DE4422376C2 - Verfahren zum Steuern der Temperatur von Glas in einem Speiservorherd - Google Patents
Verfahren zum Steuern der Temperatur von Glas in einem SpeiservorherdInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren
zum Steuern der Temperatur von Glas in einem Speiservor
herd, so daß Änderungen zwischen verschiedenen Arten von
Glasgegenständen, die während der Herstellung der verschie
denen Glasgegenstände unterschiedliche Temperaturen der
Speisertropfen erfordern, in kurzer Zeit ausgeführt werden
können, während die Temperatur der Speisertropfen für die
Glasgegenstände, die gegenwärtig hergestellt werden, stabil
gehalten wird.
Im allgemeinen für die Herstellung von Glasgegenstän
den verwendeten Speiservorherd werden Temperaturen usw.
durch Verwendung von Meßinstrumenten wie Strahlungsthermo
metern gemessen und die automatische Steuerung wird durch
Regulieren des Öffnungsgrades von Brennern und der Fließ
rate der Kühlluft bewirkt, so daß die Temperatur der Spei
sertropfen sich im wesentlichen nicht ändern kann, bis die
gegenwärtige Herstellung einer Art von gegenwärtigen Glas
gegenständen beendet ist.
Im allgemeinen wird die Temperatur des Glases in jeder
Zone des Speiservorherds gemessen und die automatische
Steuerung wird durch eine PID-Regelung mit Rückführung be
wirkt, so daß die Temperatur der Glasoberfläche konstant
gehalten werden kann.
Bei den Eigenschaften des Verfahrens für die Tempera
tur des Glases im Speiservorherd sind die ungenützte Zeit
und die Zeitkonstante groß, es gibt viele störende Einflüs
se von außen und die Dynamik des Prozesses verändert sich
stark, wenn die Ausflußrate des Glases verändert wird.
Folglich sind noch keine effektiven Verfahren zur Steuerung
der Temperatur eingeführt worden.
Bis jetzt hat es kein Steuerverfahren gegeben, das in
kurzer Zeit zwischen Glasgegenständen mit verschiedenen
Temperaturen der Speisertropfen wechselt. Ein derartiger
Wechselvorgang muß auf die Entscheidung und das Vorgehen
von erfahrenen Bedienern gestützt werden. Es dauert abhän
gig von der Erfahrung des Bedieners zweifellos lange, die
Temperatur der Speisertropfen auf eine beabsichtigte Tempe
ratur der Speisertropfen zu stabilisieren, wenn die Ziel
temperatur verändert wird. Deshalb kann, auch wenn die Ar
beiten zum Wechseln der Art der Gegenstände auf einer Seite
einer Formmaschine vollendet ist, die Herstellung von neuen
Glasgegenständen nicht begonnen werden, weil die Temperatur
der Speisertropfen die Zieltemperatur nicht erreicht. Im
allgemeinen beträgt die zum Wechseln der Art von Glasgegen
ständen in der Formmaschine erforderliche Zeit durch
schnittlich etwa 60 Minuten, während die Zeit zum Stabili
sieren der Temperatur der Speisertropfen auf einer ge
wünschten Stufe durchschnittlich etwa 100 Minuten beträgt.
Wenn die Temperatur der Speisertropfen während der
Produktion durch die auf der Rückkopplung basierenden PID-
Regelung automatisch gesteuert wird, können Einflüsse wegen
äußerer Störungen nicht vollständig ausgeschlossen werden.
Die Temperatur des Glases im Speiserkopfstück des Speiser
vorherds variiert innerhalb eines Temperaturbereichs von
±2°C, was nahe an der Änderungsrate der Temperatur der
Speisertropfen ist. Änderungen der Temperatur der Speiser
tropfen bewirken Änderungen im Gewicht der Speisertropfen
(Gewicht der Erzeugnisse). Im schlimmsten Fall bewirkt dies
schlechtes Formen und die Fertigungslinie wird ungünstig
beeinflußt. Auch wenn eine Regelung mit kombinierter Auf
schaltung/Rückkopplung verwendet wird, ist es schwierig,
bei der Steuerung zufriedenstellende Ergebnisse zu erzie
len, da die der Produktion mit dem Speiservorherd eigene
lange verschwendete Zeit eine verschwenderische zeitkompen
sierende Funktion nötig macht, obwohl der Einfluß der Stö
rungen von außen in einem gewissen Ausmaß verhindert wird.
Um das Steuerverfahren zu verbessern, muß das Ausmaß der
Steuerung von Anfang an neu aufgebaut werden und es ist
eine große Anzahl von Schritten erforderlich, um ein neues
Ausmaß der Steuerung zu vervollkommnen. Auch wenn ein sol
ches Ausmaß der Steuerung erreicht wird, müssen von Anfang
an Abstimmungen ausgeführt werden und dieses Verfahren ist
unpraktisch, wenn das Ausmaß der Steuerung auf einen ande
ren Speiservorherd mit einem unterschiedlichem Typ angewen
det werden soll, oder wenn der Speiservorherd alterungsbe
dingt teilweise oder ganz neu aufgebaut wird, auch wenn der
Typ derselbe ist.
Aus der Publikation Patents Abstracts of Japan, C-977,
August 25, 1992, Vol. 16/No. 400, Abstract zu JP-4-132628 (A)
ist es bekannt, die Temperatur eines aus einem Schmelzofen
strömenden Glas-Rohmaterials in einem Kanal zu regeln, indem
die Förderleistung eines Kühlluftventilators mittels Fuzzy-
Logik eingestellt wird. Der Kanal weist nur eine einzige Kühl
zone auf. Technische Einzelheiten der Fuzzy-Steuerung sind
nicht beschrieben.
Die US-Patentschrift 4,375,369 zeigt einen in mehrere Zonen
unterteilten Vorherd für schmelzflüssiges Glas. In jeder Zone
werden die Temperatur des Glases und die Lufttemperatur gemessen.
Wenn sich die Temperatur des schmelzflüssigen Glases in einer
Zone außerhalb eines zulässigen Bereichs befindet, wird ein
Steuersignal erzeugt, das neben der Glas- und Lufttemperatur in
dieser Zone auch auf die Glastemperaturen in den unmittelbar
vorhergehenden Zonen sowie auf gespeicherte Daten anspricht.
Die Publikation Patents Abstracts of Japan, P-1091, August
10, 1990, Vol. 14/Nr. 372; Abstract zu JP 2-138602 (A) zeigt
ein allgemeines Verfahren, einen nicht-linearen Prozeß, der
eine Totzeit aufweist, zu steuern. Bei dem Verfahren wird eine
Fuzzy-Vorhersageeinrichtung eingesetzt, die die Veränderung
eines Ausgangswertes des Prozesses, basierend auf einer Regel
tabelle, vorhersagt. Das Ergebnis der Vorhersageeinrichtung und
andere Werte werden einer Fuzzy-PI-Regeleinrichtung zugeführt,
die eine Veränderung des Ausgangswertes abschätzt, um eine
Abweichung auszugleichen.
Die Temperatur von Glas in einem Speiservorherd wird
gewöhnlich wie oben erwähnt gesteuert und die vorliegende
Erfindung wurde gemacht, um die Lösung oben erwähnten Pro
bleme des Stands der Technik zu lösen.
Die Erfindung be
steht darin, ein Verfahren zur Steuerung der Temperatur des
Speiservorherds bereitzustellen, bei dem die Temperatur des
Glases im Speiservorherd durch ein Fuzzy-Regelungssystem,
das empirische Entscheidungen des sachgerechten Betriebs
und Arbeitsschritte des Operators als Kontrollregeln ver
wendet, genau und einfach gesteuert werden kann.
Die vorliegende Erfindung besteht auch darin, ein Ver
fahren zur genauen und einfachen Steuerung der Temperatur
des Glases im Speiservorherd durch ein Fuzzy-Regelungssys
tem mit vielen Variablen bereitzustellen, bei dem die Rege
lung der Temperatur des Glases im Speiservorherd betreffen
de Grenzbedingungen in Steuerregeln eingebaut sind.
Um das obige Ziel zu erreichen, bezieht sich die vor
liegende Erfindung auf ein Verfahren zum Steuern der Tempe
ratur von Glas in einem Speiservorherd mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen
stand von Unteransprüchen.
Diese und andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der
Erfindung werden in Verbindung mit den beigefügten Zeich
nungen verständlich werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die
Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
Fig. 1(a) eine Querschnittsansicht eines Speiservor
herds zum Ausführen des Verfahrens der vorliegenden Erfin
dung ist, Fig. 1(b) und 1(c) jeweils Querschnittsansichten
des Speiservorherds entlang einer Linie Ib-Ib und einer
Linie Ic-Ic in Fig. 1(a) sind;
Fig. 2 eine Ansicht zur schematischen Darstellung der
Anordnung des Speiservorherdsystems zum Ausführen des Ver
fahrens der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 ein Diagramm zur schematischen Darstellung des
gesamten Steuersystems für einen Temperaturregler zum Aus
führen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 ein Blockdiagramm zur schematischen Darstellung
eines Fuzzy-Steuersystems ist;
Fig. 5 eine Ansicht zur schematischen Darstellung der
grundlegenden Einheiten des Steuersystems ist;
Fig. 6 eine Ansicht zur schematischen Darstellung ei
nes Steuermodus-Umschaltsystems ist;
Fig. 7 eine Ansicht zur Darstellung eines Verfahrens
zum Steuern der Temperatur des Glases in einem Speiserkopf
stück ist;
Fig. 8 und Fig. 9 Zugehörigkeitsfunktionen darstellen;
Fig. 10 eine Ansicht zur schematischen Darstellung
eines Verfahrens zur stabilen Steuerung der Temperatur des
Glases in den Zonen Nr. 2 und 3 ist;
Fig. 11 bis 14 Zugehörigkeitsfunktionen darstellen;
Fig. 15 eine Ansicht zur schematischen Darstellung
eines Verfahrens zum Korrigieren des Betrags der Beeinflus
sung für die Brenner in den Zonen Nr. 1 und 2 ist;
Fig. 16 bis 19 Ansichten zur Darstellung von Zugehö
rigkeitsfunktionen sind;
Fig. 20 eine Ansicht zur schematischen Darstellung
eines Verfahrens zur einheitlichen Steuerung der Temperatur
des Glases in der Zone Nr. 1 ist;
Fig. 21 und 22 Zugehörigkeitsfunktionen darstellen;
Fig. 23 eine Ansicht zur schematischen Darstellung
eines Verfahrens zur Regelung äußerer Störungen ist;
Fig. 24 bis 31 Zugehörigkeitsfunktionen darstellen;
Fig. 32 eine Ansicht zur schematischen Darstellung
eines Verfahrens zur Verkürzung der Zeit bis zum Erreichen
eines stabilen Hochfahrens ist;
Fig. 33 eine Ansicht zur schematischen Darstellung
eines Verfahrens zum Bewirken einer Steuerung zum Ändern
der Zieltemperatur ist;
Fig. 34 und 35 Zugehörigkeitsfunktionen darstellen;
Fig. 36 und 37 Ansichten zur schematischen Darstellung
der Verfahren zum Bewirken der Steuerung zum Stabilisieren
der Temperatur des Glases im Speiserkopfstück innerhalb
kürzerer Zeit sind;
Fig. 38 bis 41 Zugehörigkeitsfunktionen darstellen;
Fig. 42 und 43 Ansichten zur schematischen Darstellung
der Verfahren zum Bewirken der Steuerung zum Stabilisieren
der Temperatur des Glases in den jeweiligen Zonen innerhalb
kürzerer Zeit sind;
Fig. 44 bis 48 Zugehörigkeitsfunktionen darstellen;
Fig. 49 eine Ansicht zur schematischen Darstellung
eines Verfahrens zur Steuerung eines Kühlventils in einem
Kühlabschnitt ist;
Fig. 50 und 51 Zugehörigkeitsfunktionen darstellen;
Fig. 52(a) eine Ansicht zur Darstellung von Steuer
daten (herkömmlichen Steuerdaten) zum Stabilisieren der
Temperatur im Speiserkopfstück während der gewöhnlichen
Produktion ist und Fig. 52(b) eine Ansicht zur Darstellung
von Steuerdaten (Steuerdaten des Systems der Erfindung) zum
Stabilisieren der Temperatur im Speiserkopfstück während
der gewöhnlichen Produktion ist;
Fig. 53(a) eine Ansicht zur Darstellung von Steuer
daten (herkömmlichen Steuerdaten) zum Stabilisieren der
Temperatur im Speiserkopfstück zum Zeitpunkt des Wechsels
der Aufgabe ist und Fig. 53(b) eine Ansicht zur Darstellung
von Steuerdaten (Steuerdaten des Systems der Erfindung) zum
Stabilisieren der Temperatur im Speiserkopfstück zum Zeit
punkt des Wechsels der Aufgabe ist;
Fig. 54 einen Vergleich zwischen Ergebnissen der Steu
erung vor und nach dem Betrieb des Systems der Erfindung
(Gegenstand A) zeigt;
Fig. 55 einen Vergleich zwischen Ergebnissen der Steu
erung vor und nach dem Betrieb des Systems der Erfindung
(pro Monat) zeigt.
Der gesamte Aufbau des Speiservorherds zum Ausführen
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird erläutert
werden.
Bezugnehmend auf Fig. 1 bis 3 fließt in einem Glas
schmelzofen M geschmolzenes Glas durch eine Arbeitswanne 1
am Eingang des Speiservorherds in einen Speiservorherd 2.
Der Speiservorherd 2 enthält wie gezeigt eine Abstehzone
Nr. 1 und Kühlzonen Nr. 2 und Nr. 3. In den Kühlzonen Nr. 2
und 3 wird das in den Speiservorherd eintretende Glas hoher
Temperatur (etwa 1200°C) nahezu auf die Temperatur der
Speisertropfen gekühlt (etwa 1150 bis etwa 1100°). In der
Abstehzone Nr. 1 wird das in den Zonen Nr. 2 und 3 gekühlte
Glas weiter einheitlich gekühlt. In die Zonen Nr. 2 und 3
wird mittels jeweiliger Kühlgebläse 3 Kühlluft durch Kühl-
Steuerventile VE und VF als Dämpfer geblasen. Die Fließrate
der kühlenden Luft durch jedes der Kühlgebläse in die Kühl
zone wird durch Einstellen der Kühl-Steuerventile VE und VF
reguliert. In Fig. 3 ist eine Lufteinlaßöffnung mit der
Bezugsnummer 8 bezeichnet.
Flüssiggas LPG wird als Treibstoff in verzweigte
Leitungen für die jeweiligen Zonen Nr. 1 bis 3 und in ein
Speiserkopfstück 6, in dem ein Null-Stabilisierer (OG) und
ein Mischer (MX) angeordnet sind, eingespeist. Durch eine
Luftzuführungsleitung A, B, C, oder D wird Luft in jeden
Mischer (MX) eingebracht. Mit jedem Mischer (MX) ist über
ein Manometer MN ein Brennerverteiler 7 verbunden, in dem
eine Vielzahl von Brennern angeordnet sind. Das Manometer
mißt den Druck des aus Luft und dem Treibstoffgas gemisch
ten Gases. In jeder Zone werden Brenner bereitgestellt, von
denen die Rate des Verbrennungsgases unabhängig gesteuert
wird. An der Ausgangsseite jeder Zone sind Strahlungsther
mometer 4 angeordnet, um die Temperatur der Glasoberfläche
in der Zone zu messen. Die Flußrate des Verbrennungsgases
wird durch einen PID-Regler 9, der für jede Zone bereit
gestellt wird, basierend auf einem Unterschied zwischen
gemessenen und eingestellten Oberflächentemperaturen des
Glases in jeder Zone reguliert.
Desweiteren sind in jeder der Zonen Nr. 1 bis 3 und in
der Speiserkopfzone ein oder mehrere dreistufige Thermo
paare 5 angeordnet. Durch einen derartigen Aufbau kann die
Stabilisierung der Temperatur des Glases, die eines der
Ziele des Steuerverfahrens der vorliegenden Erfindung ist,
durch Eingeben von Signalen (4)-(10) von den dreistufigen
Thermopaaren 5 in ein Fuzzy-Regelsystem (FCS) ausgeführt
werden. Als zum Ausführen des Steuerverfahrens der vorlie
genden Erfindung einzugebende Daten können neben der Tem
peraturen des Glases die Temperatur der Glasoberfläche, der
Öffnungsgrad der Brennerventile VA-VDX oder der Öffnungsgrad der
Kühlventile VE und VF (Kühlungsdämpfer) angeführt
werden.
Gemäß dem Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung
führt ein Manipulator eine Fuzzy-Inferenz aus und gibt
eingestellte Werte für die PID-Regler der jeweiligen Zonen,
eingestellte Öffnungsgrade für die Kühlventile der Zonen
Nr. 2 und 3 und eingestellte Temperaturen des Glases in den
Zonen Nr. 1, 2 und 3 als aus dem Ausführen einer Fuzzy-
Inferenz erhaltene Inferenz-Ergebnisse aus.
Es folgt eine Erklärung für den Fall, in dem die bei
den Kühlzonen Nr. 2 und 3 bereitgestellt werden, dasselbe
kann aber auf einen Fall, in dem eine oder mehrere zusätz
liche Zonen (Zone Nr. 4, . . . ) bereitgestellt werden, ange
wendet werden. In diesem Fall ist es natürlich, daß Brenner
und andere nötige Instrumente für eine derartige zusätzli
che Zone bereitgestellt werden.
Desweiteren können, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Viel
zahl von Speiservorherden (sechs Speiservorherde in Fig. 2)
bereitgestellt und mit einem einzigen Schmelzofen M durch
eine Arbeitswanne 1 verbunden werden. In diesem Fall kann
nicht nur eine einzige Art von Gegenständen, sondern auch
unterschiedliche Arten von Gegenständen gleichzeitig herge
stellt werden. (In Fig. 2 sind M₀¹-M₀⁶ Aufbauten zum
Formen).
Wenn die Thermometer t1n, t2n, t3n, t4n, t5n und t6n
an Stellen bereitgestellt werden, an denen die Speiservor
herde 2₁-2₆ mit der Arbeitswanne 1 verbunden sind, können
äußere Änderungen der Temperatur des Glases einschließlich
dessen in den angrenzenden Speiservorherden von diesen
Thermometern sicher erfaßt werden. Folglich kann die Tempe
ratur der Speisertropfen wie gewünscht durch geeigneten Um
gang mit derartigen äußeren Änderungen in einem stabilen
Zustand gehalten werden.
In Fig. 3 bezeichnen die Symbole (1)-(23) Flüsse von
Eingaben/Ausgaben bezüglich der Meßinstrumente (4, 5, elek
tromagnetische Ventile, Motoren), Umwandlern (mV/I, I/P),
PID-Reglern und dem Fuzzy-Steuersystem (FCS).
Die Steuerungsblöcke zum Ausführen der Fuzzy-Regelung
der vorliegenden Erfindung werden als erste erklärt werden.
In Fig. 4 ist ein Blockdiagramm der Steuerung zum Aus
führen der Fuzzy-Regelung in der vorliegenden Erfindung
schematisch dargestellt. Das Blockdiagramm der Steuerung
enthält eine Tastatur, eine Datenbasis, eine Prozeßdaten-
Betriebseinheit, eine Fuzzy-Inferenzeinheit, eine Fuzzy-
Steuerregeleinheit, eine Zugehörigkeitsfunktionseinheit,
eine Stellgrößen-Betriebseinheit, eine Stellgrößen-Auswer
tungseinheit, eine Steuereinheit und das in Fig. 1 bis 3
gezeigte Prozeßsystem. Diese Blöcke sind wie in Fig. 4 ver
bunden.
Die Prozeßdaten-Betriebseinheit empfängt die Tempera
tur des Glases, die Temperatur der Glasoberfläche, den
Öffnungsgrad des Brennerventils und den Öffnungsgrad des
Kühlventils vom Prozeßsystem und berechnet Abweichungen
zwischen den empfangenen Daten und den in der Datenbasis
einheit gespeicherten eingestellten Temperaturen und Öff
nungsgraden der Ventile, zeitlich variierende Änderungs
raten zwischen zu einem gegenwärtigen Meßzeitpunkt gemesse
nen Werten und bei einem vorhergehenden Meßzeitpunkt gemes
senen Werten.
Die Fuzzy-Inferenzeinheit führt basierend auf von der
Prozeßdaten-Betriebseinheit empfangenen Daten und Zugehö
rigkeitsfunktionen und damit korrespondierenden Steuer
regeln die Fuzzy-Inferenz aus.
Die Stellgrößen-Betriebseinheit wandelt die durch
Ausführen der Fuzzy-Inferenz erhaltenen qualitativen Stell
größen in quantitative Variablen um.
Wenn eine Vielzahl von Inferenzregeln verwendet wird,
wird durch ein gewichtetes Mittelwertverfahren beim Wert
der Zugehörigkeitsfunktion eine Änderungsvariable (ΔU) der
Stellgröße bestimmt. Die Stellgrößen-Auswertungseinheit
addiert die so erhaltene Variable oder den Betrag der Ände
rung (ΔU) der Stellgröße zur Stellgröße zum gegenwärtigen
Zeitpunkt und wertet aus, ob die addierte Summe in einen
vorherbestimmten Bereich fällt oder nicht. Falls die Aus
wertung ergibt, daß die Summe in den vorherbestimmten
Bereich fällt, wird der Wert in die Steuereinheit einge
speist, die ein Signal an das Prozeßsystem ausgibt.
Die Signale werden in die Prozeßdaten-Betriebseinheit,
die Fuzzy-Inferenzeinheit, die Stellgrößen-Betriebseinheit,
die Stellgrößen-Auswertungseinheit und die Steuereinheit
zurückgeführt.
Beim Ausüben des Steuerverfahrens der vorliegenden
Erfindung ist das System aus den in Fig. 5 schematisch
dargestellten Teilen aufgebaut. Zum Prozeßsystem gehörende
Eingabesignale und Ausgabesignale werden durch einen Con
troller mit programmierter Logik (im folgenden als "PLC"
abgekürzt) und ein Netzwerk in Personalcomputer (PC₁, PC₂)
eingegeben oder von diesen ausgegeben. Das FCS enthält PC₁,
PC₂, PLC und das Netzwerk.
Die Hauptaufgaben der PCs lassen sich grob in folgende
aufteilen:
- 1. Kontrollieren und Filtern von Daten
- 2. Ausführen von Fuzzy-Inferenzen und vorbereitendes Einstellen und Ändern von Daten
- 3. Einstellen von Größen für die Änderung der Aufgabe
- 4. Schnittstellenfunktion Mensch-Maschine.
Aus der Gruppe der durch den PLC und das Netzwerk in
den PC eingegebene Daten werden die Hauptdaten wie die
Temperatur des Glases und die Temperatur der Glasoberflä
che, die zum Ausführen der Steuerung verwendet werden,
einer Filterung durch das Verfahren des gleitenden Mittel
werts unterworfen.
Wie in Fig. 6 gezeigt, führt die Fuzzy-Inferenzeinheit
Fuzzy-Inferenz in einer Betriebsart für den stationären
Zustand und Fuzzy-Inferenz in einer Betriebsart für den
ansteigenden Zustand basierend auf gefilterten Daten aus.
Das Umschalten zwischen diesen beiden Betriebsarten wird
abhängig vom Betriebszustand des Prozesses automatisch
ausgeführt.
Da die Daten wie der eingestellte Steuerungspunkt,
Parameter und eingestellte Alarmpunkte (obere und untere
Grenzen) abhängig von der Art des herzustellenden
Glases variieren, werden derartige Daten vorbereitend auf
genommen und als Datenbasis gespeichert. Beim Einstellen
der Größen für die Änderung der Aufgabe ist es möglich,
Zeitpunkte für die Änderung der Aufgabe für gegenwärtig und
nachfolgend herzustellende Gläser einzustellen und die
Datenbasis für die Gläser aufzurufen.
Der PC besitzt desweiteren zusätzlich zu den obigen
die folgenden Funktionen:
- 5. Überwachen des Betriebs durch ein grafisches Bild oder ein Übersichtsbild
- 6. Alarmieren
- 7. DDC (direkte digitale Regelung)
- 8. grafisches Anzeigen der Tendenz
- 9. Protokollieren von Daten
Im folgenden werden in getrennten Abschnitten [I] und
[II] die Fuzzy-Regelung im stabilen Zustand und die Fuzzy-
Regelung zum Zeitpunkt ansteigender Einstellungen ausführ
lich erklärt werden.
Die Fuzzy-Regelung im stabilen Zustand hat die folgen
den Regelkreise:
- (A) Stabiles Regeln der Temperatur des Glases im Speiserkopfstück
- (B) Stabiles Regeln der Temperatur des Glases in den Zonen Nr. 2 und 3
- (C) Regelung zur Korrektur der Betriebsvariablen in den Zonen Nr. 1 und 2
- (D) Regelung, um die Temperatur des Glases in der Zone Nr. 1 einheitlich zu machen
- (E) Regelung, um äußere Störungen zu bewältigen
Dies ist ein Regelkreis zum Stabilisieren der Tempera
tur des Glases im Speiserkopfstück, das als Speisertropfen
bildender Teil am Ausgangsteil des Speiservorherds fun
giert, bei einer konstanten Temperatur, so daß die Tempera
tur der Speisertropfen stabilisiert werden kann. In diesem
Regelkreis wird eine Abweichung zwischen einer voreinge
stellten Temperatur für die Temperatur des Glases im Spei
serkopfstück und der zum gegenwärtigen Zeitpunkt im Spei
serkopfstück gemessenen Temperatur des Glases berechnet und
es wird eine Abweichung zwischen der zum gegenwärtigen
Zeitpunkt im Speiserkopfstück gemessenen Temperatur des
Glases und der zu einem vorhergehenden Zeitpunkt im Spei
serkopfstück gemessenen Temperatur des Glases berechnet.
Dadurch wird eine zeitlich variierende Rate der Änderung
bestimmt.
Die beiden Variablen, d. h. die Abweichung in der Tem
peratur des Glases und die zeitlich variierende Rate der
Änderung werden als Antezedenz gemäß einer Zugehörigkeits
funktion und einer für die Fuzzy-Menge eingestellten Infe
renzregel der Fuzzy-Inferenz unterworfen. Dadurch wird die
eingestellte Temperatur der Glasoberfläche in der Zone Nr.
1 bestimmt.
Die so bestimmte eingestellte Temperatur wird in den
PID-Regler zum automatischen Steuern der Temperatur der
Glasoberfläche eingespeist.
Das bedeutet, wie in Fig. 7 gezeigt, wird die Tempera
tur des Glases im Speiserkopfstück durch das mit ○ gekenn
zeichnete dreistufige Thermopaar 5 gemessen und als Einga
bedatum in die Fuzzy-Inferenzeinheit eingegeben. Dann wird
ein Ergebnis der Fuzzy-Inferenz in den PID-Regler eingege
ben. Andererseits wird die Temperatur der Glasoberfläche in
der Zone Nr. 1 durch das Strahlungsthermometer 4 gemessen
und die gemessene Temperatur der Glasoberfläche wird in den
PID-Regler eingegeben, um den Sollwert des PID-Reglers ein
zustellen. Dadurch wird die Menge des Verbrennungsgases
durch die Brennereinheit in die Zone Nr. 1 gesteuert.
Eingegebene Daten und die für die Fuzzy-Inferenz
verwendete Zugehörigkeitsfunktion sind in Fig. 8 und 9
gezeigt.
- a) Abweichung (E) zwischen gemessenen und eingestellten Temperaturen des Glases im Speiserkopfstück (Fig. 8).
- b) Zeitlich variierende Rate der Änderung (ΔE) der Tempera tur des Glases im Speiserkopfstück [=(zum gegenwärtigen Zeitpunkt gemessene Temperatur) - (zu einem vorhergehenden Zeitpunkt gemessene Temperatur)] (Fig. 9).
In Fig. 8 und 9 sind PB, Z und NB wie unten gezeigt
die der Zugehörigkeitsfunktion gegebene Bedeutungen.
PB: Positiv groß
Z: Null
NB: Negativ groß
Z: Null
NB: Negativ groß
In Tabelle 1 ist eine Inferenzregel gezeigt, durch die
eine eingestellte Temperatur der Glasoberfläche in der Zone
Nr. 1 basierend auf der Abweichung zwischen der gemessenen
und der eingestellten Temperatur und der zeitlich variie
renden Rate der Änderung bezüglich der Temperatur des Gla
ses bestimmt wird.
Jeder Leerraum in Tabelle 1 ist ein nicht definierter
Teil, der voneinander abhängig aus den Stellgrößen in den
angrenzenden Bereichen und den Zugehörigkeitsfunktionen
bestimmt wird (dasselbe gilt für die Tabellen 3, 6, 13,
14, 15, 16 und 17).
Gemäß der in Tabelle 1 gegebenen Inferenzregel bedeu
tet zum Beispiel ein Fall im oberen rechten Teil "falls die
Abweichung PB (positiv groß) ist und die zeitlich variie
rende Rate der Änderung PB (positiv groß) ist, muß die
eingestellte Temperatur der Glasoberfläche auf NB (negativ
groß) gesetzt werden".
In Tabelle 1 sind PB*, PM*, PS*, Z*, NS*, NM* und NB*
der Zugehörigkeitsfunktion infolge der Inferenzregel als
Betriebseinheit gegebene Bedeutungen für die eingestellte
Temperatur der Glasoberfläche in der Zone Nr. 1.
PB*: Positiv groß
PB*: Positiv mittel
PS*: Positiv klein
Z* : Null
NS*: Negativ klein
NM*: Negativ mittel
NB*: Negativ groß.
PB*: Positiv mittel
PS*: Positiv klein
Z* : Null
NS*: Negativ klein
NM*: Negativ mittel
NB*: Negativ groß.
Eine Rate oder ein Betrag der Änderung (ΔU) der einge
stellten Temperatur der Glasoberfläche in der Zone Nr. 1
wird basierend auf zwei Variablen, d. h. der Abweichung (E)
und dem zeitlich variierenden Betrag der Änderung (ΔE) der
Temperatur des Glases im Speiserkopfstück durch eine Fuzzy-
Inferenz bestimmt.
Wenn die eingestellten Temperaturen der Glasoberfläche
in der Zone Nr. 1 durch eine Vielzahl von Inferenzregeln
spezifiziert sind, wird der Betrag der Änderung (ΔU) der
eingestellten Temperatur der Glasoberfläche in der Zone Nr.
1 durch ein Verfahren des gewichteten Mittelwerts bei Wer
ten ihrer Zugehörigkeitsfunktionen bestimmt.
Die eingestellte Temperatur der Glasoberfläche in der
Zone Nr. 1 wird durch Addieren des Betrags der Änderung
(ΔU) der eingestellten Temperatur zur Temperatur der Glas
oberfläche in der Zone Nr. 1 zum gegenwärtigen Zeitpunkt
erhalten.
Dies ist ein Regelkreis zum Stabilisieren der Tempera
tur des Glases in den Zonen Nr. 2 und 3 als Kühlzonen des
Speiservorherds bei einer konstanten Temperatur, um so die
Temperatur der Speisertropfen zu stabilisieren.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird die Temperatur des
Glases in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 gemessen und eine
Abweichung zwischen der gemessenen und der eingestellten
Temperatur wird bestimmt. Andererseits wird der zeitlich
variierende Betrag der Änderung der Temperatur des Glases
in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 bestimmt. Basierend auf der
Abweichung und dem Betrag der Änderung, die oben bestimmt
wurden, wird eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt, um die Tempe
ratur der Glasoberfläche in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 zu
bestimmen. Die so eingestellten Temperaturen werden in
einen einschleifigen Regler (PID-Regler in Fig. 10) zum
automatischen Steuern der Temperatur der Glasoberfläche in
jeder der Zonen Nr. 2 und 3 eingespeist.
Die eingegebenen Daten und die für die Fuzzy-Inferenz
verwendeten Zugehörigkeitsfunktionen sind in Fig. 11 bis 14
gezeigt.
- a) Abweichung (E) zwischen gemessenen und eingestellten Temperatur des Glases in der Zone Nr. 2 (Fig. 11).
- b) Zeitlich variierende Rate der Änderung (ΔE) der Tempera tur des Glases in der Zone Nr. 2 [=(zum gegenwärtigen Zeit punkt gemessene Temperatur) - (zu einem vorhergehenden Zeitpunkt gemessene Temperatur)] (Fig. 12).
- c) Abweichung (E) zwischen gemessenen und eingestellten Temperaturen des Glases in der Zone Nr. 3 (Fig. 13).
- d) Zeitlich variierende Rate der Änderung (ΔE) der Tempera tur des Glases in der Zone Nr. 3 [ =(zum gegenwärtigen Zeit punkt gemessene Temperatur) - (zu einem vorhergehenden Zeitpunkt gemessene Temperatur)] (Fig. 14).
Der Betrag der Änderung (ΔU) der eingestellten Tempe
ratur der Glasoberfläche in der Zone Nr. 2 wird basierend
auf zwei Variablen, d. h. der Abweichung (E) der Temperatur
des Glases und dem zeitlich variierenden Betrag (ΔE) in der
Zone Nr. 2 gemäß der Inferenzregel in Tabelle 2 durch eine
Fuzzy-Inferenz bestimmt.
Gemäß der in Tabelle 2 gegebenen Inferenzregel bedeu
tet zum Beispiel ein Fall im oberen rechten Teil "falls die
Abweichung PB (positiv groß) ist und die zeitlich variie
rende Rate der Änderung PB (positiv groß) ist, dann muß die
eingestellte Temperatur der Glasoberfläche auf NB (negativ
groß) gesetzt werden".
In Tabelle 2 haben PB*, PM*, PS*, Z*, NS*, NM* und NB*
dieselben Bedeutungen wie zuvor.
Der Betrag der Änderung (ΔU) der eingestellten Tempe
ratur der Glasoberfläche in der Zone Nr. 3 wird basierend
auf zwei Variablen, d. h. der Abweichung (E) und dem zeit
lich variierenden Betrag der Änderung (ΔE) der Temperatur
des Glases in der Zone Nr. 3 durch eine Fuzzy-Inferenz be
stimmt.
Die Inferenzregel ist dieselbe wie die im obigen Fall
bezüglich der Zone Nr. 2.
Wie in Fig. 15 gezeigt ist, wird die Temperatur des
Glases in jeder der Zonen Nr. 1, 2 und 3 stabil auf einem
voreingestellten Pegel geregelt. Eine Stellgröße in einer
einzelnen Schleife wird in jeder Zone beobachtet und der
Betrag der Änderung (ΔU) der eingestellten Temperatur des
Glases in der Vorstufen-Zone wird so durch eine Fuzzy-
Inferenz bestimmt, daß der Betrag der Beeinflussung in
einen geeigneten Bereich fällt. In Fig. 15 bezeichnet ○
eine Öffnung.
- a) Abweichung zwischen dem Öffnungsgrad der Zone Nr. 1 und dem dafür geeigneten Öffnungsgrad (Fig. 16)
- b) Zeitlich variierender Betrag der Änderung der Temperatur des Glases in der Zone Nr. 1 (Fig. 17)
- c) Abweichung zwischen dem Öffnungsgrad des Brennerventils in der Zone Nr. 2 und dem dafür geeigneten Öffnungsgrad (Fig. 18)
- d) Zeitlich variierender Betrag der Änderung der Temperatur der Glasoberfläche in der Zone Nr. 2 (Fig. 19)
Basierend auf der Abweichung im Öffnungsgrad des Bren
nerventils in der Zone Nr. 1 und dem zeitlich variierenden
Betrag der Änderung der Temperatur der Glasoberfläche wird
eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt, um dadurch einen Betrag der
Änderung (ΔU) der eingestellten Temperatur des Glases in
jeder der Zonen Nr. 2 und 3 zu bestimmen.
Basierend auf der Abweichung des Öffnungsgrades des
Brennerventils in der Zone Nr. 2 und der zeitlich variie
renden Rate der Änderung der Temperatur der Glasoberfläche
wird eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt, um dadurch den Betrag
der Änderung (ΔU) der eingestellten Temperatur des Glases
in der Zone Nr. 3 zu bestimmen.
Um den Unterschied in der Temperatur des Glases in der
vertikalen Richtung zu minimieren, wird basierend auf einem
Unterschied in der Temperatur zwischen einer oberen Stelle
und einer mittleren Stelle im Glas in der Zone Nr. 1 oder
einem Unterschied in der Temperatur zwischen einer oberen
Stelle und einer unteren Stelle im Glas in der Zone Nr. 1
eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt, um dadurch den Betrag der
Änderung der eingestellten Temperatur des Glases in jeder
der Zonen Nr. 2 und 3 zu bestimmen.
Wie in Fig. 20 gezeigt ist, fließt das Glas im Spei
servorherd geneigt von einer Oberflächenschicht aus abwärts
in Richtung eines niedrigeren Teils des Speiserkopfes.
Deshalb ist es möglich, daß die Temperatur des Glases im
oberen Teil der Zone Nr. 1 durch die Brenner in der Zone
Nr. 1 gesteuert wird, die Temperatur des Glases im mittle
ren Teil der Zone Nr. 1 durch die Brenner in der Zone Nr. 2
gesteuert wird und die Temperatur des Glases im unteren
Teil der Zone Nr. 1 durch die Brenner in der Zone Nr. 3
gesteuert wird (siehe Fig. 20).
- a) Unterschied in der Temperatur des Glases in der Zone Nr.
1 zwischen dem oberen Teil und dem mittleren Teil (Fig. 21)
Wie in Fig. 21 gezeigt, wird nahe Null ein zulässiger Bereich bereitgestellt und der Betrag der Beeinflussung wird nicht verändert, falls der Temperaturunterschied in diesen zulässigen Bereich fällt. Deshalb kann der maximal zulässige Temperaturunterschied zwischen dem oberen Teil und dem mittleren Teil in der Zone Nr. 1 durch Variieren der Breite des zulässigen Bereichs gesteuert werden. - b) Unterschied in der Temperatur des Glases in der Zone Nr.
1 zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil (Fig. 22)
In diesem Fall wird in der Zugehörigkeitsfunktion für die eingegebenen Daten ein zulässiger Bereich bereitge stellt, der bezüglich des Unterschieds in der Temperatur des Glases in der Zone Nr. 1 zwischen dem oberen Teil und dem mittleren Teil derselbe die der im obigen Fall a) ist.
Basierend auf dem Unterschied in der Temperatur des
Glases in der Zone Nr. 1 zwischen dem oberen Teil und dem
mittleren Teil oder auf dem Unterschied in der Temperatur
des Glases in der Zone Nr. 1 zwischen dem oberen Teil und
dem unteren Teil wird eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt, um
dadurch den Betrag der Änderung (ΔU) der eingestellten
Temperatur des Glases in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 zu
bestimmen.
In jeder der Zonen Nr. 1, 2 und 3 wird die Temperatur
des Glases stabil auf einem anfänglich eingestellten Pegel
geregelt. Da das Zeitintervall der Regelung jedoch 5 Minu
ten beträgt, kann einer abrupten Änderung der Temperatur
nicht voll gefolgt werden. Dies ist somit ein Regelkreis
zum Umgang mit äußeren Störungen, bei dem das Zeitintervall
der Regelung auf 1 Minute verkürzt ist, um so derartige
rasche Änderungen der Temperatur zu bewältigen.
Wie in Fig. 23 gezeigt ist, wird gemäß diesem Regel
kreis die zeitlich variierende Rate der Änderung der Tempe
ratur des Glases im Speiserkopfstück und in jeder der Zonen
Nr. 1, 2 und 3 detektiert und falls die detektierte Tempe
ratur größer als die anfänglich eingestellte Temperatur
ist, wird durch eine Fuzzy-Inferenz ein Betrag der Änderung
(ΔU) der eingestellten Temperatur der Glasoberfläche in der
entsprechenden Zone bestimmt.
- a) Abweichung (E) zwischen gemessenen und eingestellten
Temperaturen des Glases im Speiserkopfstück (Fig. 24)
In der toten Zone von Fig. 24 wird der Betrag der Beeinflussung nicht verändert. - b) Zeitlich variierende Rate der Änderung (ΔE) der Temperatur des Glases im Speiserkopfstück [=(zum gegenwär tigen Zeitpunkt gemessene Temperatur) - (zu einem vorher gehenden Zeitpunkt gemessene Temperatur)] (Fig. 25)
- c) Abweichung (E) zwischen gemessener und eingestellter
Temperatur des Glases in der Zone Nr. 1 (Fig. 26)
In der toten Zone von Fig. 26 wird der Betrag der Beeinflussung nicht verändert. - d) Zeitlich variierende Rate der Änderung (ΔE) der Tempe ratur des Glases in der Zone Nr. 1 [=(zum gegenwärtigen Zeitpunkt gemessene Temperatur) - (zu einem vorhergehenden Zeitpunkt gemessene Temperatur)] (Fig. 27)
- e) Abweichung (E) zwischen gemessener und eingestellter
Temperatur des Glases in der Zone Nr. 2 (Fig. 28)
In der toten Zone von Fig. 28 wird der Betrag der Beeinflussung nicht verändert. - f) Zeitlich variierende Rate der Änderung (ΔE) der Tempera tur des Glases in der Zone Nr. 2 [=(zum gegenwärtigen Zeit punkt gemessene Temperatur) - (zu einem vorhergehenden Zeitpunkt gemessene Temperatur)] (Fig. 29)
- g) Abweichung (E) zwischen gemessener und eingestellter
Temperatur des Glases in der Zone Nr. 3 (Fig. 30)
In der toten Zone von Fig. 30 wird der Betrag der Beeinflussung nicht verändert. - h) Zeitlich variierende Rate der Änderung (ΔE) der Tempera tur des Glases in der Zone Nr. 3 [=(zum gegenwärtigen Zeit punkt gemessene Temperatur) - (zu einem vorhergehenden Zeitpunkt gemessene Temperatur)] (Fig. 31)
Basierend auf der Abweichung der Temperatur und dem
zeitlich variierenden Betrag der Änderung des Glases im
Speiserkopf und jeder der Zonen wird eine Fuzzy-Inferenz
ausgeführt und der Betrag der Änderung (AU) der eingestell
ten Temperatur der Glasoberfläche darin wird bestimmt
(bezüglich des Speiserkopfstücks und der Zonen Nr. 1 bis 3
wird die in der folgenden Tabelle 6 gezeigte Inferenzregel
eingestellt).
Wenn die Art des herzustellenden Glases geändert
werden muß, das heißt, wenn die Art der Formen für diese
Produktion geändert werden muß, wird die Fließrate des
Glases entsprechend der Art des als nächstes herzustell
enden Glases geändert und folglich werden die Temperatur
der Speisertropfen und die Zieltemperatur des Glases geän
dert. Wenn die Temperatur der Speisertropfen und die Tempe
ratur des Glases zu diesem Zeitpunkt innerhalb kürzerer
Zeit auf die jeweiligen Zieltemperaturen stabilisiert wer
den, kann der Produktionsausstoß durch Erniedrigen der An
zahl schlechter produzierter Gegenstände verbessert werden.
Gemäß dem Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung
kann die Zeit des Ansteigens der Einstellungen wenn die
Formen verändert werden auf die folgenden zwei Arten ver
kürzt werden.
Wie in Fig. 32 gezeigt, wird vor dem Beginn der Ände
rung der Art des herzustellenden Glases, während die Tempe
ratur des Glases im Speiserkopfstück auf der für das gegen
wärtig hergestellte Glas erforderlichen gehalten wird, die
Temperatur des Glases im Speiservorherd von einer Stelle
(Zone Nr. 3) nahe dem Schmelzofen aus zu einer Stelle (Zone
Nr. 1) nahe dem Speiserkopfstück sukzessiv zu der für die
Herstellung des als nächstes herzustellenden Glases erfor
derlichen Temperatur verändert. Dadurch kann die Steuerung
so ausgeführt werden, daß das Ändern der Temperatur im
Speiserkopfstück auf die Temperatur, die für die nachfol
gende Herstellung der geänderten Art des Glases erforder
lich ist, rasch vollendet werden kann, nachdem die Arten
des Glases beendet sind.
Das bedeutet, die eingestellte Temperatur des Glases
in der Zone Nr. 3 wird zu einem Zeitpunkt J3 angehoben.
Dann wird die eingestellte Temperatur des Glases in der
zweiten Zone Nr. 2 zu einem Zeitpunkt J2 angehoben und
danach werden die eingestellten Temperaturen des Glases in
der Zone Nr. 1 und im Speiserkopfstück zu einem Zeitpunkt
J0 angehoben. Gleichzeitig mit dem Zeitpunkt J0 wird damit
begonnen, die Formen auszutauschen.
Wie in Fig. 32 gezeigt, wird die Periode der anstei
genden Einstellungen nach dem Wechsel der Aufgabe durch
Ändern der Temperatur des Glases im Speiservorherd vor dem
Wechsel der Aufgabe von einer Seite nahe dem Schmelzofen
aus durch Ändern der eingestellten Größen für die nachfol
gende Herstellung der nächsten Produkte verkürzt.
Wie später erwähnt, ist das Steuerverfahren der vor
liegenden Erfindung durch die Fuzzy-Regelung zum Zeitpunkt
der ansteigenden Einstellungen gekennzeichnet.
Die Fuzzy-Regelung zum Zeitpunkt der ansteigenden
Einstellungen hat die folgenden Regelkreise.
- (A) Regelung zum Zeitpunkt der Änderung der Temperatur des Glases auf eine Zieltemperatur
- (B) Regelung zum Bewirken einer früheren Stabilisierung der Temperatur des Glases im Speiserkopfstück
- (C) Regelung zum Bewirken einer früheren Stabilisierung der Temperatur des Glases in jeder der Zonen Nr. 1 bis 3
- (D) Regelung der Kühlventile für die Kühlzonen
Wenn die eingestellte (Ziel-)Temperatur des Glases in
der Zone durch einen Bediener verändert
wird, wird, wie in Fig. 33 gezeigt, basierend auf zwei
Variablen, d. h. dem Betrag der Änderung der eingestellten
Temperatur und der Abweichung zwischen den gemessenen und
den eingestellten Temperaturen des Glases eine Fuzzy-Infe
renz ausgeführt, um dadurch einen Betrag der Änderung der
Temperatur der Glasoberfläche (ΔU) in der betreffenden Zone
zu bestimmen.
Wenn desweiteren die eingestellte (Ziel-)Temperatur
des Glases im Speiserkopfstück verändert wird, wird ein
Betrag der Änderung zur gegenwärtig eingestellten Tempera
tur in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 addiert, um so die Tem
peratur des Glases in einem frühen Stadium auf die einge
stellte Temperatur zu bringen.
- a) Betrag der Änderung (ΔU) der eingestellten Temperatur des Glases im Speiserkopfstück [=( neu eingestellte Tempe ratur) - (zum vorhergehenden Zeitpunkt eingestellte Tempe ratur)] (Fig. 34)
- b) Abweichung (E) zwischen gemessenen und eingestellten Temperaturen des Glases im Speiserkopfstück (Fig. 35)
- c) Zeitlich variierende Rate der Änderung (ΔE) der Tempera
tur des Glases im Speiserkopfstück [=(neu eingestellte
Temperatur) - (zum vorhergehenden Zeitpunkt eingestellte
Temperatur)].
Die Zugehörigkeitsfunktion ist dieselbe wie die im obigen Fall a). - d) Abweichung (E) zwischen gemessenen und eingestellten
Temperaturen des Glases in der Zone Nr. 3.
Die Zugehörigkeitsfunktion ist dieselbe wie die im obigen Fall b). - e) Betrag der Änderung (ΔU) der eingestellten Temperatur
des Glases in der Zone Nr. 3 [=( neu eingestellte Tempera
tur) - (zum vorhergehenden Zeitpunkt eingestellte Tempera
tur)].
Die Zugehörigkeitsfunktion ist dieselbe wie die im obigen Fall a). - f) Abweichung (E) zwischen gemessenen und eingestellten
Temperaturen des Glases in der Zone Nr. 3.
Die Zugehörigkeitsfunktion ist dieselbe wie die im obigen Fall b).
- a) Wenn die eingestellte Temperatur des Glases im Speiser
kopfstück verändert wird:
Basierend auf dem Betrag der Änderung der eingestell ten Temperatur des Speiserkopfstücks wird eine Fuzzy-Infe renz ausgeführt, um dadurch den Betrag der Änderung (AU) der eingestellten Temperatur des Glases in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 zu bestimmen.
Die Größe der Abweichung (E) zwischen den gemessenen und den eingestellten Temperaturen des Glases in den Zonen Nr. 2 und 3 wird mit der Größe des Betrags der Änderung (ΔU) verglichen und die Fuzzy-Inferenz wird basierend auf dem kleineren der beiden Werte ausgeführt. Dadurch wird der Betrag der Änderung (AU) der eingestellten Temperatur der Glasoberfläche in der Zone Nr. 1 bestimmt. - a-1) Wenn der Betrag der Änderung der eingestellten
Temperatur des Glases kleiner ist (Tabelle 7):
- a-2) Wenn die Abweichung (E) zwischen gemessenen und einge
stellten Temperaturen des Glases kleiner ist (Tabelle 8):
- b) Wenn die eingestellte Temperatur der Zone Nr. 2
verändert wird:
Der Betrag der Änderung (ΔT) wird mit der Abweichung (E) zwischen den gemessenen und eingestellten Temperaturen des Glases verglichen und basierend auf dem kleineren der beiden Werte wird eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt. Dadurch wird der Betrag der Änderung (ΔU) der Temperatur der Glas oberfläche in der Zone Nr. 2 bestimmt. - b-1) Wenn der Betrag der Änderung der eingestellten
Temperatur des Glases kleiner ist (Tabelle 9):
- b-2) Wenn die Abweichung (E) zwischen gemessenen und einge
stellten Temperaturen des Glases kleiner ist (Tabelle 10):
- c) Wenn die eingestellte Temperatur des Glases verändert
wird:
Der Betrag der Änderung (ΔT) der eingestellten Tempe ratur des Glases in der Zone Nr. 3 wird mit der Abweichung (E) zwischen den gemessenen und eingestellten Temperaturen des Glases verglichen und basierend auf dem kleineren der beiden Werte wird die Fuzzy-Inferenz ausgeführt. Dadurch wird der Betrag der Änderung (ΔU) der eingestellten Tempe ratur der Glasoberfläche in der Zone Nr. 3 bestimmt. - c-1) Wenn der Betrag der Änderung der eingestellten
Temperatur des Glases kleiner ist (Tabelle 11):
- c-2) Wenn die Abweichung (E) zwischen gemessenen und einge
stellten Temperaturen des Glases kleiner ist (Tabelle 12):
Dies ist ein Regelkreis zum Beenden des Fließens des
Glases zum Zeitpunkt des Wechsels der Aufgabe und zum Än
dern der Temperatur des Glases und zum Hochfahren des Sys
tems zu einem früheren Zeitpunkt nach dem Starten/Stoppen
des Speisermechanismus.
Diese Schleife ist aus einem ersten Steuerbereich (I)
und einem zweiten Steuerbereich (II) aufgebaut. Im ersten
Steuerbereich (I) wird basierend auf der Abweichung (E)
zwischen den gemessenen und eingestellten Temperaturen des
Glases im Speiserkopfstück und einem zeitlich variierenden
Betrag der Änderung zwischen der zu einem gegenwärtigen
Zeitpunkt gemessenen Temperatur und der zu einem vorherge
henden Zeitpunkt gemessenen Temperatur eine Fuzzy-Inferenz
ausgeführt. Im zweiten Steuerbereich (II) werden fortlau
fend Beträge der Beeinflussung ausgegeben, wenn die gemes
sene Temperatur des Glases weit von der eingestellten Tem
peratur entfernt ist. Das Steuerzeitintervall ist 5 Minuten
für den ersten Steuerbereich (I) und 30 Sekunden für den
zweiten Steuerbereich (II) (siehe Fig. 36 und 37).
Werte α₁ und α₂, die den ersten Bereich (I) und den
zweiten Bereich (II) von der eingestellten Temperatur (SV)
des Glases trennen, können frei eingestellt werden. Gewöhn
lich werden die Werte α₁ und α₂ jeweils auf +5°C und -5°C
relativ zur eingestellten Temperatur SV des Glases gesetzt.
- a) Erster Steuerbereich (I)
- a-1) Abweichung (E) zwischen den gemessenen und eingestell ten Temperaturen des Glases im Speiserkopfstück (Fig. 38)
- a-2) Zeitlich variierender Betrag der Änderung (ΔE) der Temperatur des Glases im Speiserkopfstück [=(zum gegenwär tigen Zeitpunkt gemessene Temperatur des Glases) - (zu ei nem früheren Zeitpunkt gemessene Temperatur des Glases)] (Fig. 39)
- b) Zweiter Steuerbereich (II)
- b-1) Abweichung (E) zwischen den gemessenen und eingestell ten Temperaturen des Glases im Speiserkopfstück (Fig. 40)
- b-2) Öffnungsgrad der Brennerventile (Fig. 41)
Basierend auf der Abweichung und dem zeitlich variie
renden Betrag der Änderung der Temperatur des Glases im
Speiserkopfstück wird eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt, um
dadurch den Betrag der Änderung (ΔU) der eingestellten Tem
peratur der Glasoberfläche in der Zone Nr. 1 zu bestimmen.
Basierend auf der Abweichung in der Temperatur des
Glases im Speiserkopfstück und dem Öffnungsgrad des Bren
nerventils in der Zone Nr. 1 wird eine Fuzzy-Inferenz aus
geführt, um dadurch den Betrag der Änderung (ΔU) der einge
stellten Temperatur der Glasoberfläche in der Zone Nr. 1 zu
bestimmen.
Dies ist ein Regelkreis zum Bewirken der Regelung für
das frühe Stabilisieren der Temperatur des Glases im Spei
serkopfstück und zum Erhöhen der Temperatur des Glases auf
die eingestellte Temperatur und zum Erkennen der Stabili
sierung des Glases in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 in einem
frühen Stadium. Jede Zone hat eine Fuzzy-Inferenzregel.
Desweiteren hat dieser Regelkreis auch einen ersten
Steuerbereich (I) und einen zweiten Steuerbereich (II) und
der Steuerzyklus ist 5 Minuten für den ersten Bereich (I)
und 30 Sekunden für den zweiten Bereich (II) (siehe Fig. 42
und 43).
Werte α₁ und α₂, die den ersten Bereich (I) und den
zweiten Bereich (II) von der eingestellten Temperatur (SV)
des Glases in Fig. 42 trennen, können frei eingestellt wer
den. Gewöhnlich werden die Werte α₁ und α₂ jeweils auf +5°C
und -5°C relativ zur eingestellten Temperatur SV des Glases
gesetzt.
Die folgenden eingegebenen Daten und Zugehörigkeits
funktionen werden auch auf die Zonen Nr. 2 und 3 angewen
det.
- a) Erster Steuerbereich (I)
- a-1) Abweichung (E) zwischen den gemessenen und eingestell ten Temperaturen des Glases an jedem dreistufigen Thermo paar in den Zonen Nr. 2 und 3 (Fig. 44).
- a-2) Zeitlich variierender Betrag der Änderung (ΔE) der Temperatur des Glases an jedem dreistufigen Thermopaar in den Zonen Nr. 2 und 3 [=(zum gegenwärtigen Zeitpunkt gemes sene Temperatur des Glases) - (zu einem früheren Zeitpunkt gemessene Temperatur des Glases)] (Fig. 45).
- b) Zweiter Steuerbereich (II)
- b-1) Abweichung (E) zwischen den gemessenen und eingestell ten Temperaturen des Glases an jedem dreistufigen Thermo paar in den Zonen Nr. 2 und 3 (Fig. 46)
- b-2) Öffnungsgrad des Brennerventils (Fig. 47)
- b-2) Öffnungsgrad des Brennerventils für die Zone Nr. 3 (Fig. 48)
Die Zonen Nr. 2 und 3 haben ihre Inferenzregel, die
dieselbe ist wie die unten für die Zone Nr. 1 angegebene.
Basierend auf der Abweichung und dem zeitlich variie
renden Betrag der Änderung der Temperatur des Glases wird
eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt, um dadurch die Beträge der
Änderung (ΔU) der eingestellten Temperatur der Glasober
fläche in den Zonen Nr. 2 und 3 zu bestimmen.
Basierend auf der Abweichung in der Temperatur des
Glases und dem Öffnungsgrad der Brennerventile VC und VD
jeweils für die Zonen Nr. 2 und 3 wird eine Fuzzy-Inferenz
ausgeführt. Dadurch wird der Betrag der Änderung (ΔU) der
eingestellten Temperatur der Glasoberfläche in jeder der
Zonen Nr. 2 und 3 bestimmt.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird durch Lufteinlässe 8
an gegenüberliegenden Seiten des Speiservorherds Kühlluft
in den Speiservorherd geführt, welche die Glasoberfläche im
Speiservorherd kühlt und in kurzer Zeit mit dem Verbren
nungsgas durch die Brenner gemischt wird und durch die
Decke des Speiservorherds entweicht.
Um die Temperatur des Glases besonders zum Zeitpunkt
des Wechsels der Aufgabe und des Einstellens des Öffnungs
grades der Brenner auf einen geeigneten Wert früh anzuhe
ben, wird basierend auf dem Öffnungsgrad der Brenner und
der Abweichung in der Temperatur des Glases eine Fuzzy-
Inferenz ausgeführt. Dadurch wird ein Betrag der Änderung
(ΔU) des Öffnungsgrades der Kühlventile bestimmt (siehe
Fig. 49).
Das Kühlventilsystem wird auch für jede der Zonen Nr.
2 und 3 bereitgestellt.
Die folgenden eingegebenen Daten und Zugehörigkeits
funktionen sind auch auf jede der Zonen Nr. 2 und 3 anwend
bar.
- a) Abweichung zwischen dem gemessenen Öffnungsgrad und einem optimalen Öffnungsgrad der Brennerventile (Fig. 50)
- b) Abweichung zwischen den gemessenen und eingestellten Temperaturen des Glases (Fig. 51)
Die Zonen Nr. 2 und 3 haben ihre jeweilige Inferenz
regel, die dieselbe wie die für die Zone Nr. 1 ist.
Im Steuersystem zum Ausführen des Verfahrens der vor
liegenden Erfindung werden zum Beispiel folgende Bedingun
gen verwendet.
Kühlbläser: 1,96 kPa (200 mmH₂O)
Blasluft: 9,8-19,6 kPa (1000-2000 mmH₂O)
LPG: 12,7-14,7 kPa, 41,8 kJ (1300-1500 mmH₂O, 10 000 cal.)
Absperrventil: etwa 4,9 kPa (500 mmH₂O) (Schnittfläche der Brennerdüse)/ (Schnittfläche der Mischerdüse): 3,5-5, etwa 3,6 kJ (850 cal.)
Druck des gemischten Gases aus dem Brenner: Minimum 196 Pa (20 mmH₂O)
Blasluft: 9,8-19,6 kPa (1000-2000 mmH₂O)
LPG: 12,7-14,7 kPa, 41,8 kJ (1300-1500 mmH₂O, 10 000 cal.)
Absperrventil: etwa 4,9 kPa (500 mmH₂O) (Schnittfläche der Brennerdüse)/ (Schnittfläche der Mischerdüse): 3,5-5, etwa 3,6 kJ (850 cal.)
Druck des gemischten Gases aus dem Brenner: Minimum 196 Pa (20 mmH₂O)
Die obigen Ausführungsformen verwenden PID-Regler. Es
ist selbstverständlich möglich, die Ausgaben direkt durch
die Fuzzy-Inferenzen in die Manipulatoren einzuspeisen,
ohne den PID-Regler zu verwenden.
Fig. 52(a) und 52(b) zeigen Meßergebnisse aus der
Herstellung eines Gegenstands A (Flasche für Erfrischungs
getränk: 200 ml und 170 g) bezüglich der Temperatur an der
Verbindung zur Glasschmelzwanne, der Temperatur des drei
stufigen Thermopaars der Zone Nr. 3 (Temperatur des Gla
ses), der Temperatur des dreistufigen Thermopaars der Zone
Nr. 2 (Temperatur des Glases) und der Temperatur des Glases
im Speiserkopfstück. Die obigen Temperaturen wurden basie
rend auf Temperaturen der Glasoberfläche in jeder der Zonen
und im Speiserkopfstück bestimmt. Die obigen Messungen wur
den durch eine herkömmliche Steuerung mit PID-Reglern oder
durch das Verfahren der Erfindung (Steuern der Temperatur
im Speiserkopfstück und Regelung zur Stabilisierung der
Temperatur in jeder Zone) ausgeführt. Die Meßpunkte waren
für die herkömmliche Steuerung und das Verfahren der Erfin
dung dieselben.
Wie aus den tatsächlichen Meßergebnissen entsprechend
der herkömmlichen Steuerung in Fig. 52(a) ersichtlich ist,
wurden die Temperaturen des Glases beim herkömmlichen Steu
erverfahren durch äußere Störungen beeinflußt [Variationen
in der Temperatur des Glases aus dem Glasschmelzofen (Tem
peratur an der Verbindung zur Arbeitswanne) und Variationen
in der Temperatur der Umgebung um den Speiservorherd herum]
und es traten große Temperaturvariationen auf, mit dem Er
gebnis, daß die Temperaturvariationen im Speiserkopfstück
bis zu 10°C waren, was auf die endgültige Formtemperatur
des Glases hinweist. Andererseits konnte die Temperatur in
jeder der Zonen und im Speiserkopfstück wie in Fig. 52(b)
gezeigt gemäß dem Verfahren der Erfindung stabil geregelt
werden, auch wenn die Temperatur an der Verbindung zur Ar
beitswanne zum Zeitpunkt des Wechsel der Aufgabe in anei
nanderliegenden Fertigungslinien um bis zu 10°C variierte.
Folglich konnten die Variationen in der Temperatur des Gla
ses in jeder der Zonen und im Speiserkopfstück kleiner ge
macht werden, so daß die Variationen in der Temperatur des
Glases im Speiserkopfstück auf nicht mehr als 2°C geregelt
werden konnte. Auf diese Art und Weise ist die Steuerbar
keit bei der statischen Fuzzy-Regelung gemäß der vorliegen
den Erfindung während der Herstellung von Glasgegenständen
besser als die des herkömmlichen Steuerverfahrens.
Fig. 53(a) und 53(b) zeigen Meßergebnisse beim Wechsel
der Aufgabe vom Gegenstand B (Saftflaschen: 200 ml und
170 g) zum Gegenstand A (Sake-Flasche: 500 ml und 380 g)
hinsichtlich der Temperatur an der Verbindung zur Glas
schmelzwanne, der Temperaturen der dreistufigen Thermopaare
der Zonen Nr. 1 bis 3 (Temperaturen des Glases) und der
Temperatur des Glases im Speiserkopfstück. Die obigen Tem
peraturen wurden basierend auf Temperaturen der Glasober
fläche in jeder der Zonen und im Speiserkopfstück bestimmt.
Die obigen Messungen wurden durch eine herkömmliche Steue
rung mit PID-Reglern oder durch das Verfahren der Erfindung
(Steuern der Temperatur im Speiserkopfstück und Regelung
zur Stabilisierung der Temperatur in jeder Zone) ausge
führt. Die Meßpunkte waren für die herkömmliche Steuerung
und das Verfahren der Erfindung dieselben.
Wie in Fig. 53(a) gezeigt ist, wurde der Speisermecha
nismus beim herkömmlichen Steuerverfahren um 8 : 40 angehal
ten (Beginn des Wechsels der Aufgabe) und die eingestellten
Werte der PID-Regler in jeder der Zonen Nr. 1 bis 3 wurden
gleichzeitig auf die Daten der vorhergehenden Produktion
eingestellt. Als Ergebnis davon dauerte es 120 Minuten, bis
die Temperatur des Speiservorherds endgültig stabilisiert
war. Andererseits wurden wie in Tabelle 18 gezeigt gemäß
dem vorliegenden Verfahren die für die Glasgegenstände in
der nachfolgenden Produktion passenden Temperaturen anfäng
lich in das Steuersystem eingegeben.
Tabelle 18 stellt ein Beispiel dar, in dem systema
tisch das gegenwärtige Steuerverfahren, eingestellte Werte
für die gegenwärtig hergestellte Art von Glasgegenständen,
Meßwerte für die gegenwärtig hergestellten Glasgegenstände,
die Ausflußrate des Glases für die gegenwärtig hergestell
ten Glasgegenstände, eingestellte Werte für die nachfolgen
den Glasgegenstände, ein Zeitpunkt zum Beginn des nächsten
Wechsels der Aufgabe, ein Zeitpunkt zum anfänglichen Ein
stellen in der Zone Nr. 3 und ein Zeitpunkt zum anfängli
chen Einstellen in der Zone Nr. 2 gezeigt sind.
Die Daten in den Tabellen 18.1 bis 18.5 werden zusam
men in einer einzelnen Anzeige angezeigt, obwohl die Tabel
len 18.1 bis 18.5 unten getrennt gezeigt sind.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wurde
mit dem Ändern der eingestellten Größe in der Zone Nr. 3
wie in Fig. 18 gezeigt 30 Minuten vor dem Wechsel der Auf
gabe zur nächsten (12:30) begonnen und mit der Änderung der
eingestellten Werte in der Zone Nr. 2 wurde etwa 5 Minuten
(12:55) vor dem Wechsel der Aufgabe (12:55) begonnen. Wie
in Fig. 53(b) gezeigt, ist aus den tatsächlichen Meßergeb
nissen ersichtlich, daß die Zone Nr. 3 durch Bewirken der
Änderung der eingestellten Werte die zur nachfolgenden Pro
duktion passende Temperatur früher erreichte.
Um die Temperatur in den Zonen Nr. 1 und 2 durch die
Fuzzy-Regelung früher als bei der herkömmlichen Regelung
anzuheben, wurde der Speiser um 13:00 angehalten (der Wech
sel der Aufgabe begonnen) und gleichzeitig wurde das Kühl
ventil ganz geschlossen und das Brennerventil wurde ganz
geöffnet (100%). Dadurch wurde die Temperatur verglichen
mit der herkömmlichen Steuerung früher angehoben. Als Er
gebnis davon wurde die Temperatur des Speiservorherds in 60
Minuten stabilisiert.
Wie aus dem obigen ersichtlich ist, ist die Steuer
barkeit mit der Fuzzy-Regelung zum Zeitpunkt der Regelung
der Anlaufstabilisierung nach dem Wechsel der Aufgabe in
der vorliegenden Erfindung besser als bei der herkömmlichen
Regelung.
Fig. 54 und 55 zeigen grafisch, um wieviel die Produk
tivität des Gegenstands A (Saftflaschen: 200 ml und 170 g)
verglichen mit dem herkömmlichen Steuerverfahren durch die
herausragendere Regelbarkeit des Verfahrens der Erfindung
verbessert wurde. Da die für einen Wechsel der Aufgabe er
forderliche Zeit verkürzt wurde, konnte die Produktionsli
nie beim Wechsel der Aufgabe früher hochgefahren werden und
die Effizienz der Produktion wurde vom ersten Tag an ver
bessert. Desweiteren wurde, im stabilen Zustand am zweiten
Tag und danach, während die Produktivität des Gegenstands A
im herkömmlichen Verfahren besonders wegen der instabilen
Temperatur des Glases verglichen mit der von anderen Gegen
ständen schlechter war, die Produktivität durch die Stabi
lisierung der Temperatur des Glases gemäß dem Steuerverfah
ren der Erfindung verbessert. Im konkreten Beispiel, in dem
die durchschnittliche Produktionszeit 3 Tage betrug, konnte
die gesamte Produktivität einschließlich des Wechsels der
Aufgabe gemäß dem Steuerverfahren der Erfindung um 15% ver
bessert werden. Desweiteren wurden mit dem Steuerverfahren
der Erfindung verglichen mit dem herkömmlichen Steuerver
fahren bezüglich derselben Art von Gegenständen hinsicht
lich der Steuerbarkeit und der Produktivität herausragende
Ergebnisse erhalten.
Im Fall einer Produktionslinie, in der die Losgröße
klein ist und der Wechsel der Aufgabe häufig ist, ist es
normalerweise wahrscheinlich, daß die Temperatur des Glases
wegen kombinierter schlechter Bedingungen äußerst instabil
ist. Andererseits können gemäß der vorliegenden Erfindung
die herkömmlichen Probleme bei der Temperatur des Speiser
vorherds während des Wechsels der Aufgabe und des stabilen
Betriebs gelöst werden, was dadurch stark zu einer Verbes
serung der Produktivität beiträgt.
Für die Glasgegenstände treten verschiedene Anforde
rungen wie Gewichtsreduzierung und hohe Qualität auf und es
gibt eine starke Tendenz, daß zahlreiche Arten von Glasfla
schen in kleineren Mengen hergestellt werden (häufigerer
Wechsel der Aufgabe ist erforderlich), und daß viele Fakto
ren auftreten, die Kostensteigerungen bewirken.
Wie oben erwähnt wird gemäß der vorliegenden Erfindung
die für einen Wechsel der Aufgabe für die Herstellung un
terschiedlicher Glasgegenstände erforderliche Zeit kürzer
und die Variation in der Temperatur der Speisertropfen (im
Speiserkopfstück) kann verringert werden. Folglich kann die
nach dem Wechsel der Formen für die herzustellenden Glasge
genstände erforderliche Zeit bis zum Erhalt von Losen guter
Qualität stark verkürzt werden. Da das Gewicht der Speiser
tropfen stabilisiert werden kann, kann desweiteren der Auf
wand für die Regulierung des Gewichts der Speisertropfen
reduziert werden. Zusätzlich kann durch die Stabilisierung
der Temperatur der Speisertropfen der Ausstoß an defekten
Produkten verringert werden. Das Steuerverfahren der vor
liegenden Erfindung trägt somit stark zur Stabilisierung
des Herstellungsprozesses und zur Verbesserung des Aus
stoßes bei.
Claims (8)
1. Verfahren zum Steuern der Temperatur von Glas in einem
Speiservorherd zur Bildung von Speisertropfen durch
Zuführen von in einem Glasschmelzofen geschmolzenem
Glas durch eine an den Glasschmelzofen angrenzende
Arbeitswanne in einen Glasspeiser, wobei der Speiser
vorherd mit einer Brennereinrichtung ausgestattet ist
und das genannte Verfahren die folgenden Schritte
beinhaltet:
- (a) Aufteilen des Speiservorherds in wenigstens drei Zonen Nr. 1, 2 und 3, wobei die genannte Zone Nr. 1 eine Abstehzone ist und die Zonen Nr. 2 und 3 Kühl zonen sind;
- (b) Formen eines Speiserkopfstücks an einem Endstück der genannten Zone Nr. 1;
- (c) Bereitstellen von Kühleinrichtungen an den gegen überliegenden Seiten jeder der genannten Zonen Nr. 2 und 3;
- (d) Ermitteln der Temperatur des Glases im genannten Speiserkopfstück;
- (e) Ermitteln der Temperatur des Glases in jeder Zone;
- (f) Bestimmen einer neuen eingestellten Temperatur des Glases in der Zone Nr. 1 durch Ausführen einer Fuzzy- Inferenz basierend auf einer voreingestellten Zugehö rigkeitsfunktion und einer voreingestellten Inferenz regel einer voreingestellten Fuzzy-Menge durch Verwen den zweier Variablen, nämlich einer Abweichung zwi schen einer ermittelten Temperatur und einer einge stellten Temperatur und eines zeitlich variierenden Betrags der Änderung zwischen einer bei einer gegen wärtigen Messung ermittelten Temperatur und einer bei einer vorhergehenden Messung ermittelten Temperatur bezüglich des Glases im Speiserkopfstück, als Ante zedenz;
- (g) Bestimmen einer neuen eingestellten Temperatur des Glases in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 durch eine Fuzzy-Inferenz basierend auf einer voreingestellten Zugehörigkeitsfunktion und einer voreingestellten Inferenzregel einer voreingestellten Fuzzy-Menge durch Verwenden zweier Variablen, nämlich eines Betrags der Abweichung zwischen einer ermittelten Temperatur und einer dafür eingestellten Temperatur des Glases und eines zeitlich variierenden Betrags der Änderung zwi schen einer bei einer gegenwärtigen Messung ermittel ten Temperatur und einer bei einer vorhergehenden Messung ermittelten Temperatur bezüglich des Glases in jeder der Zonen Nr. 2 und 3, als Antezedenz; und
- (h) Steuern der Temperatur des Glases in jeder der Zonen Nr. 1 bis 3 auf die in (f) und (g) bestimmten neuen eingestellten Temperaturen durch Steuern einer Menge eines Verbrennungsgases durch jeden der Brenner durch Regulieren eines eingestellten Öffnungsgrades eines jeden Brennerventils.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - in Schritt (d) die Temperatur des Glases im Spei serkopfstück mit einem darin angeordneten Thermometer, das durch ein dreistufiges Thermopaar gebildet ist, gemessen wird;
- - in Schritt (e) die Temperatur des Glases in jeder Zone mit einer Vielzahl von in der Zone angeordneten Thermometern, die durch je ein dreistufiges Thermopaar gebildet sind, gemessen wird;
- - zwischen Schritt (d) und Schritt (e) als weiterer Schritt die Temperatur der Glasoberfläche in einem Austrittsteil jeder Zone mit einem darin angeordneten Glasoberflächen-Thermometer gemessen wird, und
- - in den Schritten (f) und (g) die neuen eingestellten Temperaturen in jeder Zone an der Glasoberfläche bestimmt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem basierend auf einer
Abweichung zwischen dem Öffnungsgrad der Brenner der
Zone Nr. 1 und einem geeigneten Öffnungsgrad dieser,
einem zeitlich variierenden Betrag der Änderung zwi
schen der gegenwärtig gemessenen Temperatur und der
vorhergehend gemessenen Temperatur der Glasoberfläche
in der Zone Nr. 1 eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt wird
und der Betrag der Änderung der eingestellten Tempera
tur des Glases in den Zonen Nr. 2 und 3 entsprechend
gesteuert wird, wohingegen basierend auf einem Betrag
der Abweichung zwischen dem Öffnungsgrad der Brenner
in der Zone Nr. 2 und einem geeigneten Öffnungsgrad
dieser und auf einem zeitlich variierenden Betrag der
Änderung zwischen der gegenwärtig gemessenen Tempera
tur und der vorhergehend gemessenen Temperatur der
Glasoberfläche in der Zone Nr. 2 eine Fuzzy-Inferenz
ausgeführt wird und ein Betrag der Änderung der Tempe
ratur des Glases in der Zone Nr. 3 gesteuert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem ein dreistu
figes Thermopaar zum Messen der Temperaturen des je
weils in oberen, mittleren und unteren Positionen
fließenden Glases in der Zone Nr. 1 angeordnet ist;
die Temperaturen des Glases an diesen Positionen
gemessen werden, basierend auf einem Unterschied der
Temperatur des Glases zwischen der oberen Position und
der mittleren Position und auf einem Unterschied der
Temperatur des Glases zwischen der oberen Position und
der unteren Position eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt
wird und ein Betrag der Änderung der eingestellten
Temperatur des Glases in jeder der Zonen Nr. 2 und 3
gesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem
basierend auf Beträgen der Änderung der eingestellten
Temperatur des Glases im Speiserkopfstück und in jeder
der Zonen Nr. 2 und 3, einem Betrag der Änderung
zwischen der gemessenen Temperatur des Glases und der
eingestellten Temperatur des Glases im Speiserkopf
stück und in jeder der Zonen Nr. 1 bis 3 eine Fuzzy-
Inferenz ausgeführt wird und (1), wenn die einge
stellte Temperatur des Speiserkopfstücks verändert
wird, die Beträge der Änderung der eingestellten Tem
peraturen des Glases in den Zonen Nr. 2 und 3 gesteu
ert werden und der Betrag der Änderung der eingestell
ten Temperatur der Glasoberfläche in der Zone Nr. 1
gesteuert wird, wohingegen (2), wenn die eingestellte
Temperatur der Zone Nr. 2 verändert wird, der Betrag
der Änderung der eingestellten Temperatur der Glas
oberfläche in der Zone Nr. 2 gesteuert wird und (3),
wenn die eingestellte Temperatur in der Zone Nr. 3
verändert wird, der Betrag der Änderung der einge
stellten Temperatur der Glasoberfläche in der Zone Nr.
3 gesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem
ein erster Steuerbereich (I) und ein zweiter Steuer
bereich (II) bereitgestellt werden; im ersten Steuer
bereich (I) basierend auf einer Abweichung zwischen
der gemessenen Temperatur und der eingestellten Tempe
ratur und dem zeitlich variierenden Betrag der Ände
rung zwischen der gegenwärtig gemessenen Temperatur
des Glases und der vorhergehend gemessenen Temperatur
des Glases bezüglich des Glases im Speiserkopfstück
eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt wird; im zweiten Steu
erbereich (II) die Beträge der Beeinflussung fortlau
fend an einen PID-Regler ausgegeben werden, wenn die
Temperatur des Glases im Speiserkopfstück sich stark
von der eingestellten Temperatur unterscheidet; im
ersten Steuerbereich (I) die Temperatur des Glases im
Speiserkopfstück basierend auf einer Abweichung zwi
schen der gemessenen Temperatur und der eingestellten
Temperatur und einem zeitlich variierenden Betrag der
Änderung des Unterschieds zwischen der gegenwärtig
gemessenen Temperatur und der vorhergehend gemessenen
Temperatur bezüglich des Glases im Speiserkopfstück
einer Fuzzy-Inferenz unterworfen wird; im zweiten
steuerbereich (II) die Temperatur des Glases im Spei
serkopfstück basierend auf der Abweichung zwischen der
gemessenen Temperatur und der eingestellten Temperatur
des Glases im Speiserkopfstück und dem Öffnungsgrad
der Brennerventile in der Zone Nr. 1 einer Fuzzy-Infe
renz unterworfen wird; und ein Betrag der Änderung der
eingestellten Temperatur der Glasoberfläche in der
Zone Nr. 1 basierend auf den Ergebnissen der Fuzzy-
Inferenz gesteuert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem
ein erster Steuerbereich (I) und ein zweiter Steu
erbereich (II) bereitgestellt werden; im ersten Steu
erbereich (I) die Temperaturen des Glases in den Zonen
Nr. 2 und 3 basierend auf einer Abweichung zwischen
der gemessenen Temperatur und der eingestellten Tempe
ratur des Glases in jedem der Zonen Nr. 2 und 3 und
dem zeitlich variierenden Betrag der Änderung zwischen
der gegenwärtig gemessenen Temperatur und der vorher
gehend gemessenen Temperatur des Glases in jeder der
Zonen Nr. 2 und 3 einer Fuzzy-Inferenz unterworfen
werden; im zweiten Steuerbereich (II) die Beträge der
Beeinflussung fortlaufend an den PID-Regler ausgegeben
werden, wenn die Temperatur des Glases in jeder der
Zonen Nr. 1 bis 3 sich stark von der dafür eingestell
ten Temperatur unterscheidet; im ersten Steuerbereich
(I) die Temperatur des Glases in jeder der Zonen Nr. 2
bis 3 basierend auf einer Abweichung zwischen der
gemessenen Temperatur und der eingestellten Temperatur
und einem zeitlich variierenden Betrag der Änderung
eines Unterschieds zwischen der gegenwärtig gemessenen
Temperatur und der vorhergehend gemessenen Temperatur
bezüglich des Glases im Speiserkopfstück einer Fuzzy-
Inferenz unterworfen wird; im zweiten Steuerbereich
(II) die Temperatur des Glases in jeder der Zonen Nr.
2 und 3 basierend auf einer Abweichung zwischen der
gemessenen Temperatur und der eingestellten Temperatur
des Glases und dem Öffnungsgrad der Brennerventile in
jeder der Zonen Nr. 2 und 3 einer Fuzzy-Inferenz un
terworfen wird; im ersten Steuerbereich (I) ein Betrag
der Änderung der eingestellten Temperatur der Glas
oberfläche in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 gesteuert
wird; im zweiten Steuerbereich (II) ein Betrag der
Änderung der eingestellten Temperatur der Glasober
fläche in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 gesteuert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem
auf den gegenüberliegenden Seiten jeder der Zonen Nr.
2 und 3 jeweils Kühleinrichtungen bereitgestellt
werden und basierend auf einer Abweichung zwischen dem
Öffnungsgrad der Brennerventile in jeder der Zonen und
einem geeigneten Öffnungsgrad dieser und einer Abwei
chung zwischen der gemessenen Temperatur und der ein
gestellten Temperatur des Glases in jeder der Zonen
Nr. 2 und 3 eine Fuzzy-Inferenz ausgeführt wird, wo
durch ein Betrag der Änderung des Öffnungsgrades der
Kühlventile in jeder der Zonen Nr. 2 und 3 gesteuert
wird.
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