DE4237780C2 - Granulierwasser-Steuervorrichtung für eine Granuliermaschine, die in einem Düngergranulat-Herstellungsprozeß verwendet wird, und Granulierwasser-Steuerverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Granulierwasser- Steuervorrichtung für eine Granuliermaschine, die in einem Herstellungsprozeß für ein Düngergranulat verwendet wird, und ein Steuerverfahren für das Granulierwasser.

Der Prozeß zum Erzeugen eines Düngergranulats, das Stick­ stoffdünger, Phosphordünger und ähnliches als Düngekompo­ nenten aufweist, umfaßt einen Granulierprozeß, der eine zylindrische Granuliermaschine verwendet. Dieser Granulier­ prozeß granuliert unter Rotieren des Hauptkörpers der Granu­ liermaschine, während Düngerrohmaterial, Wasser und ähnliches dem Hauptkörper zugeführt wird.

Bei einem solchen Granulierprozeß ist es notwendig, das Mischverhältnis zwischen Düngerrohmaterial und Wasser (Gra­ nulierwasser) einzustellen, um einen Dünger mit guter Aus­ beute herzustellen. Diese Einstellung des Mischverhält­ nisses wurde herkömmlicherweise in Abhängigkeit von der Erfahrung und der Wahrnehmung eines Bedieners der Anlage bewirkt. Die offengelegte japanische Patentanmeldung 1-275 490 beschreibt eine Technik, die das Mischverhältnis automa­ tisch einstellt. Diese bekannte Technik kann wie folgt zu­ sammengefaßt werden:

• a) Ein Gewichtsverhältnis, das auftritt, wenn die Korn­ gebung bzw. Granulierung ideal durchgeführt wird, wird vorher gesetzt.
  Das Gewichtsverhältnis ist ein Verhältnis des Gewichts eines granulierten Düngers bezüglich eines erlaubten Partikelgrößenbereichs, eines erlaubten Gewichts eines granulierten Düngers bezüglich einer Partikelgröße kleiner als der erlaubte Partikelgrößenbereich und eines Gewichts eines granulierten Düngers bezüglich einer Partikelgröße größer als der erlaubte Partikel­ größenbereich.
• b) Der granulierte Dünger, der tatsächlich momentan von der Granuliermaschine entladen wird, wird auf seine Partikelgröße hin untersucht, um ein Gewichtsverhältnis ermitteln bzw. berechnen zu können.
• c) Die Gewichtsverhältnisse in (a) und in (b) werden mit­ einander verglichen, um Granulierbedingungen beurteilen zu können.
• d) Gemäß der Beurteilung in (c) wird eine Menge des Granu­ lierwassers ermittelt, das der Granuliermaschine zuge­ führt wird.

Genauer gesehen nimmt die Menge des Granulierwassers ab, wenn der granulierte Dünger dazu tendiert, eine größere Partikelgröße anzunehmen. Wenn das Düngergranulat jedoch eine kleinere Partikelgröße annimmt, wird die Menge des Granulierwassers erhöht.

Im Fall der Beurteilung der Granulierbedingung in Abhängig­ keit vom Gewichtsverhältnis gibt es jedoch den Nachteil, daß die Ausbeute nicht gut ist, da eine Änderung der Granu­ lierbedingungen nicht schnell genug detektiert werden kann. Man nehme z. B. an, wie es in Fig. 7 gezeigt wird, daß ein erlaubter bzw. vorgesehener Partikelgrößenbereich zwischen 1,75 und 4,5 mm gegeben ist. Selbst im Fall eines Zustands, daß die zentrale Partikelgröße fast am Mittenpunkt bzw. in der Mitte zwischen 1,75 und 4,5 mm liegt, wie es in Fig. 7A gezeigt wird, der dazu neigt, in einen Zustand überzu­ gehen, in dem die zentrale Partikelgröße eine größere Größe annimmt, wie es in der Fig. 7B gezeigt wird, ändert sich das Gewichtsverhältnis selbst nicht sehr stark. Wenn dann die Änderung des Gewichtsverhältnisses festgestellt wird, benötigt die Rückkehr zu einer vorgesehenen Ausbeute eine erhebliche Zeit, wegen der Eigenschaften der Granuliersteue­ rung (die eine gewisse Zeit vom Laden des Rohmaterials bis zum Erzeugen eines Produkts erfordert), da das Timing der Steuerung bereits verzögert worden ist. Daraus resultiert eine starke Abnahme der Ausbeute.

Ein weiterer Nachteil der obenstehenden Technik besteht darin, daß eine genaue Steuerung des Granulierwassers nicht bewirkt werden kann, da eine Änderung des Granulierzustands nicht richtig durch das Gewichtsverhältnis wiedergegeben wird. Wenn der granulierte Dünger von einer Neigung dazu, großkörnig zu sein, in eine Neigung übergeht, eine sehr kleine Korngröße anzunehmen, geht das Gewicht des granulier­ ten Düngers mit großer Korngröße und das Gewicht des granu­ lierten Düngers mit kleiner Korngröße simultan nach oben, so daß die Änderung der Granulierbedindungen bzw. Granulier­ zustände nicht im Gewichtsverhältnis erscheint.

