EP3713671A1 - Intelligente, selbst-adaptive steuerungsvorrichtung zur automatisierten optimierung und steuerung der vermahlungslinie eines walzensystems und entsprechendes verfahren - Google Patents

Intelligente, selbst-adaptive steuerungsvorrichtung zur automatisierten optimierung und steuerung der vermahlungslinie eines walzensystems und entsprechendes verfahren

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EP3713671A1
EP3713671A1 EP18815541.0A EP18815541A EP3713671A1 EP 3713671 A1 EP3713671 A1 EP 3713671A1 EP 18815541 A EP18815541 A EP 18815541A EP 3713671 A1 EP3713671 A1 EP 3713671A1
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EP
European Patent Office
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batch
control
mill
parameters
grinding
Prior art date
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EP18815541.0A
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French (fr)
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EP3713671B1 (de
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Matthias Gräber
Christian HEINIGER
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Buehler AG
Original Assignee
Buehler AG
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Publication date
Application filed by Buehler AG filed Critical Buehler AG
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Publication of EP3713671B1 publication Critical patent/EP3713671B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C9/00—Other milling methods or mills specially adapted for grain
    • B02C9/04—Systems or sequences of operations; Plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C2210/00—Codes relating to different types of disintegrating devices
    • B02C2210/01—Indication of wear on beaters, knives, rollers, anvils, linings and the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/02—Crushing or disintegrating by roller mills with two or more rollers
    • B02C4/06—Crushing or disintegrating by roller mills with two or more rollers specially adapted for milling grain
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/32—Adjusting, applying pressure to, or controlling the distance between, milling members
    • B02C4/38—Adjusting, applying pressure to, or controlling the distance between, milling members in grain mills

Definitions

  • Intelligent, self-adaptive control device for automated optimization and control of the grinding line of a roller system and corresponding method
  • the present invention relates to intelligent, self-adaptive control and firing devices for the automated control and regulation of grinding and rolling systems, in particular mill systems with a roller mill, but also mill systems and grinding installations in general.
  • the invention relates in particular to control devices for grain mills and other equipment for processing and crushing of cereals, in particular plants for crushing, transporting, fractionating and conditioning of cereals and on control and control methods and control devices for self-optimized control and
  • Possible applications of the device according to the invention also relate to grinding and rolling systems with real-time or quasi-real-time measurement and monitoring of operating parameters, such as roller temperature, roller blind ⁇ , roller speed, roller pressing force and / or energy absorption of one or more roller drives, and / or real -time or quasi-real-time measurements of ingredients or quality parameters during product preparation and processing in the grain milling plants for the purpose of process monitoring (measurement, monitoring) and control and / or regulation of plants or processes, such as Measurands such as water content, protein content, starch damage,
  • the invention also relates generally to mill systems, for example ball mill or so-called semi-autogenously grinding mills (SAG), which are suitable for grinding coarse-grained materials, such as e.g. Ores or cement, etc., are determined.
  • SAG semi-autogenously grinding mills
  • the throughput and product quality parameters are adjusted by adjusting various setting or command values, e.g. Rotation speed of the mill drum, energy consumption of the mill drum, supply of the (coarse) granular starting material / input materials, water supply in ore mills and / or
  • Discharge rate of the ground material present at the exit controlled. Even with these mills, the particle size distribution of the crushing material is an important quality feature. In particular, it can influence the yield of the further components downstream of the mill system, such as flotation. The highest possible throughput is achieved with high product quality and low energy consumption and material requirements, ie costs.
  • the present invention thus relates in a preferred application Walzsysfemen, endeavorverarbeifungsanlagen and grinding plants containing rollers or roller pairing, and corresponding methods for optimized operation of such grinding and Walssysfemen or Artsverarbeifungsanlagen.
  • the above installations concern complete plants for (i) the milling plant, (ii) flour brewing for industrial bakeries, (iii) facilities for special waste processing, (iv) production facilities for the production of high quality buffer for domestic and domestic animals, (v) special facilities for Preparation of fishes for fish and krus, (vi) Premix and concentrate plants for the manufacture of active mixtures, (vii) Oil production from oilseeds, (viii) Treatment of extra crockscan and white flakes, (ix)
  • Coffee beans (xx) Machines and installations for the production of chocolate and fillers and coatings, (xxi) Machines and installations for the molding of
  • Nanoparticle dispersions (xxxi) turnkey processes for nanoparticles in the liquid phase, (xxxii) industrial solutions for drying and other thermal processes, (xxxii) isolation and characterization of aleurone from wheat bran,
  • Grinding properties of the starting material are fundamental to the milling process.
  • the grinding plant is typically from
  • Obermüller must be regulated, the Obermüller also has decisive influence on and control of the characteristics of the produced flour. This starts with the choice of the wheat class, which applies to both the market class and on the
  • the miller also controls the wheat blend / grists, which is added to the grinding plant.
  • the miller can also measure the mill flow, roll speed, Speed differentials, distribution of the fluted rolls eg sharp-to-sharp, and roll pressure on smooth rolls (smoofh rolls). Further control options are provided by the miller in combination with screening and cleaning, and finally in the grinding stream selection for mixing the final flour produced. All these parameters and control options are used by the miller to consistently produce a flour of a certain quality.
  • Characteristics of the final product it may happen, for example, that a so-called dry run, rocking in the control system or other operational anomalies occur. If an abnormal condition continues for too long, e.g. raise the temperature of the grinding roller to a critical range and possibly cause fire or damage to the rollers. Operational anomalies can affect the optimal operation of the plant in a different way, in particular the quality, yield or energy consumption.
  • grinding plants are at least partially automated in many areas, current systems for automatic control and optimized operation are difficult to automate. In the prior art mill systems are therefore often still manually from
  • PLC Programmable Logic Controller
  • Quality control for example, based on a yield reduction in one of the downstream components ⁇ available. This makes it difficult in addition to a good setting of the mill system or about the timely intervention in the
  • the roll feel is by far the most important grinding device. Whether maize, common wheat, durum wheat, rye, barley or malt are to be processed, ⁇ the roller mill usually offers the most ideal processing of all grain types.
  • the process used in a flour mill is a step reduction.
  • Endosperm is gradually crushed by passing several corrugated or smooth steel roller pairs. It is separated in sifters by sieves from the bran and the seedling. With roller pairs of a roller mill, one roller typically rotates faster than the other. Due to the opposite rotation of the two rollers, the material is drawn into the roller blind ⁇ . The shape, depth and twist of the corrugation together with the speed differential determine the intensity of the grinding in each step. Also known are impact mills. Hammer mills are suitable, e.g. for grinding various products in grain mills (grain and
  • the plant is suitable for the processing of barley (whole, cleaned and peeled oat kernels) as well as groats (sliced oat kernels), maize, common wheat, barley, buckwheat and rice. It should be noted that due to the specific problems and requirements in the production of flour and semolina from cereals and similar products has developed an independent genus of rolling mills, the so-called Müllerei-roller mill, in contrast to the
  • the invention relates in particular to a control and regulating device for stable, adaptive control and regulation of the described grinding systems for grinding cereals and for influencing process elements (regrind and conditioning elements) and these assignable operative process parameters of the grain grinding plants with timely detection of interference or other operational anomalies. It is known that the provision and automation of such control systems is complex, since a plurality of at least partially mutually dependent, i. correlated parameters must be considered (e.g., EP0013023B1, DE2730166A1). So the operation of the
  • Milling devices influenced by a variety of parameters ⁇ , such. by the choice of the type of crop or cereal mixture and of the
  • Control signals seems desirable or not. Obermüller will always take into account the target values. If it has found an optimal association between the mentioned input signal quantities and the control signal variables, this assignment is typically ensured by corresponding memory allocation and addressing within the grain milling system.
  • an intelligent, self-adaptive control / regulation device is to be provided for the automated optimization and control of the grinding line of a roller system, with which the grinding and / or grinding can be optimized and automated, and which increases the reliability of a mill and simultaneously the operation optimized or automatically reacts to occurring anomalies.
  • the control / regulating device should be able to identify long-term trends in production and detect abnormalities in the operation. Its purpose is to enable simple automated monitoring and recognition of critical production parameters, in particular yield, energy and throughput / machine runtime, as well as automated adjustment of the operation with optimization of the relevant
  • an intelligent, self-adaptive control and / or apparatus for the self-optimized control of a mill system and / or a mill line of a mill system mill system in that the mill line comprises a plurality of processing stations; such as Stylus and / or smooth rolls and / or screens, etc., comprehensive ⁇ , which are based on operative process parameters individually controllable by the control and control device and individually controllable in their operation, said by means of an operational Jerusalemrezep ⁇ a batch / batch Control can be controlled with a defined processing sequence in the processing units, wherein by means of the operational Jerusalemrezep ⁇ from one or more starting materials, a defined amount of an end product can be generated, and wherein the processing units based on specific, the operational Jerusalemep ⁇ associated operative Ba ch- / batches Process parameters are controlled.
  • the control and regulating device includes a pattern recognition module for
  • the control device includes a memory device for storing historical operational process recipes with historical batch / batch process parameters, the historical batch / batch process parameters of a process recipe each having a process-typical, multi-dimensional structure. / Define Batch Process Parame- ters of an Optimized Batch / Batch Process in the Standard Area.
  • Process parameter ⁇ ers as the nearest batch / batch process parameter ⁇ Pattern triggered and / or selected.
  • new batch / batch process parameter ⁇ ers will be replaced with new ones Batch / batch process parameter for the entered new operative process recipe ⁇ generated ⁇ , whereby the processing units are controlled and controlled according to the generated operational process recipes with the assigned batch / batch process parameters by means of the control and control device.
  • the operational process parameters are by means of the control device
  • the batch / batch process parameters may e.g. comprise at least measurement parameters relating to the currents and / or power consumption of one or more roll mills of the mill plant.
  • the one or more roller mills may e.g. at least corrugating rolls (B passage) and / or smooth rolls (C passage).
  • the batch / batch process parameters may in particular be e.g. at least measuring parameters relating to the currents and / or power consumption of all millstocks of the mill plant comprises.
  • the invention has the advantage, inter alia, that a technically novel, intelligent, self-adaptive control device can be provided for the automated optimization and control of the grinding line of a roller system, with which the grinding and / or grinding can be optimized and carried out completely automatically , which increases the operational reliability of a mill and at the same time optimizes the operation or reacts automatically to occurring anomalies.
  • the inventive control device is capable of long-term trends in production
  • inventive system and method allows fast and stable tuning of a mill system based on historical, optimized parameter sets.
  • the defined quality parameters may e.g. at least particle size distribution and / or starch damage and / or protein quality and / or water content.
  • the monitored batch / batch process parameters may e.g. at least yield and / or energy intake / consumption and / or
  • Process parameters of the new operative process recipe depending on the measured continuous long-term changes is determined.
  • the monitored batch is determined.
  • Deviation of the monitored operational process parameters from the generated operational process parameters of the new operative process recipe is determined as a function of the natural fluctuations within definable j 2 standard deviations.
  • invention in addition to the inventive device and apparatus also relates to a method for the realization of the inventive device.
  • FIG. 1 diagrammatically illustrates a representation of an embodiment variant according to the invention, in which the currents of all rolling senses (B (2:
  • a typical pattern is obtained that determines the quality 61 of the final product, such as particle size distribution 61 1, depending on the raw material and previous process steps.
  • the typical pattern can also be represented by a specific, typical color. A change in the pattern or color pattern of the currents is detected as an anomaly and generates a corresponding electronic signal to generate a warning message or the activation of other devices or apparati.
  • Figure 2 schematically illustrates a representation of a typical pattern (pattern) of the stream of a mill (mill roller), i. a typical signature of a recipe. The average of the current for about 6 months of operation for the 4 recipes produced.
  • FIG. 3 shows schematically a representation of a similar pattern for the fluctuations.
  • Figures 4 and 5 show schematically a representation of long-time trends of the signatures. Patterns change over time due to wear, seasonal or other factors. Fig. 4/5 show the fluctuations in the months of March (Fig. 4) and June (Fig. 5).
  • Figure 6/7 show schematically a representation of outliers
  • Outliners / Batches with abnormal behavior, whereby such abnormal behavior can be detected based on their different signature.
  • Good / Normal Batches can be from a self-learning / machine-learning unit or
  • FIGS. 8-1 1 schematically show further representations of the detection of abnormalities as a function of process variables (FIGS. 8-9), as well as their process analysis (FIG. 10) and recipe overview ⁇ (FIG. 11).
  • product is understood to mean a bulk material or a mass.
  • bulk material is understood to be a powdery, granular or pellet-shaped product which is used in the bulk goods processing industry, ie. H. in the processing of cereals,
  • Grain milling products and end products of milling in particular milling of common wheat, durum, rye, maize and / or barley) or
  • grinding rollers are designed to grind granular ground stock, which is usually between one
  • Milling rollers in particular the grinding rollers of the inventive grinding roller pairings, usually have a substantially inelastic surface (in particular on their
  • Peripheral surface which may contain or may consist of metal for this purpose, for example, such as steel, especially stainless steel.
  • metal for this purpose, for example, such as steel, especially stainless steel.
  • Mahlspal ⁇ Between the grinding rollers of the grinding roller pairing there is usually a relatively solid and often hydraulically controlled Mahlspal ⁇ . In many grinding plants, the material to be ground is guided vertically downwards through such a grinding gap ⁇ .
  • the millbase is fed to the grinding rollers of a grinding roller pairing in many grinding systems by means of its gravitational force, wherein this feed can optionally be supported pneumatically.
  • the millbase is usually granular and moves as fluid flow through the grinding gap ⁇ .
  • At least one roller in particular two rollers one
  • a grinding plant can be formed, for example, as a smooth roll or as a corrugating roll or as a roll base with screwed plates.
  • Smooth rollers can be cylindrical or cambered.
  • Corrugating rolls may have various corrugation geometries, such as e.g. have roof-shaped or trapezoidal Rippelgeometrien, and / or have attached patch segments on the peripheral surface. At least one roller, in particular both rollers of
  • Grinding roller pairing in particular at least one grinding roller, in particular both grinding rollers of the grinding roller pairing, may or may have a length in the range of 500 mm to 2000 mm and a diameter in the range of 250 mm to 300 mm.
  • the circumferential surface of the roller, in particular of the grinding roller is preferably permanently connected to the roller body and in particular integrally formed therewith. This allows a simple Fier ein and a reliable and robust processing, especially grinding, the product.
  • the rollers may be formed with at least one sensor for the detection of measured values, which at least one state characterizing one of the rolls, in particular of both rolls of the roll pairing. In particular, this may be a state of a peripheral surface of at least one of the rolls, in particular of both rolls of the roll pairing.
  • the state may be, for example, a temperature, a pressure, a force
  • the sensors can be designed, for example, as a MEMS sensor (MEMS: Micro-Electro-Mechanical System).
  • MEMS Micro-Electro-Mechanical System
  • the sensor is in data connection with at least one data sensor, wherein the data transmitter is designed for non-contact transmission of the measured values of the at least one sensor to a data receiver.
  • the measured values can be transmitted contactlessly with the aid of the at least one data transmitter to a data receiver which is not part of the roller.
  • the grinding system may comprise further sensors and measuring units for detecting process or product or operating parameters, in particular measuring devices for measuring the current / power consumption of one or more rollers.
  • the sensors (i) at least one
  • Temperature sensor but preferably a plurality of temperature sensors for measuring the roller temperature or a temperature profile along a roller; (ii) one or more pressure sensors; (iii) one or more force sensors (for determining force component (s) in one or more directions); one or more
  • Rotary speed sensors in particular for determining a standstill of the roller; (vii) one or more spin sensors; (viii) one or more sensors for determining an environmental humidity, which is preferably arranged on an end face of the roller; (ix) one or more gyroscopic sensors for determining the position and / or orientation of the roller, in particular for determining the position and / or orientation-dependent width of a gap between the two rollers of the roller pairing and the parallelism of the rollers; and / or (x) one or more sensors for determining the width of a gap between the two rollers the pair of rolls, in particular a grinding gap between the two grinding rollers of the grinding roller pairing, for example, a sensor arranged in an end face of the roller, in particular a MEMS sensor. Any combinations of these are also possible.
  • a roller may have multiple temperature sensors and
  • Deformation sensors included.
  • all sensors are of the same type, so for example as
  • Measuring units for measuring the power consumption of one or more rollers ⁇ are.
  • Wear and tear here and hereinafter means the mechanical wear of the peripheral surface of the roller, in particular the grinding roller. Such wear can in the art, for example via a
  • Resistance change can be determined, which results from a removal of material on the peripheral surface.
  • a wear on a changed pressure and / or a changed path length and / or an altered electrical capacity can be determined.
  • this unit may comprise at least one multiplexer arranged to alternately transmit the measured values sensed by the sensors to the data transmitter ⁇ and field ⁇ .
  • the non-contact transmission for example, by infrared radiation, by light pulses, by radio frequency signals, by inductive coupling or by any
  • a unit with sensors may include at least one signal converter, in particular at least one AID converter, for converting the measured values acquired by the at least one sensor.
  • Each sensor can have at least one signal converter ⁇ , which converts the measured values acquired by this sensor ⁇ .
  • the converted signals can be supplied to a multiplexer as already described above. If the signal converters are an AID converter, the multiplexer may be a digital multiplexer. In a second possible variant, the signal converter can also be arranged between a multiplexer as described above and the data transmitter.
  • the multiplexer may be an analog multiplexer.
  • a unit with sensors may comprise at least one printed circuit board (in particular a MEMS printed circuit board) which are one or more of their sensors and / or at least one multiplexer and / or at least one signal converter and / or the at least one data transmitter and / or at least one energy receiver and / or at least one power generator arranged ⁇ .
  • the printed circuit board may contain measuring leads via which the sensors are connected to the multiplexer.
  • Such a printed circuit board has the advantage that said components can be arranged very compactly thereon and that the printed circuit board is manufactured as a separate assembly and at least in some cases
  • Embodiments can be replaced as needed.
  • a circuit board the sensors but also via a wiring harness with the
  • One or more of the rollers of the grinding plant may contain at least one data memory, in particular an RFID chip.
  • this data memory for example, a particular individual identification of the roller can be stored or stored.
  • at least one property of the roller may be stored or storable in the data memory, such as at least one of its dimensions and / or its crowning.
  • the data stored in the data memory are preferably transmitted without contact.
  • the data of the data memory is transmitted by means of the same data transmitter, by means of which the measured values of the at least one sensor are transmitted according to the invention.
  • Sensors with measurement devices may also include a data processor integrated therein, in particular a microprocessor, an FPGA, a PLC processor or a RISC processor.
  • this data processor can further process the measured values detected by the at least one sensor and then optionally transmit them to the data transmitter.
  • the data processor may perform the function of the above
  • the microprocessor may be part of the circuit board also described above.
  • the microprocessor may alternatively or additionally also take on at least one of the following functions: communication with at least one data bus system (in particular administration of IP addresses);
  • the measuring device in particular the printed circuit board, via have an energy management system which can carry out one, several or all of the following functions: (i) regular, in particular periodic, transmission of the measured values from the data transmitter; (ii) transmission of the measured values from the data transmitter only if a given condition exists, in particular if a warning criterion, which is described below, is fulfilled; (Iii) regular, in particular periodic charge and discharge of a capacitor or an energy storage.
  • a grinding / production processing plant for processing a product in particular the grinding plant for grinding regrind, contains at least one roll or pair of rolls, in particular a pair of grinding rolls. Between the rollers of the roller pairing, a gap is formed. In particular, a Mahlspal ⁇ is formed between the grinding rolls of a Mahlwalzencruung.
  • the ground material when grinding ground material, can be guided substantially vertically downwards through such Mahlspal ⁇ .
  • this millbase preferably the grinding rollers fed by its gravity ⁇ , and this optionally can be pneumatically supported ⁇ .
  • the product, in particular the bulk material, in particular the ground material can be granular and move as fluid flow through the grinding gap ⁇ .
  • this mass in the refinement of masses such as chocolate masses or sugar masses, this mass can alternatively also led from bottom to top through the gap formed between the rollers.
  • the invention relates to ⁇ e.g. Product processing installations, in particular grinding installations for grinding regrind.
  • the product processing plant contains at least one roller or roller pairing.
  • the product processing plant contains at least one roller or roller pairing.
  • Product processing system at least one particular dormant
  • the grinding plant may, for example, be a single roller mill of a grain mill or even a whole grain mill with at least one roller mill, wherein at least one roller mill contains at least one grinding roller as described above.
  • the product processing plant can also be designed as (i) a flocculating mill for flocculating bulk material, in particular grain,
  • the invention relates in particular to a method for operating a product processing plant as described above, in particular a grinding plant as described above.
  • the method comprises a document in which the container transporter of the product processing plant is transferred from a sender of at least one of the rolls or roll mating
  • Measured values are received.
  • the data thus received are then weberverarbeifef. For this purpose, they can a control unit of the
  • Produkfverarbeifungsstrom in particular the grinding plant, zuurbangef be supplied from where they can be given wei ⁇ further to an optional parent Leifsysfem.
  • the control unit can e.g. to issue a warning message or generate an electrical alarm signal if a given warning criterion is fulfilled ⁇ .
  • the warning criterion may be, for example, that the measured value of at least one of the sensors exceeds a limit value specified for this sensor ⁇ .
  • the warning criterion may be that the difference between the largest measured value and the smallest measured value, which are measured by a given set of sensors, a predetermined
  • a warning signal can be output (for example visually and / or acoustically) and / or the warning signal
  • Product processing plant can be brought to a standstill (for example by the control unit).
  • the control unit can visualize the measured values acquired by the at least one sensor or data obtained therefrom.
  • the product processing plant may, downstream from a pair of rolls, include a device for measuring particle sizes and their distributions. In this way, the measurement of the particle sizes and their distributions can be combined, for example, with a measurement of the state of wear and / or of the roller contact pressure. This is particularly advantageous if the roller, in particular the grinding roller, is a corrugating roller.
  • product stream downstream of a roller, in particular a grinding roller, and a Device for NIR measurement of the product stream, in particular the Mahlgutstromes be arranged.
  • Mahlspaltver too changed. This change can be done both manually and fully automatically with the help of a computer and / or a controller, such as a PLC controller (self-programmable controller) or PLC (Programmable Logic Control) (control device).
  • the other monitored parameters can be assigned as necessary boundary conditions associated with physical, technological or process-related limits. The additional monitoring of such boundary conditions can lead to an improvement of the control behavior and to a better product quality of the end products.
  • the grinding plant 1 is controlled by an intelligent, self-adaptive control and control device 4 with self-optimized control of the mill 1 and the grinding line of a mill system of the mill 1.
  • the grinding line comprises a plurality of processing units 2 (B) / 3 (C), which are based on operative process parameters 41 1 1 41 Ix each individually controlled by the control and control device 4 and individually controllable in their operation.
  • operative process recipe 41 1 is a batch / batch control with a defined processing sequence in the
  • Processing units 2 (B) / 3 (C) adjustable wherein by means of the operative process recipe 41 1 from one or more starting materials 5 with the measurement parameters 51 a defined amount of a final product 6 with the measurement parameters 61 (61 1.61 x) and the yield 62 is generated , Processing units 2 (B) / 3 (C) are controlled based on specific operational batch / batch process parameters associated with the operative process recipe.
  • the regulation and control device 4 comprises a pattern recognition module 42 for recognizing operational
  • Starting materials 5 a defined sequence of a milling process within the processing units 2 (B) / 3 (C) of the grinding line, and operative batch / batch
  • Milling line assigned stored includes. The rule and
  • Control device 4 comprises a storage device 43 for storing historical operational process recipes 431 with historical batch / batch process parameters 431, 1431 x, wherein the historical batch / batch process parameters 431, 1431 x of a process recipe 431 each contain a process-typical, multi-dimensional batch process.
  • pattern recognition of the pattern recognition module 42 results in one or more of the
  • the pattern recognition module 42 may comprise a machine-based neural network structure. The identification and recognition of the patterns then takes place e.g. as part of the network training. A training based on a neural network may e.g. based only on historical pattern 432. The regulation of the control parameters 41 1 of
  • Mill system 1 may be based on the updated neural network structure and In particular, at least one predefinable target size aligned optimization done.
  • the control device 4 based on the triggered next lying batch / batch process parameter ⁇ ers 432i, new batch / batch process parameter patterns with new batch / batch process parameters 41 1 1.41 Ix generated for the entered new operative process recipe 41 1, wherein the processing units 2 (B) / 3 (C) based on the generated operational process recipes with the associated batch / batch process parameters by means of the control and control device 4 are controlled and controlled accordingly.
  • the operational process parameters are determined by means of the rule and process
  • Control device 4 continuously monitored, wherein in the detection of an anomaly as a defined deviation of the monitored operational process parameters
  • the batch / batch process parameters may e.g. comprise at least the streams of one or more roll mills 2 (B) / 3 (C) of the mill 1.
  • the one or more roller mills may e.g. at least corrugating rolls (B passage) and / or smooth rolls (C passage).
  • the batch / batch process parameters may e.g. comprise at least the streams of all roll mills 2 (B) / 3 (C) of the mill 1.
  • Batch / batch processes in the standard range can e.g. defined quality parameters
  • the defined quality parameters 61 may be e.g. at least particle size distribution 61 1 and / or starch damage 612 and / or protein quality 613 and / or
  • Water content 614 include.
  • Ix can e.g. at least yield 62 and / or energy intake / dissipation and / or throughput / engine runtime.
  • Milling process can e.g. in the detection of anomaly, continuous long-term changes in the monitored batch / batch process parameters are detected by the control and regulatory device, wherein the defined
  • Deviation of the monitored operational process parameters from the generated operational process parameters of the new operative process recipe is determined as a function of the measured continuous long-term changes.
  • the monitored batch / batch process parameters may be of a variety of types
  • control and control devices 4 are transmitted via a network to a central monitoring unit, the plurality of control devices 4 are monitored and controlled centrally.
  • the invention has the advantage of being able to respond to a technically novel problem of identifying long-term trends in production, automated detection of abnormalities, automated 24/7 (remote) monitoring and recognition of production parameters for (i) yield, (ii) energy, and (iii) throughput / machine runtime, etc. allowed.
  • the flows of all the roll mills 2 (B) / 3 (C) may be considered, e.g. divided into B Passage and C Passage.
  • B Passage For each recipe, there is a typical pattern 421 that can be found in
  • the quality 6/61 of the end product 6 is determined ⁇ (particle size distribution 61 1,
  • a change of pattern 421 of the streams is automatically detected by system 4 as an anomaly and a warning message is generated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Produktverarbeitungsanlage und entsprechendes Verfahren für die Vermahlung und/oder Schrotung von Körnerfrüchten o.ä., insbesondere ein intelligentes, selbst-adaptives Regel- und Steuerungsverfahren und einsprechende Regel- und Steuerungsvorrichtung zur selbst-optimierten Steuerung einer Mühlenanlage und einer Vermahlungslinie eines Walzensystems der Mühlenanlage. Die Vermahlungslinie umfasst eine Mehrzahl von Verarbeitungseinheiten, welche basierend auf operativen Prozessparametern jeweils einzeln mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung ansteuerbar und im ihrem Betrieb einzeln regelbar sind. Mittels einem operativen Prozessrezept ist eine Batch-/Chargen-Steuerung mit einer definierten Verarbeitungsfolge in den Verarbeitungseinheiten regelbar, wobei mittels dem operativen Prozessrezept aus einem oder mehreren Eingangsstoffen eine definierte Menge eines Endproduktes erzeugbar ist. Die Verarbeitungseinheiten werden basierend auf spezifisch, dem operativen Prozessrezept zugeordneten operativen Batch-/Chargen-Prozessparametern gesteuert.

Description

Intelligente, selbst-adaptive Steuerungsvorrichtung zur automatisierten Optimierung und Steuerung der Vermahlungslinie eines Walzensystems und entsprechendes Verfahren
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betriff† eine intelligente, selbsf-adapfive Regel und Sfeuerungsvorrichfungen zur automatisierten Regelung und Steuerung von Mahl- und Walzsystemen, insbesondere Mühlenanlagen mit einem Walzenstuhl, aber auch Mühlensysteme und Mahlanalagen im Allgemeinen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Regelungsvorrichtungen für Getreidemühlen und andere Anlagen zur Verarbeitung und Zerkleinern von Getreide, insbesondere Anlagen zum Zerkleinern, Transportieren, Fraktionieren und Konditionieren von Getreide sowie auf Regel- und Steuerverfahren und Regelvorrichtungen zum selbst-optimierten Steuern und
Überwachen solchen Anlage. Mögliche Anwendungen der erfindungsgemässen Vorrichtung betreffen zudem Mahl- und Walzsystemen mit real-time oder quasi-real- time Messung und Überwachung von Betriebsparametern, wie Walzentemperatur, Walzenspal†, Walzendrehzahl, Walzenpresskraft und/oder Energieaufnahme eines oder verschiedener Walzenantriebe, und/oder mit real-time oder quasi-real-time Messungen von Inhaltsstoffen oder Qualitätsparametern während der Produktaufbereitung und - Verarbeitung in den Getreidemühlenanlagen zum Zweck der Prozessüberwachung (Messen, Monitoring) sowie Steuerung und/oder Regelung der Anlagen bzw. Prozesse, wie z.B. Messgrössen wie Wassergehalt, Proteingehalt, Stärkebeschädigung,
Aschegehalt (Mineralstoffe) von Mehlen (oder Mahlzwischenprodukten),
Reststärkegehalt, Mahlfeinheit etc. Die Erfindung bezieht sich jedoch wie erwähnt auch ganz allgemein auf Mühlensysteme, beispielsweise Kugelmühlen (ball mill) oder sogenannte Semi-Autogenously Grinding Mühlen (SAG), die zum Zermahlen von grob körnigen Materialien, wie z.B. Erzen oder Zement usw., bestimmt sind. Auch bei solchen Mühlen wird der Durchsatz und die Produktequalitätsparameter mittels Einstellens verschiedener stell- oder Führungsgrößen, wie z.B. Rotationsgeschwindigkeit der Mühlentrommel, Energieaufnahme der Mühlentrommel, Zufuhr des (grob-) körnigen Ausgangsmaterials/Eingangsstoffe, Wasserzufuhr bei Erzmühlen und/oder
Austragsgeschwindigkeit des am Ausgang vorliegenden gemahlenen Materials, gesteuert. Auch bei diesen Mühlen ist die Korngrößenverteilung des zermahlenden Materials ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Sie kann insbesondere die Ausbeute der dem Mühlensystem nachgeschalteten weiteren Komponenten, wie z.B. der Flotation, beeinflussen. Es wird ein möglichst hoher Durchsatz bei hoher Produktqualitä† und bei niedrigem Energieverbrauch und Materialbedarf, d.h. