenge nach dem Anhalten der Messung, und die Meßgenauigkeit wird verbessert, ohne von den Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit abzuhängen, die durch eine Störung von beispielsweise dem Höhendruckunterschied hervorgerufen wird.
In der Meßsteuereinheit 3 gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Betätigung des Mengenventils 7 geändert, um den Sollwert innerhalb eines Meßbereiches zu erreichen. Die Messung kann mit derselben Meßeinrichtung unabhängig von der Größe des Sollwertes durchgeführt werden, was eine Ausdehnung des Meßbereiches ergibt. Diese Ausdehnung sollte jedoch innerhalb der statischen Genauigkeit der Erfassungseinrichtung sein. Übrigens ändert sich das Betätigungsmuster des Mengenventils 7 innerhalb der Meßzeit, und die Messung kann innerhalb der gleichen kurzen Zeitdauer unabhängig von der Größe des Sollwertes durchgeführt werden.

Beispiel 1

Die Fig. 4 und 5 zeigen in Kombination Ergebnisse eines Versuchs, der durchgeführt worden ist, um das oben beschriebene Phänomen zu verifizieren.
Die Meßeinrichtung, bei der diese Ergebnisse erreicht wurden, kann maximal eine Messung von 10 kg durchführen, und die Genauigkeit der Wägezelle ist 0,02 %. Das Mengenventil wird lagemäßig durch den Servomotor gesteuert, und der Lagebefehl wird durch die Meßsteuereinheit erzeugt.
Fig. 4 stellt die Meßkennlinien dar, die erhalten wurden, als Messungen von 500 g und 1000 g mit derselben Meßeinrichtung durchgeführt wurden, wenn eine Flüssigkeit von 1,2 kg in dem stromaufwärtigen Vorratstank gelassen worden ist. Die Koordinatenachse gibt den Unterschied zwischen dem Sollwert und dem gemessenen Wert und den Öffnungsgrad des Mengenventils an, während die Abszissenachse die Meßzeit zeigt. Wie es aus der Figur offensichtlich ist, kann die Messung mit derselben Meßeinrichtung unabhängig von der Größe des Sollwertes durchgeführt werden. Deshalb wird der Meßbereich ausgedehnt. Selbstverständlich unterscheidet sich die Verschiebung bei der Ventilöffnung, aber man kann beobachten, daß die Meßzeit nahezu die gleiche unabhängig von der Größe des Sollwertes ist.
Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen der Meßgenauigkeit und der Meßzeit in bezug auf den Sollwert. Man beachte, daß die Meßgenauigkeit erhalten wird, indem die ausfließende Flüssigkeit mit einer anderen Gewichtsmeßeinrichtung gemessen wird.
In dem Fall einer Messung von 10 kg beläuft sich die Meßzeit auf ungefähr 130 sec, und die Meßgenauigkeit ist ± 0,5 g. Eine Genauigkeit von ± 1,0 % wird über einen Meßbereich von 1:100 erhalten.
Die Strömungsgeschwindigkeit ändert sich gemäß der Restmenge des in dem Tank verbleibenden Materials. Selbst wenn jedoch die Messung von einem unterschiedlichen Pegel des restlichen Materials begonnen wird, ändern sich die Meßgenauigkeit und die Meßzeit nicht. Man kann bestätigen, daß es keinen Einfluß von Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit gibt.
Die oben beschriebene Ausführungsform hat ein positives Meßsystem zum Messen der Flüssigkeit gezeigt, das heißt ein System zum Messen der Flüssigkeit, die in den Meßtank 2 geflossen ist. Auch sind das Entleerungsventil 9 und das Reinigungs/Ausflußventil 10, die in den Figuren dargestellt sind, Zusatzventile, die zum Reinigen und Ablassen verwendet werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung erkennt man ohne weiteres, daß statt des positiven Meßsystems ein negatives Meßsystem zum Messen der Menge von dem stromaufwärtigen Vorratstank ausfließenden Flüssigkeit verwendet werden kann, indem, wie es mit unterbrochener Linie in Fig. 2 dargestellt ist, eine Erfassungseinrichtung in dem Vorratstank 1 vorgesehen wird. Die Erfassungseinrichtung kann vom Drucktyp sein, bei dem der Flüssigkeitspegel durch beispielsweise eine Pegelmeßeinrichtung zusätzlich zu der Gewichtsmessung gemessen wird, indem ein Trichter verwendet wird und die Messung des Flüssigkeitspegels über einen Verstärker für einen Differenzdruckwandler zu einer Meßsteuereinrichtung zurückgeführt wird. Alternativ kann es sich um einen Mengentyp handeln, der ein Ovalströmungsmeter verwendet, oder um andere Typen.
Eine herkömmlich verwendete Anordnung der Erfassungseinrichtung im Fall der Flüssigkeitsmessung ist eine Kombination aus dem Mengenventil und dem Servomotor die in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben worden sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise auf eine solche Anordnung beschränkt. Andererseits ersetzen bei der Messung von Pulver ein Schneckenförderer, ein Schieber und ein Absperrschieber das Mengenventil.
Wie es oben erörtert worden ist, schafft die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen.
(1) Es kann eine äußerst genaue Messung erhalten werden, ohne den Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit ausgesetzt zu sein, die durch Störungen hervorgerufen werden.
(2) Die Messung kann über einen weiten Bereich von Sollwerten durchgeführt werden.
(3) Die Messung kann in kurzer Zeit durchgeführt werden, ohne an die Größe des Sollwertes gebunden zu sein.
Das System, das die Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, liefert:
(1) Eine Abnahme bei der Anzahl von Meßeinrichtungen, und
(2) eine Abnahme beim Verlust an Rohmaterialien.
Daher können die folgenden wirtschaftlichen Wirkungen erhalten werden:
(1) Eine Abnahme bei den Anfangskosten in Verbindung mit der Abnahme der Anzahl von Meßeinrichtungen,
(2) eine Verringerung der Wartung in Verbindung mit der Abnahme der Anzahl von Einrichtungen,
(3) eine niederere Fehlerrate aufgrund der verbesserten Zuverlässigkeit in Verbindung mit der Verringerung bei der Anzahl von Einrichtungen, und
(4) eine Verringerung bei den Betriebskosten, die dem verringerten Verlust an Rohmaterialien zugeordnet wird, da die restliche Menge (Höhendruckunterschied) der Rohmaterialien keinen Einfluß ausübt, weil die Strömungsgeschwindigkeit gesteuert wird.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Als erstes wird eine Flüssigkeitsmischvorrichtung und dann eine Meß-Mischvorrichtung für Pulver beschrieben.
Bezug nehmend auf Fig. 6 ist ein duales Meß-Mischsystem für Flüssigkeit bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In diesem System werden von zwei Tanks 102 und 104, die als Flüssigkeit aufnehmende Behälter dienen und auf der stromaufwärtigen Seite angeordnet sind, Vorratsflüssigkeiten einem einzigen Tank 106 zugeführt, der als Flüssigkeitsaufnahmetank dient, der auf der stromabwärtigen Seite vorgesehen ist. Die zwei Flüssigkeiten werden vermischt, nachdem sie kumulativ in dem Flüssigkeitsaufnahmetank 106 gemessen worden sind.
Mit den zwei Vorratstanks 102 und 104 auf der stromaufwärtigen Seite sind Rohrleitungswege 108 und 110 verbunden, in denen Entleerungsventile (DRV) 112 und 114 und Absperrventile (SPV) 116 und 118 vorgesehen sind. Die Entleerungsventile 112 und 114 sind parallel zu den Öffnungssteuerventilen (FCV) 120 bzw. 122 angeordnet.
Die oben beschriebenen Rohrleitungswege 108 und 110 sind mit einer gemeinsamen Verbindungsrohrleitung 124 verbunden, die stromabwärts der Öffnungssteuerventile 112 und 114 angeordnet ist, so daß die Flüssigkeiten durch ein Reinigungs/Ausfluß-Ventil (CFV) 126 zu dem stromabwärtigen Mischtank 106 überführt werden können. An der stromaufwärtigen Seite der Verbindungsrohrleitung 124 sind ein Reinigungsanfangsventil (CIV) 128 und ein Entlüftungsventil (ADV) 130. Dadurch kann eine Reinigungsflüssigkeit durch das Reinigungsanfangsventil 128 in die Verbindungsrohrleitung 124 eingeführt werden. Eine Wägezelle 132 wirkt als eine Erfassungseinrichtung zum Messen des Gewichts der gemessenen Flüssigkeit und ist eingebaut, um zumindest teilweise den Mischtank 106 zu tragen, der auf der stromabwärtigen Seite positioniert ist. Die Wägezelle 132 ist über einen Wägezellenverstärker 134 mit einer Meßsteuereinheit 136 verbunden.
Die Meßsteuereinheit 136 ist über eine Servoansteuerung 138 mit einer Umschalteinrichtung 140 verbunden. Mit der Umschaltsteuerung 140 sind die Öffnungssteuerventile 120 und 122 für die zwei Flüssigkeitszuführsysteme und die Absperrventile 116 und 118 verbunden. Die Umschaltsteuerung 140 ändert sich selektiv über ihre Ausgänge zu einem der zwei Systeme in Reaktion auf einen Befehl von der Meßsteuereinheit 136.
Als nächstes wird der Betriebsablauf der derart konstruierten Meß-Mischvorrichtung für Flüssigkeiten nachfolgend beschrieben.
Produktionsbedingungen (die sich auf die Messung von Flüssigkeiten in den Vorratstanks 102 und 104 beziehen) werden der Meßsteuereinheit 136 eingegeben. Der Sollwert wird in der Meßsteuereinheit 136 gesetzt. Nach diesem Schritt werden die Entleerungsventile 112 und 114 und das Reinigungs/Ausfluß-Ventil 126 zu einer Meßkonfiguration umgeändert. Bei Angabe des Meßbeginns wird ein Lagebefehl von der Meßsteuereinheit 136 an die Servoansteuerung 138 übertragen, so daß das Absperrventil 116 des ersten Systems geöffnet wird und sein Öffnungssteuerventil 120 einen vorbestimmten Öffnungsgrad aufweist. Ein Ventilauslaß des Öffnungssteuerventils 120 wird durch Ansteuern eines verbundenen Servomotors in eine bestimmte Position gesetzt, und der Öffnungsgrad wird eingestellt, damit eine Strömung von der ersten Vorratsflüssigkeit hervorgerufen wird. Als Folge davon beginnt die Vorratsflüssigkeit in dem ersten Vorratstank 102 damit, in den Mischtank 106 überführt zu werden.
Die Wägezelle 132 des Mischtanks 106 erfaßt das Gewicht der überführten Vorratsflüssigkeit und gibt diesen Wert dann durch den Wägezellenverstärker 134 an die Meßsteuereinheit 136 zurück.
Die Meßsteuereinheit 136 berechnet eine Abweichung zwischen dem tatsächlichen Gewichtswert, der derart zurückgeführt worden ist, und dem Sollwert und berechnet auch eine Zeitänderungsgröße dieser Abweichung. Die Meßsteuereinheit 136 erhält arithmetisch einen neuen Öffnungsgradbefehl (Lagebefehl) durch den eine geeignete Strömungsgeschwindigkeit bei dem nächsten Steuerzyklus auf der Grundlage von irgendeinem Fuzzy Steuersystem, einem Optimalsteuersystem oder einem Lernsteuersystem erhalten wird. Bei dem nächsten Steuerzyklus wird ein neuer Öffnungsgradbefehl an das Öffnungssteuerventil 120 ausgegeben, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit geändert wird.
Wie es oben erörtert worden ist, wird der Öffnungsgrad des Öffnungssteuerventils 120 mit geschlossenem Regelkreis bei dem bestimmten Steuerzyklus auf der Grundlage der Menge der überführten Flüssigkeit gesteuert, die durch die Wägezelle 132 erfaßt worden ist, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit gesteuert wird.
Wenn die Meßabweichung abnimmt, zieht das Öffnungssteuerventil 120 die Öffnung zusammen, was eine meßbar kleinere Strömungsgeschwindigkeit ergibt. Wenn die gemessene Abweichung und die Zeitänderung der Abweichung abnehmen, und wenn die Meßabweichung kleiner als ein gewisser Wert ist, wird die Messung angehalten. Dann wird das Absperrventil 116 geschlossen. Sofort wird das Öffnungssteuerventil 120 in eine vollgeschlossene Position bewegt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Strömungsgeschwindigkeit äußerst klein, und die Einströmungsmenge nach dem Schließen ist ebenfalls sehr klein. Deshalb wird die Einströmungsmenge, nachdem die Messung aufgehört hat, verringert, während die Meßgenauigkeit ohne irgendeine Abhängigkeit von den Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit verbessert wird. Ferner ändert sich die Arbeitsweise des Öffnungssteuerventils 120 innerhalb eines Meßbereiches gemäß dem Sollwert oder dem Verfahrenssystem, und die Messung kann mit derselben Meßeinrichtung unabhängig von der Größe des Sollwertes vorgenommen werden, was eine Ausdehnung des Meßbereichs ergibt. Jedoch muß diese Bereichsausdehnung innerhalb der statischen Genauigkeit der Gewichtserfassungseinrichtung sein. Das Arbeitsmuster des Öffnungssteuerventils 120 ändert sich mit der Meßzeit, und nahezu die gleiche Kurzzeitmessung kann unabhängig von der Größe des Sollwertes ausgeführt werden.
Nachfolgend wird der Vorgang auf die Messung der Flüssigkeit in dem zweiten Vorratstank 104 umgeschaltet. Die Umschaltsteuerung 140 schaltet die Strömung zu dem Öffnungssteuerventil 122, das für den zweiten Zuführtank 104 vorgesehen ist. Ein Sollwert für die zweite Flüssigkeit wird vorhergehend gesetzt, und die Messung wird durchgeführt, indem die gleiche Steuerung, durchgeführt wird, wie sie oben in Übereinstimmung mit einem Meßanfangsbefehl beschrieben worden ist. Die Steuerfunktion in der Meßsteuereinheit 136 ist die gleiche. Ein Ausgangssignal wird nur auf das Absperrventil 118 und das Öffnungssteuerventil 122 für das zweite System beim Arbeitsende mittels der Umschalteinrichtung 140 umgeschaltet.
Die Flüssigkeiten werden über das gemeinsam verwendete Verbindungsleitungsrohr 124 zu dem Mischtank 106 überführt. diese Verbindungsrohrleitung 124 ist so angeordnet, daß ihr Durchmesser größer gemacht ist, damit die restliche Flüssigkeit in der Rohrleitung sofort nach unten fließen kann.
Deshalb ist die Länge dieses Verbindungsleitungsrohrs 124 so kurz wie möglich, um die Meßgenauigkeit zu verbessern. Wenn jedoch das Verbindungsleitungsrohr 124 nicht verwendet wird, ist ein alternatives Verfahren, daß einzelne Rohrleitungssysteme zu dem Mischtank 106 vorgesehen werden. In diesem Fall wird die Menge an Flüssigkeiten, die vermischt werden sollen, beschränkt, weil die Größe des Mischtanks 106 begrenzend ist. Wo ferner eine Mehrzahl von Flüssigkeiten aufgenommen werden, ist die Rohrleitungsanordnung für getrennte Wege schwierig, was ein Problem in Größen der Herstellung der Anlage ist. Andererseits sind die getrennten Wege für eine Messung mit äußerst hoher Genauigkeit von Vorteil, bei der die restliche Menge in der Verbindungsrohrleitung ein Faktor wird.
Die Meß-Mischvorrichtung für Flüssigkeiten gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Beispiel einer Flüssigkeitsmessung vom positiven Typ, das heißt ein System zum Messen der Flüssigkeit, die zu dem Mischtank 106 übertragen worden ist. In Fig. 6 sind die Entleerungsventile 112 und 114, das Reinigungs/Ausfluß-Ventil 126, das Reinigungsanfangsventil 128 und das Entlüftungsventil 130 Hilfsventile zum Reinigen und Ablassen.
Wenn die Flüssigkeit, beispielsweise diejenige, von dem ersten Vorratstank 102, gemessen wird, wird das Reinigen, das mit dem zweiten Entleerungsventil 114 verbunden ist, ausgeführt. Dann wird die Flüssigkeit in dem zweiten Vorratstank 104 gemessen. In dem Fall des Reinigens der Verbindungsrohrleitung 124 allein wird nach dem Beenden der Messung der Flüssigkeit von dem ersten Vorratstank 102 das Reinigungs/Ausfluß-Ventil 126 auf seine Ablaßseite geschaltet, während das Reinigungsanfangsventil 128 zum Reinigen geöffnet wird. Zu diesem Zeitpunkt bleiben das Entlüftungsventil 130 sowie die Absperrventile 116 und 118 geschlossen. Nachdem das Reinigen während einer vorbestimmten Periode durchgeführt worden ist, wird das Reinigungsanfangsventil 128 geschlossen, während das Entlüftungsventil 130 geöffnet wird. Nachfolgend wird das Entlüftungsventil 130 geschlossen. Die Messung geht dann zu dem zweiten Vorratstank 104 über.
Es werden nun Ergebnisse der Messungen gezeigt, die auf der Grundlage des oben erwähnten Vorgangs durchgeführt worden sind, wobei die in Fig. 6 dargestellte Einrichtung verwendet wurde.
Die Meßeinrichtung, die diese Ergebnisse lieferte, kann Messungen von maximal 10 kg durchführen. Die Genauigkeit der Wägezelle ist 1/5000. Das Öffnungssteuerventil wird lagemäßig durch einen Servomotor gesteuert, und ein Lagebefehl wird von der Meßsteuereinheit ausgegeben.

Beispiel 2

In den Fig. 7 und 8 sind Strömungsgeschwindigkeitskennlinien für zwei Arten von Öffnungssteuerventilen dargestellt. Diese zwei Arten von Öffnungssteuerventilen wurden alternativ in das in Fig. 6 gezeigte System eingebaut, wobei aber die Messung ohne andere Änderungen bei dem Steuersystem usw. durchgeführt wurde.
Die Fig. 9 und 10 zeigen in Kombination die Ergebnisse der Messung von 1000 g. Fig. 9 stellt die Ergebnisse des Öffnungssteuerventils dar, das die Strömungsgeschwindigkeitskennlinie der Fig. 7 hat, und Fig. 10 zeigt die Ergebnisse der Fig. 8.
Wie es aus den Fig. 9 und 10 offensichtlich ist, ändert sich das Öffnungsmuster des Öffnungsgrads des Öffnungssteuerventils natürlich. Eine äußerst genaue Messung kann während nahezu der gleichen Dauer unabhängig von der Wahl des Öffnungssteuerventils durchgeführt werden.
Gemäß den Versuchen, die mit diesem System durchgeführt worden sind, wurden homogene Flüssigkeiten verwendet, und einige Wirkungen, die in Verbindung mit Unterschieden der Flüssigkeitseigenschaften erzeugt worden sind, wurden berechnet. Diese Eigenschaftsunterschiede bewirkten, daß die Strömungsgeschwindigkeitskennlinien der Öffnungssteuerventile voneinander unterschiedlich sind. Ferner war ein weiterer Versuch durchgeführt worden, indem die Flüssigkeitsmenge geändert wurde, die in dem Vorratstank aufbewahrt worden ist. Als ein Ergebnis wurde bestätigt, daß eine Messung mit hoher Präzision innerhalb einer kurzen Zeitdauer über einen weiten Bereich ausgeführt werden kann, indem das vor bestimmte Öffnungssteuerventil und das Absperrventil ebenfalls umgeschaltet wurden.
In diesem Meßsystem, wie es durch die Strömungsgeschwindigkeiten der Fig. 7 und 8 dargestellt ist, ändert sich, selbst wenn der Öffnungsgrad derselbe ist, die Strömungsmenge, das heißt die Strömungsgeschwindigkeit gemäß der restlichen Flüssigkeitsmenge. Wenn die Flüssigkeit bei jedem Pegel der Restmenge gemessen wird, werden jedoch die gleichen Ergebnisse in bezug auf die Meßzeit und die Meßgenauigkeit erhalten, obgleich sich das Arbeitsmuster des Öffnungssteuerventil natürlich ändert. Im Hinblick auf den Meßbereich wird eine Genauigkeit innerhalb ± 1,0 g innerhalb eines Meßbereiches von 1:100 sichergestellt.
Bei der oben erläuterten Ausführungsform hat die Beschreibung den Fall hervorgehoben, wo zwei Arten von Flüssigkeiten gemessen und gemischt werden. Bei dieser Erfindung kann eine große Anzahl von Flüssigkeiten in demselben Flüssigkeitsaufnahmebehälter gemessen werden. Jedoch ist die Anzahl von Öffnungssteuerventilen, die durch dieselbe Meßeinrichtung gesteuert, vorzugsweise 8 oder in etwas so groß.
Als nächstes wird der typischste Modus der vorliegenden Erfindung erläutert.
Fig. 11 ist ein Steuerblockdiagramm der Einrichtung, daß bei der kumulativen Messung von mehreren Flüssigkeiten angewendet wird. Diese Einrichtung hat N Absperrventile und N Öffnungssteuerventile, die an N Vorratstanks angebracht sind. Die jeweiligen Ventile eines Systems, das von der Umschalteinrichtung ausgewählt worden ist, werden durch einen Antriebsmotor geöffnet und geschlossen, der in Reaktion auf Befehle der Meßsteuereinheit und einer Ansteuersteuerung betätigt wird. Die tatsächlich gewogenen Werte der einzelnen Flüssigkeiten, die der kumulativen Messung ausgesetzt sind, werden gemessen, und diese tatsächlichen Werte werden zu der Meßsteuerung zurückgeführt.
Als eine abgeänderte Form der vorliegenden Erfindung kann das positive Meßsystem zum Durchführen der Messung, indem die Erfassungseinrichtung in dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter vorgesehen wird, durch das negative Meßsystem ersetzt werden, das die Menge an strömender Flüssigkeit mißt, indem die Gewichtserfassungseinrichtung in dem Vorratsbehälter vorgesehen wird.
In der Fig. 12 ist ein Steuerblockdiagramm der oben beschriebenen, abgeänderten Form der vorliegenden Erfindung dargestellt. In der Figur ist ein Tank N als der Vorratstank N gekennzeichnet. Die Menge der den Vorratstank N füllenden Flüssigkeit, die von ihm ausfließt, wird durch eine Wägezelle N gemessen, die an dem Vorratstank N angebracht ist. Die gemessene Flüssigkeit wird dann zu dem Aufnahmebehälter für die Flüssigkeit überführt, der als ein Meßtank A dient, in dem die Flüssigkeit kumulativ gemessen werden soll. Die zwei Werte, die durch die negative Messung der Wägezelle N oder durch die kumulative Messung der Wägezelle A erhalten werden, werden zurück zu der jeweiligen negativen und positiven Meßsteuerung geführt. Jede Meßsteuerung berechnet eine Abweichung zwischen dem gemessenen Wert und dem getrennt gesetzten Sollwert, und berechnet auch eine Zeitänderung der Abweichung. Sie gibt dabei einen Öffnungsbefehl unter einem Fuzzy Steuersystem oder ähnlichem aus. Ausgänge der zwei Meßsteuerungen werden durch die Umschalteinrichtung des Steuersystems umgeschaltet, und die Antriebssteuerung wird dadurch gesteuert.
Auf der Grundlage der oben beschriebenen Ausbildung wird beispielsweise eine sehr kleine Messung durch das negative Meßsystem durchgeführt, während eine Messung, die einen großen Sollwert einschließt, durch das positive Meßsystem ausgeführt wird. Mit dieser Anordnung ist es machbar, die Messung über einen noch größeren Bereich durchzuführen.
Zusätzlich kann in dem Produktionssystem zum Mischen einer Lösung der Meßtank mit einer Rührvorrichtung, einer Heißwasserumlaufeinrichtung, usw. als Zusatzeinrichtungen ausgerüstet werden. Der Meßtank wird als ein Steuertank definiert, und die Messung und das Mischen und reaktive Prozesse können deshalb in demselben Behälter durchgeführt werden.
Bei der oben erwähnten Ausführungsform ist die Wägezelle als die Erfassungseinrichtung für die Messung beschrieben worden. Andere Abfassungseinrichtungen können jedoch anwendbar sein. Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung eine Druckerfassungseinrichtung sein, wie ein Differenzdrucksensor oder eine Vielfalt von Pegelmeßeinrichtungen. Man beachte, daß sich die Meßgenauigkeit in Abhängigkeit von der statischen Genauigkeit der Erfassungseinrichtung ändert.
In der oben angegebenen Ausführungsform schließt die Antriebseinrichtung für das Öffnungssteuerventil die Verwendung des Servomotors ein. Jedoch kann irgendeine Art von Einrichtungen verwendet werden, die eine Lagesteuerung des Ventils ausführen können.
Die bevorzugte Ausführungsform der Meß-Mischvorrichtung für Pulver der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 13 stellt eine Meß-Mischvorrichtung zum Mischen von N Arten von Pulver dar. In dieser Ausführungsform sind N Vorratstrichter 202, 204 und 206, die als Vorratsbehälter dienen, auf der stromaufwärtigen Seite vorgesehen und mit Rohmaterialien in Pulverform beladen. Von diesen Trichtern 202, 204 und 206 werden die unterschiedlichen Pulver einem Meßtrichter 208 zugeführt, der die Pulver aufnimmt und an der stromabwärtigen Seite angeordnet ist. Die Beschreibung wird nun auf einen Fall konzentriert, wo die Pulvermischung aus N Arten von Pulver zu einem Einstellbehälter 210 überführt wird, nachdem kumulativ gewogen worden ist.
Die Auslässe der Vorratstrichter 202, 204 und 206 sind mit Schneckenförderern 212, 214 und 216 verbunden, die durch entsprechende Servomotoren 218, 220 und 222 angetrieben werden. Die Auslässe der Schneckenförderer sind durch Absperrschieber 224, 226 und 228 gesperrt, und ihre Schieberausgaben werden über Rohr1eitungen zu dem Meßtrichter 208 transportiert.
Der Meßtrichter 208 ist mit einer Wägezelle 230 vorgesehen, die als eine Erfassungseinrichtung zum Zweck der Messung des Gewichts der Pulver dient, die von den Vorratstrichtern 202, 204 und 206 überführt worden sind. Die Wägezelle 230 ist über einen Wägezellenverstärker 232 mit einer Meßsteuereinheit 234 verbunden. Die Meßsteuereinheit 234 ist über eine Servoansteuerung 236 mit einem Umschalter 238 verbunden.
Der Umschalter 238 wird gemäß einem Befehl umgeschaltet, das von der Meßsteuereinrichtung 234 ausgegeben wird, und dient dazu, irgendeine der mehreren Pulverzuführsysteme auszuwählen. Der Umschalter 238 ist vorgesehen, um einen Öffnungs/- Schließ-Befehl von der Meßsteuereinheit 234 dem entsprechenden Absperrschieber 224, 226 oder 228 und einen Ansteuerbefehl von der Servoansteuerung 236 zu einem vorbestimmten Motor 218, 220 und 222 zu richten.
Der Meßtrichter 208 ist über einen Austragssperrschieber 240 mit dem Einstelltank 210 verbunden. Der Meßtrichter 208 ist auch init zusätzlichen Einrichtungen, wie einem Vibrator 282 und einer Luftstoßvorrichtung mit der Absicht ausgerüstet, restliches Pulver aus dem Meßtrichter 208 zu entfernen. Der Einstelltank 210 enthält eine Rührvorrichtung 242 und weist ein Bodenventil 244 auf, das als sein Auslaß angeordnet ist.
Als nächstes wird ein Meß-Mischvorgang für Pulver mit der derart konstruierten Meß-Mischvorrichtung für Pulver in Verbindung mit einem Steuerblockdiagramm der Fig. 14 erläutert.
Der Vorgang beginnt damit, daß Vorratstrichter als Mischquellen und die Meß-/Mischbedingungen angegeben werden, wie die Reihenfolge der Messungen der bezeichneten Vorratstrichter. Diese Bezeichnungen werden einer Meßsteuerung 234a zugeführt, die in der Meßsteuereinheit 234 enthalten ist.
Unmittelbar nach dem Einstellen eines Sollwertes in der Meßsteuereinheit 234, wird ein Befehl gegeben, mit der Messung zu beginnen. Unmittelbar danach öffnet sich der Absperrschieber 224, 226 oder 228 des Vorratstrichters 202, 204 oder 206 des Zuführsystems, der von der Umschalteinrichtung 238 ausgewählt worden ist. Dann wird ein Drehzahlbefehl von einer Antriebssteuerung 234b der Meßsteuereinheit 234 an die Servoansteuerung 236 mit dem Ergebnis übertragen, daß der ausgewählte Schneckenförderer 212, 214 oder 216 das Pulver bei einer vorbestimmten Drehzahl überführt. Der Schneckenförderer 212, 214 oder 216 wird mit der bestimmten Drehzahl gedreht, indem der ausgewählte Servomotor 218, 220 oder 222 betätigt wird, um einen Fluß von Vorratspulver hervorzurufen. Als ein Ergebnis beginnt das Rohmaterial in dem ausgewählten Vorratstrichter 202, 204 oder 206 damit, zu dem Meßtrichter 208 überführt zu werden.
Die Wägezelle 230 des Meßtrichters 208 erfaßt das Gewicht des derart überführten Rohpulvermaterials, und führt dann diesen Wert über den Wägezellenverstärker 232 zurück zu der Meßsteuerung 234a.
Die Meßsteuerung 234a berechnet sowohl eine Abweichung zwischen einem tatsächlichen Gewichtswert, der nun zu ihr zurückgeführt worden ist, und einem eingestellten Wert und auch einen Zeitänderungswert der Abweichung. Sie erhält ferner arithmetisch einen Öffnungsgradbefehl (Lagebefehl), durch den die Strömungsgeschwindigkeit bei dem nächsten Zyklus auf der Grundlage von irgendeinem Fuzzy Steuersystem, einem Optimalsteuersystem oder einem Lernsteuersystem geeignet wird. Bei dem nächsten Steuerzyklus gibt die Antriebssteuerung 234b eine Angabe der richtigen Drehzahl an den Schneckenförderer 212, 214 oder 216, um die Flußgeschwindigkeit zu ändern.
Wie es oben erörtert worden ist, wird die Drehzahl des Schneckenförderers 212, 214 oder 216 durch den geschlossenen Regelkreis mit dem vorbestimmten Steuerzyklus auf der Grundlage der beobachteten Menge der Wägezelle 230 gesteuert, wodurch somit die Flußgeschwindigkeit gesteuert wird.
Die Drehzahl des Schneckenförderers 212, 214 oder 216 wird bei einer Verringerung der gemessenen Abweichung verringert. Dadurch nähert sich die Strömungsgeschwindigkeit einem sehr kleinen Wert. Wenn die gemessene Abweichung und die Zeitänderung der Abweichung verringert werden, und wenn die gemessene Abweichung unterhalb eines gewissen Wertes abnimmt, wird die Messung angehalten. Zuerst wird der Absperrschieber 224, 226 oder 228 geschlossen. Die Drehzahl des Schneckenförderers 212, 214 oder 216 wird auf null verringert, so daß die Zufuhr angehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die hineinfließende Menge äußerst klein. Deshalb ist die Einströmungsmenge nach dem Anhalten der Messung verringert und die Meßgenauigkeit wird ohne Abhängigkeit von den Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit verbessert. Ferner wir die Arbeitsweise des Schneckenförderers von dem Zielwert und dem Verarbeitungssystem abhängig gemacht, solange die Messung innerhalb des Meßbereiches durchgeführt wird. Die Messung kann mit derselben Meßeinrichtung unabhängig von der Größe des Sollwertes gemacht werden, was eine Ausdehnung des Meßbereiches ergibt. Jedoch muß dieser Ausdehnungsbereich den statischen Bereich der Gewichtserfassungseinrichtung berücksichtigen.
Als Funktion der Meßzeit ändert sich das Arbeitsmuster des Schneckenföderers. Jedoch kann nahezu dieselbe Messung kurzer Dauer unabhängig von der Größe des Sollwertes durchgeführt werden.
Die nächste Messung für das Pulver geht zu dem in ähnlicher Weise ausgewählten Trichter 202, 204 oder 206. Der Umschalter 238 wird umgeschaltet, um den Schneckenförderer 212, 214 oder 216 auszuwählen, der mit dem ausgewählten Trichter 202, 204 oder 206 verbunden ist. Der Sollwert für dieses Pulver wird vorher gesetzt, und die Messung wird unter der Steuerung ähnlich der, die oben beschrieben worden ist, in Übereinstimmung mit einem Meßanfangsbefehl durchgeführt. Das heißt, die Steuerfunktionen, die in der Steuereinheit 234 ausgeführt werden, sind die gleichen, aber die Ausgangssignale für den ausgewählten Absperrschieber 224, 226 oder 228 und zu dem ausgewählten Schneckenförderer 212, 214 oder 216 werden durch Verwendung des Umschalters 238 umgeschaltet.
Bei Beendigung der kumulativen Gewichtsmessung der mehreren Pulver in dem Meßtrichter 208 öffnet der Austragssperrschieber 240 des Meßtrichters 208, um die gemessenen Pulver in den Einstelltank 244 einzuführen. Während des Austragens von dem Meßtrichter 208 stellen die zusätzlichen Vorrichtungen, wie der Vibrator 242 eine gründliche Austragung sicher. Dem Einstelltank 244 wird eine vorbestimmte Menge an medizinischer Flüssigkeit hinzugefügt, und die Rührvorrichtung 210 wird angetrieben, das Pulver und die Flüssigkeit zu vermischen. Wenn das Rühren beendet ist, öffnet sich das Bodenventil 246, um das vermischte Pulver auszutragen.

Beispiel 3

Ergebnisse eines Versuches werden erklärt, die gemäß der Meß-Mischvorrichtung für Pulver der vorliegenden Erfindung gemacht worden sind. Dieser Versuch wurde in der Meßvorrichtung, die in Fig. 13 gezeigt ist, mit einem System durchgeführt, bei dem zwei Vorratstrichter verwendet wurden, jedoch kein Einstelltank vorgesehen war.
Die Wägezelle, die als die Meßeinrichtung bei diesem Versuch verwendet worden ist, konnte eine Messung von maximal 5 kg durchführen und hatte eine Genauigkeit von 1/2500. Die Umdrehungszahl des Schneckenförderers wurde durch einen Invertermotor gesteuert, und ein Drehzahlbefehl (Ausgangsspannung) wurde von der Meßsteuereinheit ausgegeben.
Fig. 15 zeigt den Mittelwert der Strömungsgeschwindigkeit als Funktion der einzelnen Invertereingabespannungen (die Drehzahl) für zwei Arten von Pulvern. Das Pulver A war körnig und sein scheinbares spezifisches Gewicht war ungefähr 0,5. Andererseits war das Pulver B ähnlich wie Weizenmehl mit hoher Adhäsion, und sein scheinbares spezifisches Gewicht war ungefähr 0,5. Diese zwei Pulverarten wurden aufeinanderfolgend in dem in Fig. 13 gezeigten System ohne Änderung bei dem Steuersystem gemessen. Genauer gesagt wurde das körnige Pulver A in den Vorratstrichter 202 eingegeben, während das Weizenmehl B in den Vorratstrichter 204 eingegeben worden war. Dann wurden die Pulver A und B nacheinander mit der gleichen Steuereinheit 234 gemessen, indem die Umschalteinrichtung 19 umgeschaltet wurde.
Fig. 16 stellt die Ergebnisse einer Messung von 1 kg des körnigen Pulvers A dar, während Figur 17 die Ergebnisse einer Messung von 1 kg von mehlartigem Pulver B zeigt. Wie es aus den Figuren 16 und 17 offensichtlich ist, ändern sich die Arbeitsmuster für das Drehen des Schneckenförderers beträchtlich zwischen den zwei Fällen, es wurden aber äußerst genaue Meßergebnisse innerhalb nahe zu der gleichen Meßzeit erhalten.
Der Vorratstrichter kann vibriert werden, um das gespeicherte Pulver zusammenzudrücken und sein Fließvermögen wird dadurch geändert. Seine Strömungsgeschwindigkeitseigenschaften werden auch somit geändert. Obgleich sich aber das Arbeitsmuster des Schneckenförderers ändert, werden die gleichen Ergebnisse sowohl bei der Meßzeit als auch bei der Meßgenauigkeit erreicht.
Tabelle 1 zeigt die Beziehung zwischen der Meßzeit und der Meßgenauigkeit in bezug auf den Sollwert. Man beachte, daß die Meßgenauigkeit erhalten wurde, indem das Pulver, das in den Vorratstrichtern gelassen worden ist, mit einer anderen Untersuchungsskala gemessen worden ist. Bei der Messung von 5 kg wurde die Meßzeit wegen der Beschränkung der maximalen Drehzahl des Invertermotors erhöht, der für dieses Versuchssystem verwendet worden ist. Jedoch wurde die Meßgenauigkeit bei ± 2 g beibehalten. Wenn die Leistung dieses Invertermotors erhöht würde, könnte die Meßzeit verringert werden. Fig. 18 stellt die Ergebnisse der Messung von 5 kg für das mehlartige Pulver B dar. Wie es aus der Figur offensichtlich ist, ist das Pulver anfangs mit der maximalen Zuführgeschwindigkeit oder Drehzahl ausgeströmt. Wenn diese Ausströmungsgeschwindigkeit erhöht würde, könnte die Meßzeit weiter verringert werden. TABELLE 1 Pulver Sollwert Fehler Meßzeit sec
In diesem Versuchssystem wurde eine Wägezelle, die eine Genauigkeit von 1/2500 hatte, verwendet. In diesem Fall der Messung von 10 g wurde als Genauigkeit ± 2 g gefunden, was gleich der statischen Lastgenauigkeit der Wägezelle ist. Wenn deshalb eine Wägezelle, die eine Genauigkeit von 1/5000 hat, verwendet wird, erkennt man, daß eine Genauigkeit von 1,0 % innerhalb eines Meßbereiches von 1:100 erhalten werden kann. In diesem Versuchssystem wurde ein Invertermotor verwendet und sein Bereich der Drehzahl (ein Verhältnis der minimalen zu der maximalen Drehzahl) war 1:10. Wenn diese Art Motor durch einen Servomotor ersetzt wird, ist ein noch größerer Bereich der Drehzahl erhältlich, und eine Messung mit einer noch höheren Genauigkeit ist in der gleichen Meßzeit innerhalb des Meßbereiches von 1:100 praktisch ausführbar.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wurde der Fall erklärt, bei dem N Arten von Pulvern kumulativ mit dem einzigen Meßtrichter gemessen worden sind. Die Anzahl von Arten von Pulvern, die gemessen werden sollen, ist nicht begrenzt. Eine optimale Anzahl von Schneckenförderern, die von derselben Steuereinheit gesteuert werden, ist ungefähr 8 im Hinblick auf Systemüberlegungen.
Fig. 19 zeigt eine abgeändert Form der vorliegenden Erfindung für eine Meß-Mischvorrichtung für Pulver. Diese abgeänderte Form ist auf eine solche Weise angeordnet, daß ein positives Meßsystem zum Durchführen der Messung, indem die Erfassungseinrichtung in dem das Pulver aufnehmenden Trichter vorgesehen wird, wie es bei der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben worden ist, mit einem negativen Meßsystem zu messen der Menge an Pulver kombiniert wird, das von einem der Vorratstrichter fließt, indem getrennt eine Erfassungseinrichtung in dem Vorratstrichter vorgesehen wird.
Die Vorratstrichter 202, 204 und 206, das Pulvervorratssystem und das Meß-Mischsystem haben die gleiche Konstruktion wie jene, die bei der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben worden sind. Gleiche Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird deshalb unterlassen. In diesem Beispiel ist der N-te Vorratstrichter 206 in enger Nähe einer Wägezelle 240 angeordnet, durch die die Menge an Pulver gemessen wird, das von dem N-ten Trichter 206 fließt. Ein Öffnungsschieber 262 ist an einem Auslaß des N-ten Trichters 206 vorgesehen, und die herausfließende Menge an Pulver wird gesteuert, indem der Öffnungsgrad des Schiebers 242 eingestellt wird. Man beachte, daß in Fig. 19 der Öffnungsschieber 242 als das Betriebsende des negativen Meßsystems angegeben ist, aber andere Schneckenförderer oder ähnliches sind verwendbar.
Fig. 20 ist ein Steuerblock, der die vorgenannte abgeänderte Form der Meß-Mischvorrichtung für Pulver der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Beschreibung wird in Verbindung mit dem N-ten Vorratstrichter 206 beschrieben. Man beachte, daß das Pulversystem der Fig. 20 stark dem Flüssigkeitssystem der Fig. 12 ähnelt. Die herausfließende Menge an Pulver, das den N-ten Vorratstrichter 206 füllt, wird durch Subtraktion mit der Wägezelle 230 gemessen. Das Pulver wird dann zu dem Meßtrichter 208 überführt, zu welchem Zeitpunkt das Pulver kumulativ zusammen mit den bereits überführten Pulvern von dem ersten bis (N-1)-ten Vorratstrichter gemessen wird. Auf diese Weise werden die tatsächlich gemessenen Werte, die durch das negative Meßsystem und durch das kumulative Meßsystem erhalten werden, zurück zu einer entsprechenden Meßsteuerung 234a2 für das negative System bzw. einer Meßsteuerung 234a1 für das positive System geführt. Die Meßsteuerungen 234a1 und 234a2 berechnen jeweils die Abweichung zwischen dem Sollwert und dem tatsächlich gemessenen Wert und auch eine Zeitänderung der Abweichung. Nach diesem Schritt werden die Drehzahl des Schneckenförderers 212 oder 214 und der Öffnungsgrad des Öffnungsschiebers 242, der durch einen Positionssteuerumwandler 234c umgewandelt worden ist, der Antriebssteuerung 234b unter Fuzzy Steuerung oder Lernsteuerung oder Optimalsteuerung vermittelt. Das Umschalten zwischen den ausgewählten Pulvervorratssystemen wird durch den Umschalter 238 durchgeführt.
Auf der Grundlage der oben erwähnten Konstruktion kann eine sehr kleine Messung durch beispielsweise das negative Meßsystem durchgeführt werden, während die Messungen, die einen großen Sollwert einschließen, durch das positive Meßsystem durchgeführt werden, das ein kumulatives Gewicht einschließt. Infolgedessen kann die Messung über einen noch größeren Bereich ausgeführt werden.
Ein bewegbarer Einstelltank kann bei einem abgeänderten Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Mit einem solchen Einstelltank kann eine Mehrzahl von medizinischen Flüssigkeiten potentiell dem Einstelltank zugeführt werden, wenn das Umrühren und reaktive Vorgänge durchgeführt werden, aber eine einzige, erwünschte Flüssigkeit kann durch ein vereinfachtes Rohrleitungssystem zugeführt werden, indem der Einstelltank unter den entsprechenden Flüssigkeitsaustragschieber bewegt wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform, die in Fig. 13 gezeigt ist, ist eine Wägezelle als die Erfassungseinrichtung verwendet worden. Jedoch sind andere Erfassungseinrichtungen verwendbar, beispielsweise verschiedene Arten von Pegelmeßeinrichtungen. Man beachte, daß sich der Meßbereich in Abhängigkeit von der statischen Genauigkeit der Erfassungseinrichtung unterscheidet.
Bei einem Produktionssystem für Chargen sind, wenn eine Mehrzahl von medizinischen Flüssigkeiten oder Pulvern verwendet werden, ihre Eigenschaften voneinander verschieden. Daher kann bei der großen Mehrzahl der Fälle die kumulative Messung in demselben Behälter nicht vorgenommen werden.
Das Produktionssystem für eine Flüssigkeitsmischvorrichtung wird daher so ausgebildet, daß eine Mehrzahl von Flüssigkeitsaufnahmetanks 302, die in Fig. 21 gezeigt sind, vorgesehen werden, wobei jeder Aufnahmetank eine zugeordnete Wägezelle 304 hat. Vorratsflüssigkeiten werden von den Tanks 306 durch die Öffnungssteuerventile 308, die durch Motoren 310 angetrieben werden, und durch die Absperrventile 312 zugeführt. Diejenigen Flüssigkeiten, die miteinander vermischbar sind, werden in demselben Tank 302 gemessen, während unvermischbare Flüssigkeiten in andere getrennte Meßtanks 302 eingebracht werden. Diese Anordnung verlangt einen Einstelltank 314 mit einer Rührvorrichtung 316 für reaktive und Einstellvorgänge, der auf der stromabwärtigen Seite der Meßtanks 302 mit Bodenventilen 318 dazwischen angeordnet ist.
Eine ähnliche Meß-Mischvorrichtung für Pulver ist in der Fig. 22 dargestellt. Eine Mehrzahl von Vorratstrichtern 320 führen unterschiedliche Arten von Pulvern zu durch motorgetriebene, geschwindigkeitsveränderbare Schneckenförderer 322 oder einen motorgetriebenen Absperrschieber 324, der einen steuerbaren Öffnungsgrad hat. Absperrschieber 326 unterbrechen positiv die Pulverströmung. Mehrere Meßtrichter 328 erhalten jene entsprechenden Pulver, die miteinander vermischbar sind. Wägezellen 330 messen die Gewichte der jeweiligen Meßtrichter 328. Austragsschieber 332 an den Auslässen der Meßtrichter 328 geben das gemischte Pulver an den Einstelltrichter 334 frei, der auch eine Flüssigkeit erhält. Eine Rührvorrichtung 336 vermischt den Inhalt des Einstelltanks 334, der dann durch ein Bodenventil 338 ausgetragen wird.
Ein Produktionssystem, in dem der Einstelltank oder Einstelltrichter mechanisch festgesetzt ist, sollte eine Anlage entsprechend der Klasse von Flüssigkeiten oder Pulver haben.
Insbesondere wird, um eine äußerst genaue Messung zu erhalten, wie es früher erklärt worden ist, eine Mehrzahl von Meßtanks oder Meßtrichtern verlangt, sowie der Einstelltank oder Einstelltrichter und zusätzliche Mittel, wie eine Rohrleitungsmeßeinrichtung, Steuereinheiten und Hilfsventile. In diesem Fall werden einige Komponenten des Systems verwendet, aber einige werden in Abhängigkeit von der Art der Flüssigkeiten oder Pulver nicht verwendet, die vermischt werden sollen. Daraus folgt, daß ein solches System viel an Verdopplung erzeugt, wodurch die Ausgangskosten der Anlage erhöht werden. Es hat eine zunehmende Nachfrage nach Mehrzweck-Produktionssystemen gegeben. Bei dem Produktionssystem vom festgelegten Typ jedoch muß das Rohrleitungssystem abgeändert werden. Änderungen, die für diese Abänderung verlangt werden, werden in den zusätzlichen Einrichtungen gemacht, was ein viel kompliziertereres Produktionssystem ergibt.
Um hiermit zurechtzukommen, ist kürzlich ein Chargen-Produktionssystem vom sich bewegenden Typ vorgeschlagen worden, in dem der Meßtank oder der Einstelltank bewegbar gemacht ist, um die Anzahl von Meßeinrichtungen zu verringern.
Wo dieses System auf die herkömmlichen Meßeinrichtungen angewendet wird, unterscheidet sich jedoch die Meßzeit in Abhängigkeit von der Größe des Sollwertes. Wenn der Sollwert groß ist, verlangt die Messung viel Zeit, und es ergibt sich, daß die Kapazität bei dem Produktionssystem vom sich bewegenden Typ zeitbegrenzt ist. Das Verfahren nach dem Stand der Technik, die Kapazität zu erhöhen, verlangt eine große Anzahl von Meßeinrichtungen.
Dieses Verfahren nach dem Stand der Technik trägt jedoch zu einer Zunahme der Anzahl von Meßeinrichtungen mit dem Ergebnis bei, daß die verstrichene Zeit an der Station zum Zuführen von medizinischer Flüssigkeit weiter ausgedehnt wird. Eine große Anzahl von Meßeinrichtungen wird in Größen solcher Faktoren wie des Bereiches der Sollwerte, der Beschränkung der Meßzeit und der Meßgenauigkeit benötigt. Aus diesem Grund nimmt die Betriebszeit zu, weil die Zeit verbracht werden muß, Rohrleitungen oder Leitungen zu verbinden und zu trennen.
Bei einem Produktionssystem für fotographische, fotoempfindliche Materialien muß eine Lichtabschirmung wegen der Fotoempfindlichkeit der Materialien beibehalten werden. Eine Zunahme bei der Anzahl von Kopplungsabschnitten macht das System komplizierter, und Änderungen bei der Tragekapazität üben ungünstige Einflüsse auf die Qualität des Produkts aus.
Ausführungsformen von Meß-Mischvorrichtungen vom bewegbaren Typ für Flüssigkeiten der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie es in Fig. 23 dargestellt ist, gibt es M Gruppen von Flüssigkeiten, die keine Schwierigkeit der Verunreinigung zwischen heterogenen Flüssigkeiten bilden. Laßt uns annehmen, daß es N Arten von medizinischen Flüssigkeiten gibt. Verschiedene Arten von Flüssigkeiten werden erzeugt. Eine Gesamtzahl von unterschiedlichen Flüssigkeiten wird nicht über einem Wert sein, der durch M x GRAD ben ist. Bei einem Produktionssystem nach dem Stand der Technik, ob es ein sich bewegendes System oder ein festes System ist, werden zumindest M x N Meßeinrichtungen 304, wie Wägezellen und Flüssigkeitsvorratstanks 306 verlangt. Sogar mehr mag in Anbetracht des Meßbereiches, der Meßzeit und der Meßgenauigkeit verlangt werden. Die vorliegende Erfindung jedoch verwendet eine Meßsteuereinheit mit geschlossenem Regelkreis, um die Strömungsgeschwindigkeit zu ändern. Daher gibt es keine Notwendigkeit, den Meßbereich, die Meßzeit und die Meßgenauigkeit in Betracht zu ziehen. Eine Anzahl (M x N) von Flüssigkeitsvorratstanks 306 kann ausreichend sein, und eine kleine Anzahl von Meßeinrichtungen 304 wird im Hinblick auf ihre Kapazität genügen, wenn kein Problem der Verunreinigung der Flüssigkeit erzeugt wird.
Man nehme an, daß, wie es in Fig. 23 dargestellt ist, zwei getrennte Meßeinrichtungen 304 A und 304 B vorgesehen sind und daß die Anzahl von Flüssigkeitsvorratstanks 306 durch M x N gegeben ist. Da die Anzahl von einer Einstell(Reaktions)zeit der medizinischen Flüssigkeiten, der Größe der Produktion usw. bestimmt wird, kann die Anzahl von Flüssigkeitsvorratsbehältern, die verlangt werden, größer als M x N in manchen Fällen sein.
Jede Meßeinrichtung 304A oder 304B schließt eine Steuereinheit ein, die eine Struktur wie der Steuerblock hat, der vorhergehend in Fig. 11 gezeigt ist, und wendet ihre Ausgänge auf eine Mehrzahl von N Öffnungssteuerungsventilen 308 durch einen Schaltvorgang einer Umschalteinrichtung an. Das heißt, die N unterschiedlichen, medizinischen Flüssigkeiten können durch denselben Steueralgorithmus in demselben Flüssigkeitsmeßtank 340 A gemessen werden.
Eine Arbeitsproduktionssteuereinheit gibt das Anbringen eines Flüssigkeitsaufnahmebehälters 340 A für eine Station 342-1 an beispielsweise einem unbemannten Wagen 344 an, der den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 340 A zwischen Stationen trägt. Nach diesem Schritt wird eine Angabe über das Messen der Flüssigkeit in einem vorbestimmten der Flüssigkeitsvorratsbehälter 306 an die Meßeinrichtung 304 A ausgegeben. Die Ausgangsschaltung der Meßeinrichtung 304 A wird auf ein (12)-tes Öffnungssteuerventil 308 und ein zugeordnetes Absperrventil 312 in Zusammenwirken mit der Umschalteinrichtung umgeschaltet. Dann wird einer (12)-ten Kopplungseinrichtung 346 durch eine andere Trägersteuereinheit befohlen, eine passende Kopplungseinrichtung 347 an den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 340 A zu koppeln. Unmittelbar, nachdem der Meßzustand unter solchen Bedingungen bestätigt worden ist, gibt eine Produktionssteuereinheit einen Meßanfangsbefehl aus. Die Meßeinrichtung 304 A initiiert die Messung auf der Grundlage des vorbestimmten Algorithmus. Die äußerst genaue Messung wird durch die Meßsteuereinheit mit geschlossenem Regelkreis durchgeführt, um die Strömungsgeschwindigkeit zu ändern. Die Messung wird innerhalb einer kurzen Zeitperiode über einen weiten Gewichtsbereich ausgeführt, indem der öffnungsgrad des (12)-ten Öffnungssteuerventils 208 geändert wird.
Die vorbeschriebenen Vorgänge werden gemäß dem bestimmten Inhalten der erwünschten Produkte ausgeführt, und die verlangten Arten von medizinischen Flüssigkeiten werden alle gemessen.
Das Verfahren geht dann zu einer Überführung von Flüssigkeit zu einem Einstelltank 348, der auf der stromabwärtigen Seite angeordnet ist.
Wenn eine Angabe über eine Verschiebung zu einer Station 342-3 von der Arbeitsproduktionssteuereinheit ausgegeben wird, trägt der Wagen 344 den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 340 A zu der Station 342-3, um ihn mit einer Rohrleitungsverbindungseinrichtung 350 zu verbinden. Wenn ein Einstelltank 348 als die sich bewegende Einrichtung dient, die in Fig. 23 gezeigt ist, kann sich dieser Tank 348 auch bewegen und wird mit dem unteren Abschnitt der Rohrleitungsverbindungseinrichtung 350 verbunden.
Nach der Bestätigung der Kopplung wird ein Bodenventil 351 des Flüssigkeitsaufnahmebehälters 340 A unter der Steuerung der Wagensteuereinheit geöffnet, und die Flüssigkeit wird dadurch zu dem Einstelltank 348 überführt.
Fig. 23 stellt eine Tragesituation dar, bei der die Meßeinrichtungen 304 A und 305 B an den Stationen 342-1 und 342-2 angeordnet sind, und der unbemannte Wagen 344 trägt den Flüssigkeitsaufnahmebehälter 340 A zu einer vorbestimmten Position in dem Meßsystem. Jedoch kann, wie es in Fig. 24 dargestellt ist, der Flüssigkeitsaufnahmebehälter 340 A selbst einen Tragemechanismus haben, der ihm zueigen ist, indem er mit einer Meßeinrichtung 304 A und Rädern 352 versehen wird. Anders als bei dem System der Fig. 23 ist die Kopplungseinrichtung 347 nicht an der Station festgelegt. Jedoch muß eine elektrische Verbindungseinrichtung, wie ein Lageerfassungssensor, bei jeder Kopplungsposition vorgesehen werden.
Die Flügel einer Rührvorrichtung 354 können, wie es in Fig. 25 dargestellt ist, zu dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter 304 A hinzugefügt werden, und der derart ausgestaltete Flüssigkeitsaufnahmebehälter 304 A wird zu einer Rührerstation 356 transportiert. Die Rührerstation 356 hat eine Drehkopplung 358, die zu einer Rührerkopplung 360 an dem Behälter 340 A paßt. Sie hat auch eine Kopplungseinrichtung 362 und einen Heißwasserauslaß 364, die an die entsprechenden Elemente an dem Behälter 340 A angepaßt sind. Das Rühren und Erwärmen liefern reaktive und Mischfunktionen für den Aufnahmebehälter 304 A, so daß er als ein Einstelltank dienen kann. Diese Anordnung bietet ein System, daß einen höheren Wirkungsgrad ergibt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform schließt der Meßtank 304 A, der bei dem Meßvorgang verwendet wird, die Verwendung der Wägezelle ein. Die Situation ist jedoch die gleiche, als wenn andere Arten von Meßeinrichtungen verwendet werden. Wenn insbesondere ein Differenzdruckwandler an dem Aufnahmetank 304 A in Fig. 24 und 25 angewendet wird, kann der Flüssigkeitsaufnahmebehälter an einem selbsttätig fahrenden Fahrzeug angebracht werden, wodurch seine Herstellung erleichtert wird. Infolgedessen wird der Einfluß von Vibrationen oder ähnlichem entfernt.
Bei der Meß-Mischvorrichtung für Flüssigkeiten der oben genannten Ausführungsform erhält und vermischt ein Flüssigkeitsaufnahmebehälter eine Mehrzahl von Flüssigkeiten, die von einer Mehrzahl von Flüssigkeitsvorratsbehältern zugeführt worden sind, nachdem die Flüssigkeiten kumulativ gemessen worden sind. Die Meß-Mischvorrichtung für Flüssigkeiten gemäß der vorliegenden Erfindung wird so verbessert, daß jeder der Flüssigkeitsvorratsbehälter ein Öffnungssteuerventil enthält, das in einer Zuführung angeordnet ist. Eine Meßeinrichtung, die mit dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter verbunden ist, mißt die Flüssigkeit, die von jedem der Flüssigkeitsvorratsbehälter zugeführt worden ist. Eine Flüssigkeitsmeßsteuereinheit, die eine Umschalteinrichtung aufweist, arbeitet als eine Präzisionsmeßsteuereinheit vom Typ mit geschlossenem Regelkreis, die die Messung durchführt, indem die Strömungsgeschwindigkeit der zugeführten Flüssigkeit verändert wird, indem der Öffnungsgrad von jedem der Öffnungssteuerventile entsprechend den jeweils gemessenen Werten der Vorratsflüssigkeiten geöffnet wird. Schließlich bewegt eine sich bewegende Einrichtung den Flüssigkeitsaufnahmebehälter zwischen verschiedenen Zufuhrsystemen. Eine äußerst genaue Messung kann schnell durchgeführt werden, ohne daß sie dem Einfluß von Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit ausgesetzt wird, die durch Störungen und Änderungen bei den Eigenschaften der Flüssigkeit hervorgerufen werden, und die Messung kann über einen weiten Gewichtsbereich in kurzer Zeit durchgeführt werden. Selbst in dem Fall einer großräumigen Anlage nimmt das Produktionsvermögen zu. Ubrigens kann die Produktionsqualität wegen der Masseneinstellung erhöht werden, und der Verlust an Rohmaterialien kann verringert werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, Verringerungen bei den Ausgangskosten, den Wartungskosten sowie den Betriebskosten zu erhalten. Ferner kann die Zuverlässigkeit verbessert werden.
Die Ausführungsform der Pulvermischvorrichtung vom bewegbaren Typ der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Laßt uns nun annehmen, daß, wie es in Fig. 23 dargestellt ist, N Arten von pharmazeutischen Pulvern vorbereitet worden sind, und daß es viele Arten von Produkten gibt, die hergestellt werden sollen. Eine Gesamtanzahl von pharmazeutischen Pulveranteilen für jede Art von Produkt ist kleiner als N. In einem herkömmlichen Produktionssystem, ob es ein sich bewegendes System oder ein festes System ist, gibt es mehrere Vorratstrichter 320 für das gleiche pharmazeutische Pulver und getrennte Meßeinrichtungen für jede Art von Produkt, wobei die Gesamtzahl größer als N ist im Hinblick eines weiten Meßbereiches, einer Verringerung der Meßzeit und einer Zunahme der Meßgenauigkeit. Die vorliegende Erfindung jedoch verwendet eine Meßsteuereinheit mit einem geschlossenen Regelkreis, um die Strömungsgeschwindigkeit zu verändern, und daher gibt es keine Notwendigkeit, den Meßbereich, die Meßzeit und die Meßgenauigkeit zu betrachten. Die Vorratstrichter 320 reichen aus, und die Anzahl von Meßeinrichtungen kann beträchtlich kleiner als die Anzahl sein, die durch das Tragevermögen bestimmt wird, wenn es keine Schwierigkeit in bezug auf die Verunreinigung der Pulver gibt.
Laßt uns annehmen, daß eine einzige Meßeinrichtung 330, nämlich eine Wägezelle, vorgesehen ist. N getrennte Vorratstrichter 330 mögen vorgesehen sein. In manchen Fällen jedoch kann die Anzahl von Meßeinrichtungen 330 anders bestimmt werden, wobei die Einstellzeit von pharmazeutischen Pulvern und das Maß der Produktion in bezug auf die unterschiedlichen Arten der Produkte in Betracht gezogen werden, und daher kann die Zahl N überschreiten.
Jede Meßeinrichtung enthält eine Meßsteuereinheit, die durch den Steuerblock dargestellt ist, der in Fig. 27 gezeigt ist. Die Meßeinrichtung legt ihre Ausgänge an eine ausgewählte Mehrzahl von Strömungsgeschwindigkeitseinstelleinrichtungen an, wie Öffnungssteuerventile 308 oder Schneckenförderer 322 (mit 1 bis N numeriert). Die Auswahl wird durch Umschalten einer Umschalteinrichtung 238 ausgeführt. Das heißt, die Mehrzahl von pharmazeutischen Pulvern wird durch denselben Steueralgorithmus in demselben Pulvermeßtrichter 208 gemessen.
Eine Arbeitsproduktionssteuereinheit gibt an einen sich selbst bewegenden Meßtrichter 360 eine Angabe über eine Last aus, die an einen Einstelltank 362 geliefert werden soll. Der Ausgang der Meßeinrichtung 330 wird auf ein Absperrventil 326 in Zusammenwirken mit der Umschalteinrichtung 238 geschaltet. Eine Transportsteuereinrichtung liefert eine Angabe über eine Kopplung zwischen einer Kopplungseinrichtung 364 an dem Meßtrichter 360 von einer Kopplungseinrichtung 366 stromabwärts des Absperrventils 326. In einer solchen Situation gibt, wenn ein Meßzustand bestätigt worden ist, die Arbeitsproduktionssteuereinheit ein Meßanfangssignal aus. Die Meßeinrichtung 330 beginnt mit der Messung gemäß dem vorbestimmten Algorithmus. Dann wird die äußerst genaue Messung durch die Meßsteuereinheit mit geschlossenem Regelkreis durchgeführt und wird innerhalb einer kurzen Zeitdauer über einen weiten Meßbereich beendet. Die Strömungsgeschwindigkeit wird verändert, indem eine Strömungsgeschwindigkeit mit den Strömungsgeschwindigkeitseinstelleinrichtungen (Schneckenförderer 322) geändert wird. Die vorgenannten Vorgänge werden der Reihe nach gemäß der erwünschten Mischung ausgeführt. Nachdem alle pharmazeutischen Pulver der verlangten Arten gemessen worden sind, geht das Verfahren zu dem Betrieb des Überführens des Pulvers zu dem stromabwärtigen Tank, der auf der unteren Stromseite angeordnet ist.
Der Einstelltank 362 bewegt sich in eine Position, damit sein Verbindungsteil mit dem unteren Abschnitt einer Rohrleitungsverbindungseinrichtung 370 gekoppelt werden kann. Nach der Bestätigung der Verbindung wird ein Bodenventil oder Austragsschieber 372 des Meßtrichters 360 so durch die Steuereinrichtung gesteuert, daß er geöffnet wird, so daß das Pulver durch sein Verbindungsteil 374 und die Verbindungseinrichtung 370 zu dem Einstelltank 362 überführt wird.
Bezug nehmend auf Fig. 26 wird die Meßeinrichtung oder die Wägezelle 330 in der Nähe des Meßtrichters 630 angeordnet. Die sich bewegende Einrichtung zum Tragen des Meßtrichters 360 ist vom sich selbst bewegenden Typ. Aber ein System zum Tragen des Trichters durch Verwendung eines unbemannten Wagens nach Beendigung der Messung an einer vorbestimmten Position ist auch verwendbar. Es wird verlangt, daß eine elektrische Verbindungseinrichtung, wie ein Positionssensor, in jeder Verbindungsposition vorgesehen wird.
Die Blätter eines Rührers können zu dem Meßtrichter 360 hinzugefügt werden, damit dieser Behälter 360 als eine Mischvorrichtung wirken kann, so daß ein Einstelltank gebildet wird. Als ein Ergebnis kann ein System, das einen viel höheren Wirkungsgrad hat, vorgesehen werden.
Die Wägezelle ist als die Erfassungseinrichtung für die Messung beschrieben worden. Diese Situation ist jedoch die gleiche, wenn andere Arten von Tankmeßerfassungseinrichtungen verwendet werden.
Wenn die Meßsteuereinheit verwendet wird, die sowohl eine positive Messung in dem Meßtrichter 360 als auch eine negative Messung durch Anbringen einer anderen Meßeinrichtung an dem Vorratstrichter 320 bereitstellt, ist eine genaue Messung über einen noch weiteren Bereich praktisch durchführbar.
In einer Meß-Mischvorrichtung für Pulver, in der ein Pulver aufnehmender Behälter Pulver von einer Mehrzahl von Vorratsbehältern nach dem kumulativen Messen der Pulver erhält, ist die verbesserte Meß-Mischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgebildet, daß jeder der Vorratsbehälter eine Strömungsgeschwindigkeitseinstelleinrichtung einschließt, die an einer Pulverzuführleitung angebracht ist. Eine Meßeinrichtung zum Messen des von dem Vorratsbehälter zugeführten Pulvers ist an der Seite des Pulveraufnahmebehälters angeordnet. Eine Pulvermeßsteuereinheit liefert eine Steuerung mit geschlossenem Regelkreis und eine Präzisionsmessung und weist eine Umschalteinrichtung auf. Bei der Messung werden die Strömungsgeschwindigkeiten von jedem der Strömungsgeschwindigkeitseinstelleinrichtungen entsprechend einem gemessenen Wert des zugeführten Pulvers geändert. Ferner bewegt eine Bewegungseinrichtung den Pulveraufnahmebehälter. In dem System, bei dem die Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann eine äußerst genaue Messung schnell durchgeführt werden, ohne dem Einfluß von Schwankungen bei der Strömungsgeschwindigkeit ausgesetzt zu werden, die durch die Störung von Änderungen bei der Eigenschaft des Pulvers hervorgerufen werden. Die Messung wird über einen weiten Bereich von Gewichten in einer kurzen Zeit durchgeführt. Ferner kann die Anlage vereinfacht werden und die Anzahl von Meßeinrichtungen wird verringert. Selbst in dem Fall einer großräumigen Anlage kann die Produktionsfähigkeit erhöht werden. Zusätzlich kann die Produktqualität aufgrund der Masseneinstellung erhöht werden, und der Verlust an Rohmaterialien kann verringert werden. Als ein Ergebnis ist es inöglich, Verringerungen bei den Anfangskosten, den Wartungskosten sowie den Betriebskosten zu erhalten. Ferner kann die Zuverlässigkeit verbessert werden.
Eine Fuzzy Wechselwirkung wird nun beschrieben. Eine Fuzzy Wechselwirkung, die bei einem Fuzzy Steuersystem verwendet wird, soll die Steuerung durch eine menschliche Betriebsperson emulieren. Wenn die Betriebsperson beobachtet, daß die Abweichung zwischen einem Sollwert und einem gemessenen Wert groß ist und eine Zeitgeschwindigkeitsänderung dieser Abweichung klein ist, dann würde er die Strömungsgeschwindigkeit erhöhen, was die Abweichung schneller verringert. Wenn er andererseits beobachtet, daß die Abweichung klein ist, daß aber die Zeitgeschwindigkeitsänderung irgendwie groß ist, dann würde er die Strömungeschwindigkeit etwas verringern. Fuzzy Steuerung wird von E. H. Mamdani in einem technischen Artikel mit dem Titel "Application of Fuzzy Algorithms for Control of a Simple Dynamic Plant" erörtert, das in den Proceedings of IEE, Band 121, 1974 auf den Seiten 1585-1588 erscheint, und von L.A. Zadeh in einem Memorandum mit dem Titel "Theory of Fuzzy Sets", Memo Nr. ERL-M502, Electronic Research Lab., University of California, Berkeley (1975).
In Fig. 28 ist die Abweichung e (hier der Unterschied zwischen dem Sollgewicht und dem tatsächlich gemessenen Gewicht) als eine Funktion der Zeitänderung δe (hier der Unterschied der Abweichung e zwischen dem gegenwärtigen und dem vergangengen Meßzyklus) aufgetragen. Wenn die gemessene Abweichung e und die gemessene Zeitänderung δe innerhalb einer Ausgleichszone fallen, dann ist die gegenwärtige Strömungsgeschwindigkeit geeignet im Hinblick auf die gegenwärtige Abweichung, so daß nicht verlangt wird, daß das Öffnen des Ventils oder ähnliches geändert wird. Statt vielmehr eine genaue arithmetische Berechnung durchzuführen jedoch werden die Variablen durch "vage" Variable angegeben, so wie sehr klein, klein, mittel, groß und sehr groß.
Wenn die Variablen durch diese vagen Variablen und durch Mitgliedschaftfunktionen angegeben werden, und wenn ein Steuerverfahren durch "wenn dann" Regeln festgelegt wird, wird eine Fuzzy Meßsteuerung inöglich. Eine Fuzzy Regel wird im allgemeinen in der Form ausgedrückt: wenn e A ist und δe B ist, dann ist δu C. Bei der vorliegenden Erfindung ist e die Abweichung, δe die Zeitänderung der Abweichung und δu die Zeitänderung (zwischen Steuerzyklen) einer die Strömung steuernden Größe, wie die Öffnungsgröße des Steuerventils. Die Variablen A, B und C in den Regeln werden ähnlich durch vage Variablen definiert, sehr klein, klein usw.
Die Mitgliedschaftsfunktionen werden für die Abweichung e, die Zeitänderung der Abweichung δe und die Zeitänderung der Steuergröße δu definiert. Eine solche Mitgliedschaftsfunktion für die Abweichung e (in Einheiten von Gramm) ist in Fig. 29 aufgetragen. Die vertikale Achse ist der Mitgliedschaftswert, eine Mitgliedschaftsfunktion, die sich zwischen 0 und 1 ändert. Wenn die gemessene Abweichung 3 ist, dann wird die Abweichung bei dem gegenwärtigen Meßzyklus als "klein" bestimmt. Ähnliche Mitgliedschaftsfunktionen müssen für δe und δu erzeugt werden.
Zur Fuzzy Steuerung wird eine Anzahl von Fuzzy Regeln im voraus bestimmt. Beispielsweise ist eine erste Regel, daß, wenn e klein ist und δe groß ist, dann δu negativ groß ist; und eine zweite Regel ist, daß, wenn e klein ist und δe mittel ist, dann δu negativ mittel ist. Andere Regeln werden aus der Fig. 28 offensichtlich. Wenn e und δe jeweils in einen Bereich der vagen Variablen fallen, dann wird eine einzige Fuzzy Regel, die diese vagen Variablen verwendet, verwendet, um die Arbeitsgröße δu zu erhalten. Wenn jedoch die beobachtete Größe in zwei Bereiche vager Variabler fällt, müssen zwei Fuzzy Regeln für die beobachtete Größe verwendet werden, wobei die Mitgliedschaftswerte als Gewichte beim Kombinieren der "dann" Werte der Arbeitsgrößen δu wirken. Beispielsweise ist Fig. 30 ein Diagramm, das verwendet wird, um die Steuergröße δu zu erhalten.
Vorausgesetzt, daß e einen Mitgliedschaftswert von 0,8 in dem kleinen Bereich hat, und δe einen Mitgliedschaftswert von 0,6 in dem großen Bereich hat und einen Wert von 0,7 in dem mittleren Bereich. Ferner vorausgesetzt, daß die Fuzzy Regeln sind (1) e ist klein und δe ist groß, dann ist δu negativ groß, und (2) e ist klein und δe ist mittel, dann ist δu negativ mittel. In diesem Fall wird ein Mitgliedschaftswert von δu als der kleinere der Werte e und δe bestimmt (eine andere Auswahl ist möglich). Demgemäß ist der Mitgliedschaftswert von δu 0,6, wenn die Regel (1) verwendet wird, und 0,7, wenn die Regel (2) verwendet wird. Aus den Mitgliedschaftswerten wird δu erhalten, indem beispielsweise der Schwerpunkt der schraffierten Fläche in Fig. 30 berechnet wird.
Die Fuzzy Steuerung wird mehr im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben.
Ein anfänglicher Öffnungsgrad des Ventils wird durch eine Mitgliedschaftsfunktion bestimmt, wie es in Fig. 31 gezeigt ist. Wenn beispielsweise der eingestellte Wert 1000 g ist, ist ein Mitgliedschaftswert, der dem eingestellten Wert entspricht, 0,5 aus Fig. 31. Der maximale Öffnungsgrad des Ventils wird bei 70,0 mm auf der Grundlage der Strömungsgeschwindigkeitseigenschaften des Ventils gesetzt, so daß der anfängliche Öffnungsgrad des Ventils auf 70,0 x 0,5 = 35 mm gesetzt wird. Die Fuzzy Steuerung wird während einer Weile (Verlustzeit) nicht durchgeführt. Da es Zeit benötigt, die Flüssigkeit von einem Vorratstank in einen Meßtank zu überführen, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, kann, wenn die Fuzzy Steuerung unmittelbar nach dem Beginn der Messung durchgeführt wird, der Öffnungsgrad des Ventils zu stark vergrößert werden. Demgemäß wird die Fuzzy Steuerung während der Verlustzeit nicht durchgeführt, die innerhalb von 0-9,9 Sekunden ist.
Bei der Messung sind die verwendeten Fuzzy Regeln wie folgt
(1) wenn die Abweichung e sehr groß ist und ihre Zeitänderung δe mittel ist, dann ist die Zeitänderung des Öffnungsgrads du positiv mittel,
(2) wenn e sehr groß ist und δe groß ist, dann ist δu positiv klein,
(3) wenn e sehr groß ist und δe sehr groß ist, dann ist δu null,
(4) wenn e groß ist und δe sehr groß ist, dann ist δu negativ klein,
(5) wenn e mittel ist und δe sehr groß ist, dann ist δu negativ mittel,
(6) wenn e mittel ist und δe groß ist, dann ist δu negativ klein,
(7) wenn e groß ist und δe groß ist, dann ist δu null,
(8) wenn e groß und δe mittel ist, dann ist δu positiv klein, und so fort.
An dem Punkt A in Fig. 9 oder Fig. 28 wird die Fuzzy Regel (1) verwendet, so daß δu vergrößert wird. An dem Punkt A&sub1; in Fig. 28 werden die Fuzzy Regeln (1) und (2) verwendet, so daß der Öffnungsgrad weiter zunimmt. An dem Punkt A&sub2; in Fig. 28 wird die Fuzzy Regel (2) verwendet. An dem Punkt A&sub3; in Fig. 28 werden die Fuzzy Regeln (2) und (3) verwendet. An dem Punkt B in Fig. 9 oder Fig. 28 wird die Fuzzy Regel (3) verwendet, so daß der Öffnungsgrad des Ventils nicht geändert wird. An dem Punkt C in Fig. 9 oder 28 werden die Fuzzy Regeln (3) und (4) verwendet, so daß der Öffnungsgrad des Ventils verringert wird. Zwischen den Punkten C und D in Fig. 9 oder 28 werden einige Fuzzy Regeln wie zwischen den Punkten A und B verwendet. Am Punkt D in Fig. 9 oder 28 wird die Fuzzy Regel (8) verwendet, so daß der Öffnungsgrad des Ventils vergrößert wird. In ähnlicher Weise wird die Fuzzy Steuerung durchgeführt, so daß das Meßergebnis, das in Fig. 9 gezeigt ist, erhalten wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Messen von fließendem Material, die folgendes umfaßt:

einen Vorratsbehälter (1,102,202), der fließendes Material enthält;

einen Flußregler (7,120,122), der mit einem Auslaß des Flußbehälters verbunden ist, um einen Fluß des fließenden Materials in zumindest drei Flußgrößen, ungleich Null, zu regeln;

einen Aufnahmebehälter (2,106,210) zum Aufnehmen des fließenden Materials von dem Flußregler;

einen Detektor (4,132,230), der mit dem Aufnahmebehälter verbunden ist, um eine von dem Aufnahmebehälter aufgenommene Materialmenge zu messen;

eine Steuereinheit (3,136,234), die einen Ausgang des Detektors empfängt und eine Einrichtung einschließt zum Ableiten einer Abweichung (e) zwischen der gemessenen Menge und einem Sollwert und weiter eine Einrichtung einschließt, zum Setzen einer Flußmenge gemäß der Abweichung, wobei die gesetzte Flußmenge den Flußregler steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ableiten einer Abweichung zwischen der gemessenen Menge und dem Sollwert auch eine Zeitänderung der Abweichung ableitet und die Einrichtung zum Setzen auch die Flußmenge gemäß der Zeitänderung der Abweichung setzt;

und die Setzeinrichtung mit Fuzzy Rückschluß auf die Abweichung und die Zeitänderung arbeitet; und

das fließende Material entweder eine Flüssigkeit oder ein Pulver ist.

2. Einrichtung zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 1, wobei der Detektor ein Gewicht des Aufnahmebehälters mißt.

3. Vorrichtung zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 1, wobei das fließende Material eine Flüssigkeit ist und die Flußregler (7,120,122) Öffnungssteuerventile sind.

4. Einrichtung zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 1, wobei das fließende Material ein Pulver ist und der Detektor das Gewicht des Aufnahmebehälters (2,106,210) mißt.

5. Vorrichtung zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 1, die weiter ein Sperrgatter (10,126) umfaßt, das in dem Transportweg des fließenden Materials zwischen dem Flußregler (7,120,122) und dem Aufnahmebehälter (2,106,210) angeordnet ist, wobei die Setzeinrichtung das Sperrgatter steuert.

6. Einrichtung zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 1, wobei der Flußregler (7,120,122) den Fluß des fließenden Materials im wesentlichen kontinuierlich variabel reguliert.

7. Ein Mischer zum Messen von fließendem Material, der folgendes umfaßt:

zumindest zwei Vorratssysteme, wobei jedes einen Vorratsbehälter (1,102,202) umfaßt, der ein jeweiliges fließendes Material enthält und einen Flußgeschwindig-Iceitsregler (7,120,122), der mit einem Auslaß des Vorratsbehälters verbunden ist, um einen Fluß des fließenden Materials hindurch in zumindest drei Inkrementen, ungleich Null, zu variieren;

einen Aufnahmebehälter (2,106,210), der zumindest mit den Ausgängen von jedem der Flußgeschwindigkeitsregler verbunden werden kann, um das fließende Material von jedem der Vorratssysteme aufzunehmen;

eine Meßeinrichtung (4,132,230) zum Messen einer Menge von jedem der fließenden Materialien;

eine Meßsteuereinheit (3,136,234), die eine Sollmenge und einen Ausgang der Meßeinrichtung empfängt und eine Abweichung dazwischen ableitet und eine Einrichtung einschließt, um eine gewünschte Flußmenge gemäß der Abweichung zu berechnen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (4,132,230) mit dem Aufnahmebehälter verbunden ist, um eine Menge von irgendeinem der fließenden Materialien zu messen, die in dem Aufnahmebehälter aufgenommen worden sind, und daß der Mischer umfaßt

eine Einrichtung zum selektiven Anlegen der gewünschten Flußmenge an einen ausgewählten Durchflußgeschwindigkeitsregler, wobei die Meßsteuereinheit (3,136,234) eine Einrichtung zum Ableiten einer Zeitänderung der Abweichung einschließt, und wobei die Recheneinrichtung den gewünschten Fluß zusätzlich gemäß der Zeitänderung berechnet, wobei die Recheneinrichtung gemäß Fuzzy Rückschlußregeln bezüglich der Abweichung und der Zeitänderung arbeitet; und

eine weitere Meßeinrichtung (218) mit einem der Vorratsbehälter verbunden ist, um eine Menge von dem fließenden Material, das darin enthalten ist, zu messen, wobei die Recheneinrichtung außerdem die gewünschte Flußrate gemäß einem Ausgang der weiteren Meßeinrichtung berechnet; und

einen Anpaßbehälter (244), der das fließende Material von dem Aufnahmebehälter aufnimmt und wobei eine Reaktionseinrichtung mit dem Anpaßbehälter verbunden ist, um eine Mischung des fließenden Materials in dem Anpaßbehälter zu fördern;

wobei der Anpaßbehälter (244) eine Mischung der fließenden Materialien aus dem Aufnahmebehälter aufnimmt; und

die fließenden Materialien Pulver sind; und außerdem Flüssigvorratseinrichtungen umfaßt sind, die mit dem Anpaßbehälter verbunden sind.

8. Mischer zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 7, wobei alle Flußgeschwindigkeitsregler (7,120,122) den Fluß in im wesentlichen kontinuierlichen Inkrementen variieren.

9. Mischer zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 7, der weiter umfaßt eine Reaktionseinrichtung, die mit dem Aufnahmebehälter verbunden ist, um die Reaktionen zwischen einer Vielzahl von fließenden Materialien, die in dem Aufnahmebehälter aufgenommen worden sind, zu fördern.

10. Mischer zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 7, wobei als Durchflußgeschwindigkeitsregler ein Schneckenförderer oder eine Öffnungsgraddrossel oder eine Dreheinrichtung gewählt werden.

11. Mischer zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 7, wobei jedes der Vorratssysteme weiter einen Auslaß nach den Durchflußgeschwindigkeitsreglern (7,120,122) umfaßt und weiter eine bewegliche Einrichtung zum Bewegen des Aufnahmebehälters zwischen den Auslässen der verschiedenen Vorratssysteme umfaßt.

12. Mischer zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 11, wobei die bewegliche Einrichtung ein unbemannter Wagen zum Aufnehmen des Empfangsbehälters ist.

13. Mischer zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 11, wobei die bewegliche Einrichtung einen Satz von Rädern, die an dem Aufnahmebehälter (2,106,210) angebracht sind, umfaßt.

14. Mischer zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 11, der weiter eine Reaktionsstation umfaßt, die eine Reaktionseinrichtung umfaßt, die mit dem Aufnahmebehälter betreibbar ist, wobei die bewegliche Einrichtung den Aufnahmebehälter zwischen den Auslässen und der Reaktionsstation bewegt.

15. Mischer zum Messen von fließendem Material nach Anspruch 11, der weiter einen Aufnahmebehälter umfaßt, der einen Einlaß umfaßt und wobei die bewegliche Einrichtung den Aufnahmebehälter zwischen den Auslässen und dem Einlaß bewegt.