Des weiteren gibt es den Fall, daß die Granulierbedingung ziemlich unterschiedlich bezüglich des Gewichtsverhält­ nisses gegenüber der Bedingung ist, die erhalten wird, wenn die Granulierung ideal von statten geht, und zwar wegen Unterschieden bezüglich der Pulverisierbedingung von festem Rohmaterial und anderen Bedingungen wie z. B. Temperatur, Feuchtigkeit u. s. w. Wenn die Steuerung, die auf das oben­ stehende Gewichtsverhältnis abzielt, unter solch schlechten Bedingungen bewirkt wird, entsteht das Problem, daß die Steuerung fehlerhaft wird, da die Pulverisierungsbedingung sogar nach Ablauf der Zeit nicht nahe bei der Sollbedingung eingehalten werden kann. Wenn eine solche fehlerhafte Steue­ rung bewirkt wird, kann der Dünger im schlimmsten Fall wie Schlamm oder Sand werden, was einen unkontrollierbaren Zu­ stand ergibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Granulierwasser- Steuervorrichtung für eine Granuliermaschine zu schaffen, die dazu in der Lage ist, das Granulierwasser schnell zu steuern, sowie ein entsprechendes Verfahren anzugeben.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen durch die Granulierwasser- Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bzw. durch das Granulierwasser- Steuerverfahren nach Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die obenstehende Ermittlungseinrichtung für die zentrale Partikelgröße mittelt die Partikelgrößengewichtsverteilung zwischen dem aktuellen Zeitpunkt und mehreren vergangenen Zeitpunkten und berechnet eine zentrale Partikelgröße der mittleren Partikelgewichtsverteilung. Des weiteren betrach­ tet die Partikelgrößen-Vergleichseinrichtung die ermittelte zentrale Partikelgröße und die zentrale Soll-Partikelgröße als in Übereinstimmung befindlich, wenn die Differenz zwi­ schen der ermittelten zentralen Partikelgröße und der zen­ tralen Soll-Partikelgröße kleiner ist als ein zuvor ge­ setzter Wert.

Die Wassermengenberechnungseinrichtung senkt die Menge des Granulierwassers ab, das der Granuliermaschine gemäß der obenstehenden Differenz zugeführt wird, wenn die ermittelte zentrale Partikelgröße größer ist als die zentrale Soll- Partikelgröße, und, wenn die obenstehende geschätzte zentra­ le Partikelgröße kleiner ist als die zentrale Soll-Partikel­ größe, erhöht die Ermittlungseinrichtung die Menge des Granulierwassers, das der Granuliermaschine zugeführt wird, gemäß der besagten Differenz.

Ein Bereich, in dem die Wassermenge von der obenstehenden Wassermengen-Ermittlungseinrichtung verringert oder erhöht wird, beträgt ungefähr 0,1 bis 5% der gegenwärtig gesetz­ ten Wassermenge.

Die Granulierwasser-Steuervorrichtung zum Steuern einer Menge bzw. eines Wertes des Granulierwassers, das der Granu­ liermaschine, die in dem Herstellungsprozeß für Dünger­ granulat gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung zugeführt wird, enthält eine Partikelgrößen- Meßeinrichtung zum Messen der Partikelgröße des halb­ fertigen Düngers, der aus der Granuliermaschine entladen wird, eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Par­ tikelgrößengewichtsverteilung auf der Basis der oben ange­ gebenen gemessenen Partikelgröße, eine Berechnungseinrich­ tung für die zentrale Partikelgröße zum Berechnen einer zentralen Partikelgröße der oben angegebenen Partikelgrößen­ gewichtsverteilung und eine Wassermengen-Berechnungseinrich­ tung zum Berechnen der Menge des Granulierwassers, das der obenstehenden Granuliermaschine in Übereinstimmung mit der obenstehend berechneten Partikelgröße der zentralen Soll-Partikelgröße und früherer statistischer Daten zugeführt wird.

Die Wassermengenberechnungseinrichtung enthält eine Einrich­ tung zum Ermitteln eines Dispersionswertes bzw. Verteilungs­ wertes aus der berechneten zentralen Partikelgröße und den vergangenen Daten bezüglich der Wassermenge, eine Einrich­ tung zum Erhalten eines Erhöhungs- und Abnahmeverhältnisses der Wassermenge gegenüber der Granulierwassermenge beim Starten der Steuerung in Übereinstimmung mit dem oben ange­ gebenen Dispersionswert und eine Einrichtung zum Berechnen der tatsächlichen Menge bzw. Ist-Menge des Granulierwassers aus dem Erhöhungs- und Abnahmeverhältnis der obenstehenden Wassermenge.

Weiterhin ist eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der ermittelten zentralen Partikelgröße und der zuvor ge­ setzten zentralen Soll-Partikelgröße vorgesehen. Als Ergeb­ nis der Vergleichs durch die Partikelgrößen- Vergleichsein­ richtung berechnet die Berechnungseinrichtung für die Wassermenge eine Menge des Granulierwassers, wenn die be­ rechnete zentrale Partikelgröße nicht mit der zentralen Soll-Partikelgröße übereinstimmt.

Die obenstehende Partikelgrößen-Vergleichseinrichtung be­ trachtet die ermittelte zentrale Partikelgröße und die zen­ trale Soll-Partikelgröße als in Übereinstimmung, wenn der Unterschied zwischen der ermittelten zentralen Partikelgrö­ ße und der zentralen Soll-Partikelgröße kleiner ist als ein vorher gesetzter Wert. Die Ermittlungseinrichtung für die zentrale Partikelgröße mittelt die Partikelgrößenge­ wichtsverteilungen für den vorliegenden Zeitpunkt und für mehrere frühere Zeitpunkte und ermittelt die mittlere zen­ trale Partikelgröße der Partikelgrößengewichtsverteilung. Weiterhin ist der Bereich der Abnahme und Erhöhung für die Wassermenge mittels der Wassermengen-Ermittlungseinrichtung ungefähr 0,1 bis 5% der momentan gesetzten Wassermenge.

Das Granulierwasser-Steuerverfahren zum Steuern einer Menge des Granulierwassers, das der Granuliermaschine zugeführt wird, welche in den Düngergranulat-Herstellungsprozeß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthält einen Ermitt­ lungsschritt für die Partikelgrößengewichtsverteilung des halbfertigen Düngers, der von der Granuliermaschine ent­ laden wird, einen Berechnungsschritt für eine zentrale Par­ tikelgröße der Partikelgrößengewichtsverteilung, einen Ver­ gleichsschritt für das Vergleichen der berechneten zentra­ len Partikelgröße und der zentralen Soll-Partikelgröße, einen Schritt des Ermittelns eines Unterschieds zwischen der ermittelten zentralen Partikelgröße und der zentralen Soll-Partikelgröße, wenn die ermittelte zentrale Partikel­ größe und die zentrale Soll-Partikelgröße nicht miteinander übereinstimmen, und einen Berechnungsschritt für die Menge des Granulierwassers, das der Granuliermaschine gemäß der ermittelten Differenz zugeführt wird.

Bevorzugterweise weist der Schritt des Berechnens der Menge des Granulierwassers in dem Granulierwasser-Steuerverfahren einen Beurteilungs­ schritt zum Beurteilen auf, ob die berechnete zentrale Partikelgröße bzw. Korngröße größer ist als die zentrale Soll-Partikelgröße, wenn die ermittelte zentrale Partikelgröße größer ist als die zentrale Soll-Partikelgröße, weiterhin einen Schritt des Absenkens der Wassermenge gemäß der ermittelten Differenz und, wenn die berechnete zentrale Partikelgröße kleiner ist als die zentrale Soll- Partikelgröße, weiterhin den Schritt des Erhöhens der Wassermenge gemäß der ermittelten Differenz auf.

Bei dem obenstehenden Granulierwasser-Steuerverfahren enthält der Schritt des Berechnens der Menge des Granulierwassers bevorzugterweise einen Schritt des Erzeugens eines Dispersionswertes aus der ermittelten zentralen Partikelgröße und früheren Daten der Wassermenge, einen Schritt zum Ermitteln eines Erhöhungs- und Absenkverhältnisses der Wassermenge gegenüber der Granulierwasser-Menge am Anfang der Steuerung in Abhängigkeit vom Dispersionswert, und einen Schritt des Ermittelns einer Ist-Menge des Granulierwassers aus dem Erhöhungs- und Abnahmeverhältnis der Wassermenge.

Die erfindungsgemäße Granulierwasser-Steuervorrichtung für eine Granuliermaschine ist in der Lage, eine Änderung der Granulierbedingung bzw. des Granulierzustands genau festzustellen und das Granulierwasser richtig zu steuern und einzustellen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäße Granulierwasser-Steuervorrichtung und das erfindungsgemäße Granulierwasser-Steuerverfahren für eine Granuliermaschine dazu in der Lage sind, das Granulierwasser ohne Fehler sogar unter schlechten Granulierbedingungen steuern zu können.

Durch das erfindungsgemäße Granulierverfahren bzw. die zugeordnete Vorrichtung kann die Steuerung bzw. Kontrolle des Granulierwassers so realisiert werden, daß die Ausbeute verbessert bzw. erhöht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Granuliermaschine und einer Granulierwasser-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die die Struktur der Granuliermaschine nach Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 eine Zeichnung zum Beschreiben des Aufbaus des Partikel­ größenverteilungssensors nach Fig. 1;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Steuermoduls nach Fig. 1 zeigt;

Fig. 5 ein Flußdiagramm, das die Verarbeitung zeigt, die von dem Verarbeitungsabschnitt des Steuermoduls ausgeführt wird;

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das die Ermittlung der Granulier­ wassermenge durch den Steuermodul zeigt; und

Fig. 7 (= Fig. 7A und Fig. 7B) Verläufe, die eine Änderung des Gewichtsverhältnisses des Düngergranulats zeigt, der von der Granuliermaschine erzeugt wird.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Gemäß Fig. 1 gibt das Bezugszeichen 10 eine Granulierma­ schine an. In die Granuliermaschine 10 werden Roh­ material 21, Rückgabe-Rohmaterial 22 (wird weiter unten beschrieben) und Granulierwasser 23 geladen. Das Rohmaterial 21 besteht im wesentlichen aus flüssigem Rohmaterial und festem Rohmaterial. Das flüssige Rohmaterial enthält Schwe­ felsäure, Ammoniak und ähnliches und das feste Rohmaterial enthält Phosphor, Kalium, Stickstoff u. s. w.

Die Granuliermaschine stößt granulierten bzw. gekörnten halbfertigen Dünger 24 aus. Das Bezugszeichen 30 ist eine Granulierwasser-Steuervorrichtung zum Steuern der Menge des Granulierwassers 23, das in die Granuliermaschine 10 geladen wird. Die Granulierwassersteuervorrichtung 30 ent­ hält einen Partikelgrößenverteilungssensor 31 zum Erzeugen einer Partikelgrößengewichtsverteilung des halbfertigen Düngers 24, der aus der Granuliermaschine ausgestoßen wird, und einen Steuermodul 32 zum Bestimmen der Menge des Granu­ lierwassers, das in die Granuliermaschine auf der Basis der erhaltenen Partikelgrößengewichtsverteilung geladen wird. Das Bezugszeichen 40 ist ein Ferneinstellventil für die Wassermenge, das in einer Leitung angeordnet ist, durch die Granulierwasser 23, das der Granuliermaschine zugeführt wird, fließt. Das Ferneinstellventil 40 für die Wassermenge stellt die Wassermenge gemäß dem Steuersignal ein, das von der Granulierwasser-Steuervorrichtung 30 ausgegeben wird.

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur der Granuliermaschine 10 zeigt.

Die Granuliermaschine 10 nach Fig. 2 ist eine Herstellungs­ maschine für Düngergranulat, und zwar ausschließlich für chemischen Dünger. Die Granuliermaschine 10 hat einen Körper bzw. Hauptkörper 11 aus einem horizontalen Zylinder, der in Richtung des Endes aufgeweitet ist und mittels eines Elektromotors 12 gedreht wird. Der Hauptkörper 11 des Zylin­ ders besteht aus Stahl und hat einen Radius von ungefähr zwei Metern und eine Länge von ungefähr zehn Metern. Die Rohmaterial-Ladeöffnung 13 und die Entladeöffnung 14 für halbfertigen Dünger sind jeweils an einem der Enden des Hauptkörpers 11 angeordnet. Der Elektromotor 12 dreht den Hauptkörper mit 20 bis 30 Umdrehungen pro Minute. Während der Hauptkörper 11 gedreht wird, werden das Crude 21, das Rückgabe-Rohmaterial 22 und das Granulierwasser 23 durch die Rohmaterial-Ladeöffnung 13 geladen. Dann werden die Materialien granuliert, während sie durch das Innere das Hauptkörpers 11 wandern. Der granulierte halbfertige Dünger 24 wird durch die Entladeöffnung 14 für halbfertigen Dünger ausgestoßen. Da der halbfertige Dünger 24, der aus der Ent­ ladeöffnung 14 für halbfertigen Dünger entladen wird, einen großen Wasseranteil enthält, wird er einer Nachbehand­ lung mit Trocknen und Kühlen unterzogen. Der halbfertige Dünger 24, der aus der Entladeöffnung 14 für halbfertigen Dünger ausgestoßen wird, hat verschiedene Partikelgrößen bzw. Korngrößen und ungefähr 30% der Körner sind unter dem Standard. Das Produkt unter dem Standard wird deshalb pulverisiert und erneut der Granuliermaschine als das oben erwähnte Rückgabe-Rohmaterial 22 zugeführt.

Fig. 3 ist eine Zeichnung, die den Aufbau des Partikel­ größenverteilungssensors 31 zeigt. Der Partikelgrößenvertei­ lungssensor 31 nach Fig. 3 enthält eine Industriekamera 311, einen Industriecomputer 312 und einen Sender 313. Die Industriekamera 311 macht ein Bild bzw. nimmt ein Bild des halbfertigen Düngers 24 auf, der an der Entladeöffnung 14 für halbfertigen Dünger entladen wird und auf einem Trans­ portband 15 befördert wird. Der Industriecomputer 312 ver­ wendet ein Bildsignal der Industriekamera 311, um eine digi­ tale Verarbeitung durchzuführen, und ermittelt die Partikel­ größendaten zum Zählen, wodurch die Partikelgrößengewichts­ verteilungsdaten ermittelt und berechnet werden. Die Parti­ kelgrößengewichtsverteilungsdaten entsprechen z. B. der Fig. 7. Der Industriecomputer 312 berechnet die Partikel­ größengewichtsverteilungsdaten in Intervallen von z. B. drei bis vier Sekunden und gibt seine Daten an den Steuermodul 32 über den Sender 313 aus. Der Partikelgrößenverteilungs­ sensor 31 und der Steuermodul 32 beruhen voneinander unab­ hängig auf getrennten Computern als Computerkern. Und zwar deshalb, damit eine Auslastung bzw. Last verteilt wird, die groß ist, da der Partikelgrößenverteilungssensor 31 die Berechnung bzw. Ermittlung der Verteilung durch Messen der Partikelgröße in Echtzeit ausführt.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Steuermo­ duls 32 zeigt.

Der Steuermodul 32 nach Fig. 4 enthält einen Empfänger 321, einen Speicher 322, einen Verarbeitungsabschnitt 323 und einen Sender 324. Der Empfänger 321 gibt Partikelgrößen­ gewichtsverteilungsdaten des Partikelgrößenverteilungssen­ sors 31 ein. Der Speicher 322 speichert die eingegebenen Partikelgrößengewichtsverteilungsdaten. Der Verarbeitungs­ abschnitt 323 führt die Verarbeitung gemäß einem früher gesetzten und festgelegten Programm aus. Der Sender 324 sendet das Steuersignal des Verarbeitungsabschnitts 323 zu dem Ferneinstellventil 40 für die Wassermenge.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitung zeigt, die von dem Verarbeitungsabschnitt 323 ausgeführt wird.

Der Verarbeitungsabschnitt 323 liest die Partikelgrößen­ gewichtsverteilungsdaten für den gegenwärtigen Zeitpunkt und mehrere frühere Zeitpunkte, die in dem Speicher 322 (Schritt 501) gespeichert sind.

Die gelesenen Partikelgrößengewichtsverteilungsdaten werden gemittelt, um mittlere Partikelgrößengewichtsverteilungs­ daten (Schritt 502) zu berechnen. Der Einfluß eines Meß­ fehlers wird dadurch minimiert.

Die zentrale Partikelgröße, die eine Partikelgröße mit dem häufigsten Verteilungsverhältnis der mittleren Partikelgrö­ ßengewichtsverteilungsdaten (Schritt 503) hat, wird berechnet. Die zentrale Partikelgröße ist eine Partikelgröße des halbfertigen Düngers 24, welche eine Spitze des Gewichtsverhältnisses (mit durchgezogener Linie angegeben) zeigt, was z. B. in Fig. 7A oder 7B gezeigt wird.

Dann werden die berechnete zentrale Partikelgröße und die zuvor gesetzte zentrale Soll-Partikelgröße miteinander ver­ glichen (Schritt 504). Die zentrale Soll-Partikelgröße ist im wesentlichen der Zentralwert der Soll-Produktgröße. Aber es ist notwendig, einen Optimalwert für jede Sorte hinsicht­ lich des Schrumpfens und des Brechens des halbfertigen Pro­ dukts in der Nachbehandlung zu setzen. Wenn der jeweilige halbfertige Dünger 24 z. B. große Partikel aufweist, ist es notwendig, die Soll-Partikelgröße auf eine etwas kleine­ re Größe festzusetzen. Des weiteren ist es notwendig, den Setzwert der zentralen Soll-Partikelgröße durch mehrere Versuche einzustellen. Wenn der Unterschied zwischen der berechneten zentralen Partikelgröße und der zentralen Soll- Partikelgröße kleiner ist als der vorgegebene Setzwert (z. B. 0,3 mm oder darunter), werden sie als in Übereinstim­ mung bzw. als gleich betrachtet.

Wenn die berechnete zentrale Partikelgröße mit der zentra­ len Soll-Partikelgröße übereinstimmt, wird dies als stabile Bedingung eingestuft, und das Steuersignal wird nicht ausge­ geben, um die momentane Einstellung des Ferneinstellventils für die Wassermenge 40 (Schritt 505) beizubehalten. Anderer­ seits, wenn die berechnete, zentrale Partikelgröße nicht mit der zentralen Soll-Partikelgröße übereinstimmt, wird der Steuerungswert für die Granulierwasser-Menge auf Basis des Unterschieds zwischen der zentralen Partikelgröße und der zentralen Soll-Partikelgröße mit Hinsicht auf eine Ände­ rung der zentralen Partikelgröße (Schritt 506) berechnet.

Bei der Ermittlung der Granulierwassermenge, wenn die be­ rechnete, zentrale Partikelgröße größer ist als die zentra­ le Soll-Partikelgröße, wird ein Steuersignal ausgegeben, um das Absenken der Granulierwasser-Menge zu bewirken, und, wenn die berechnete zentrale Partikelgröße kleiner ist als die zentrale Soll-Partikelgröße, wird ein Steuersignal aus­ gegeben, um die Granulierwasser-Menge zu erhöhen.

Das Ferneinstellventil 40 für die Wassermenge wird in Ab­ hängigkeit vom Wert der berechneten Granulierwassermenge (Schritt 507) gesteuert.

Nachstehend wird der Ablauf der Berechnung der Granulier­ wassermenge beim Schritt 506 gemäß Fig. 5 mit Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 6 beschrieben.

Zuerst wird auf der Basis vergangener statistischer Daten der Wassermenge und der zentralen Partikelgröße, die beim Schritt 503 nach Fig. 5 berechnet wird, der Dispersions­ wert P(k) gemäß der nachfolgenden Gleichung (Schritt 601) berechnet:

P(k) = [1 - K(k - 1) . U(k - 1)] . P(k - 1) + R

wobei K(k) ein Erhöhungs- und Abnahmeverhältnis der Dif­ ferenz zwischen der zentralen Soll-Partikelgröße und der momentanen, zentralen Partikelgröße bzw. der zentralen Ist- Partikelgröße ist, U(k) eine Konstante ist (die nachfolgend als Granulierwassermengenkonstante bezeichnet wird), die das Setzverhältnis der Granulierwassermenge zu einer grund­ legenden Granulierwassermenge, die nachfolgend beschrieben wird, angibt, k die Zahl der Steuerung ist und R Rauschen bzw. eine Störung ist. Der momentane Dispersionswert wird hier aus dem Erhöhungs- und Abnahmeverhältnis der vorher­ gehenden Wassermenge K(k - 1), der Granulierwassermengenkon­ stante U(k - 1) und dem Dispersionswert P(k - 1) berechnet. Die Granulierwassermengenkonstante U(k) ist ein Wert zwi­ schen 0 und 1.

Das Erhöhungs- und Abnahmeverhältnis K(k) wird aus der nach­ folgenden Gleichung berechnet, die auf dem umstehend erhal­ tenen Dispersionswert (Schritt 602) beruht:

K(k) = P(k) . U(k - 1) . [U(k - 1)² . P(k) + Q]^-1 wobei Q Rauschen ist.

Wenn die frühere Granulierwasser-Steuermenge stark schwankt (die Streuung der zentralen Partikelgröße ist groß), wird das Erhöhungs- und Abnahmeverhältnis K(k) dieser Partikelgrößendifferenz groß.

Beim Granulierprozeß ist die Korrelation zwischen der Granu­ lierwassermenge und der Partikelgrößenverteilung nicht immer konstant und variiert, in Abhängigkeit von Temperatu­ ren und Pulverisierungsbedingungen des Materials. Deshalb wird als ein Parameter, der die Beziehung zwischen der Gra­ nulierwassermenge und der Partikelgrößenverteilung anzeigt, ein Zwischenparameter dynamisch definiert. Der momentane Zwischenparameter variiert, indem ein Wert, der sich aus der Multiplikation der Differenz zwischen der gemessenen, zentralen Ist-Partikelgröße und der zentralen Soll-Partikel­ größe mit dem obenstehenden Erhöhungs- und Abnahmeverhält­ nis K(k) ergibt, zu dem vergangenen Zwischenparameter hinzu­ addiert wird. Der Zwischenparameter C(k) wird aus der nach­ folgenden Gleichung (Schritt 603) berechnet:

C(k) = C(k - 1) + K(k) . [D(k) - C(k - 1) . U(k - 1)],

wobei C(k - 1) der vorhergehende Zwischenparameter und D(k) eine gemessene, zentrale Partikelgröße sind.

In Abhängigkeit von der zentralen Soll-Partikelgröße und dem Zwischenparameter wird die Granulierwasser-Mengenkon­ stante aus der nachfolgenden Gleichung (Schritt 604) ermit­ telt:

U(k) = De/C(k)

wobei De eine zentrale Soll-Partikelgröße ist.

Schließlich wird die Granulierwassermenge Ur aus der nach­ folgenden Gleichung berechnet, indem die grundlegende Granu­ lierwassermenge Urf und die Granulierwasser-Mengenkonstante U(k) (Schritt 605) verwendet werden:

Ur = U(k) . Urf

wobei die grundlegende Granulierwassermenge Urf einer Granu­ lierwassermenge beim Anfang der Steuerung entspricht. Die Granulierwassermengenkonstante U(k) wird normalisiert bzw. formalisiert, indem auf eine Eins beim Starten der Steue­ rung gesetzt wird.

Der Steuermodul 32 steuert das Ferneinstellventil 40 für die Wassermenge in Übereinstimmung mit dem berechneten Wert der Granulationswassermenge Ur.

Für die Werte der zentralen Soll-Partikelgröße De, der grundlegenden Granulierwassermenge Urf und des Rauschens R, Q werden die aus einer Datei gelesenen Werte verwendet, die für jedes Produkt erstellt wurden und zuvor in dem Speicher 322 abgespeichert wurden.

Wie aus der obenstehenden Berechnung der Granulierwasser­ menge zu entnehmen ist, ist die gesteuerte Menge des Granu­ lierwassers groß, wenn die Differenz zwischen dem Disper­ sionswert oder der zentralen Soll-Partikelgröße De und der zentralen Ist-Partikelgröße D(k) groß ist und, wenn die Differenz zwischen dem Dispersionswert oder der zentralen Soll-Partikelgröße De und der zentralen Ist-Partikelgröße D(k) klein ist, ist die gesteuerte Menge des Granulier­ wassers niedrig.

In dem Prozeß nach Fig. 5 werden die zentrale Soll-Parti­ kelgröße De und die zentrale Ist-Partikelgröße D(k) beim Schritt 504 miteinander verglichen, und wenn es keinen Un­ terschied gibt, werden die Berechnung der Granulierwasser­ menge Ur (Schritt 506) und die Steuerung des Ferneinstell­ ventils für die Wassermenge (Schritt 507) weggelassen.

Wie aus der Gleichung für die Berechnung des Zwischenpara­ meters C(k) beim Schritt 603 der Fig. 6 ersichtlich ist, ist der Ausdruck [D(k) - C(k - 1) . U(k - 1)] gleich 0 oder nahe bei 0, wenn die Differenz zwischen der zentralen Soll-Parti­ kelgröße De und der momentanen Partikelgröße D(k) im wesent­ lichen 0 ist, so daß die Granulierwassermengenkonstante U(k) fast gleich dem vorhergehenden Wert ist. Im Ergebnis behält die Granulierwassermenge Ur den vorhergehenden Wert.

Die Prozesse bzw. Verarbeitungen der Schritte 506 und 507 können direkt ausgeführt werden, ohne daß die Prozesse der Schritte 504 und 505 der Fig. 5 bewirkt werden. Aber durch das Vergleichen der zentralen Soll-Partikelgröße und der zentralen Ist-Partikelgröße kann die Verarbeitungszeit beim Schritt 506 verkürzt werden.

Der Bereich, in dem die Wassermenge ansteigen oder abfallen kann, wird gemäß der Differenz zwischen der berechneten, zentralen Partikelgröße und der zentralen Soll-Partikel­ größe bestimmt, aber auf ungefähr 0,1 bis 5% der momentan festgelegten Wassermenge begrenzt.

Das Steuerungsintervall des Granulierwassers durch den obigen Steuermodul 32 basiert auf der Zeit zwischen dem Start der Steuerung des Granulierwassers und dem Auftreten einer Änderung des Granulierzustands des halbfertigen Düngers 24, der von der Entladeöffnung 14 für halbfertigen Dünger ausgegeben wird. Diese Zeit beträgt ungefähr vier Minuten für eine gewöhnliche Sorte. Diese Zeit basiert auf der Zeitdauer, die das Rohmaterial dafür braucht, von der Ladeöffnung 13 des Rohmaterials der Granuliermaschine zu der Entladeöffnung 14 für halbfertigen Dünger bewegt zu werden. Dieses Steuerintervall muß schrittweise durch Aus­ führen mehrerer Versuche eingestellt werden.

Wie ausgeführt wurde, kann die vorliegende Erfindung die Änderung des Granulationszustands vor dem Auftreten einer Änderung des Gewichtsverhältnisses oder einer Änderung der Ausbeute feststellen, da die Erfindung den Granulationszu­ stand in Übereinstimmung mit der zentralen Partikelgröße ermittelt bzw. abschätzt. Das Granulierwasser kann deshalb vor dem Auftreten einer Änderung der Ausbeute gesteuert werden, und die Zeit, für die eine Änderung des Granula­ tionszustands die Ausbeute beeinflußt, kann abgekürzt werden. Da die vorliegende Erfindung den Granulations­ zustand in Abhängigkeit von der zentralen Partikelgröße ermittelt, kann sogar eine Änderung des Granulationszu­ stands exakt festgestellt werden, die nicht als Änderung des Gewichtsverhältnisses in Erscheinung tritt. Deshalb kann das Granulierwasser genauer eingestellt und gesteuert werden.

Des weiteren, da die vorliegende Erfindung den Bereich be­ grenzt, in dem die Wassermenge durch die Steuerung erhöht bzw. abgesenkt werden kann, was auf 0,1 bis 5% der momen­ tan gesetzten Wassermenge begrenzt ist, ist es nicht erfor­ derlich, daß ein direkter Wert gesetzt wird, auch dann nicht, wenn eine gewöhnliche Ausbeute wegen verschiedener Ursachen, wie z. B. eines Ausfalls des Anlaufprozesses und des Zustands der Rohmaterialien nicht erreicht werden kann. Das heißt, daß das Granulierwasser ohne Abfallen (inclination) auch in einem schlechten Granulationszustand kontrolliert und gesteuert werden kann.

Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung das Granulier­ wasser schnell und exakt gesteuert werden, ohne Abfallen, so daß die Ausbeute bemerkenswert erhöht wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß Modifikationen und Varia­ tionen der vorliegenden Erfindung bezüglich der zuvor er­ wähnten Ausführungsformen möglich sind.

Z. B. können als Partikelgrößenverteilungssensor 31 ein me­ chanischer Sensor zum Messen der Verteilung aus dem Gewicht des halbfertigen Düngers, der in einem Sieb zurückgeblieben ist, indem der halbfertige Dünger durch das Sieb gedrückt wird, das eine gewisse Maschenöffnung hat, bzw. ein optischer Sensor zum Messen der Verteilung aus der Zeit verwendet werden, in der der halbfertige Dünger den Licht­ pfad zwischen leuchtenden Elementen (wie z. B. einer LED) kreuzt.

Claims (9)

1. Granulierwasser-Steuervorrichtung (30) zum Steuern der Menge von Granulierwasser, das in eine Granuliermaschine (10) geladen wird, die in einem Düngergranulat-Herstellungsprozeß verwendet wird, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Partikelgrößen-Meßeinrichtung zum Messen einer Partikelgröße eines halbfertigen Düngers (24), der von der Granuliermaschine (10) entladen wird, eine Meßeinrichtung zum Messen der Partikelgrößengewichtsverteilung in Übereinstimmung mit der gemessenen Partikelgröße,
eine Ermittlungseinrichtung für die zentrale Partikelgröße zum Ermitteln der zentralen Partikelgröße der Partikelgrößengewichtsverteilung,
eine Partikelgrößen-Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der ermittelten zentralen Partikelgröße mit einer vorher gesetzten zentralen Soll- Partikelgröße und
eine Wassermengen-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln der Menge an Granulierwasser (23), das der Granuliermaschine (10) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der ermittelten zentralen Partikelgröße und der zentralen Soll-Partikelgröße zugeführt wird, wenn die ermittelte zentrale Partikelgröße nicht mit der zentralen Soll-Partikelgröße übereinstimmt.

2. Granulierwasser-Steuervorrichtung (30) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung für die zentrale Partikelgröße die Partikelgrößengewichtsverteilung für den vorliegenden Zeitpunkt und für mehrere vorhergehende Zeitpunkte mittelt und die zentrale Partikelgröße aus der mittleren Partikelgrößengewichtsverteilung berechnet.

3. Granulierwasser-Steuervorrichtung (30) gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die Partikelgrößenvergleichseinrichtung die ermittelte, zentrale Partikelgröße mit der zentralen Soll-Partikelgröße als übereinstimmend betrachtet, wenn die Differenz zwischen der ermittelten, zentralen Partikelgröße und der zentralen Soll-Partikelgröße kleiner ist, als ein vorher gesetzter Wert.

4. Granulierwasser-Steuervorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassermengen- Ermittlungseinrichtung die Menge des Granulierwassers (23), die der Granuliermaschine (10) zugeführt werden soll, in Abhängigkeit von der Differenz absenkt, wenn die ermittelte zentrale Partikelgröße größer ist als die zentrale Soll-Partikelgröße, und die Menge des Granulierwassers (23), die der Granuliermaschine (10) in Abhängigkeit von der Differenz zugeführt werden soll, erhöht, wenn die ermittelte zentrale Partikelgröße kleiner als die zentrale Soll-Partikelgröße ist.

5. Granulierwasser-Steuervorrichtung (30) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich, in dem die Wassermenge von der Wassermengen-Ermittlungseinrichtung erhöht oder abgesenkt wird, zwischen ungefähr 0,1 bis 5% der momentan gesetzten Wassermenge liegt.

6. Granulierwasser-Steuervorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassermengen- Ermittlungseinrichtung eine Einrichtung zum Ermitteln eines Dispersionswertes aus der ermittelten Partikelgröße und vorhergehender Daten der Wassermenge, eine Einrichtung zum Ermitteln eines Erhöhungs- und Abnahmeverhältnisses der Wassermenge für die Granulierwassermenge (23) beim Starten der Steuerung in Abhängigkeit vom Dispersionswert und eine Einrichtung zum Ermitteln einer Ist-Menge des Granulierwassers (23) aus dem Erhöhungs- und Abnahmeverhältnis der Wassermenge aufweist.

7. Verfahren zum Steuern der Menge von Granulierwasser (23), das in eine Granuliermaschine (10) geladen wird, die in einem Düngergranulat- Produktionsprozeß verwendet wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Ermitteln der Partikelgrößengewichtsverteilung eines halbfertigen Düngers (24), der von der Granuliermaschine (10) entladen wird,
Ermitteln einer zentralen Partikelgröße aus der Partikelgrößengewichts­ verteilung,
Vergleichen der ermittelten zentralen Partikelgröße mit einer vorher gesetzten zentralen Soll-Partikelgröße,
Ermitteln einer Differenz zwischen der ermittelten zentralen Partikelgröße und der zentralen Soll-Partikelgröße, wenn die ermittelte zentrale Partikelgröße nicht mit der zentralen Soll-Partikelgröße übereinstimmt, und
Ermitteln einer Menge an Granulierwasser (23), die der Granuliermaschine (10) in Abhängigkeit von der ermittelten Differenz zugeführt wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt für die Ermittlung der Menge an Granulierwasser (23) folgende Schritte aufweist:
Beurteilen, ob die ermittelte zentrale Partikelgröße größer ist als die zentrale Soll-Partikelgröße,
Absenken der Wassermenge in Abhängigkeit von der ermittelten Differenz, wenn die ermittelte zentrale Partikelgröße größer als die zentrale Soll- Partikelgröße ist, und
Erhöhen der Wassermenge in Abhängigkeit von der ermittelten Differenz, wenn die ermittelte zentrale Partikelgröße kleiner als die zentrale Soll- Partikelgröße ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Ermitteln der Menge an Granulierwasser (23) folgende Schritte aufweist: Ermitteln eines Dispersionswertes aus der ermittelten zentralen Partikelgröße und aus vorhergehenden Daten über die Wassermenge, Ermitteln des Erhöhungs- und Absenkverhältnisses der Wassermenge gegenüber der Granulierwassermenge (23) beim Starten der Steuerung in Abhängigkeit vom Dispersionswert, und Ermitteln einer momentanen Menge des Granulierwassers (23) aus dem Erhöhungs- und Absenkverhältnis der Wassermenge.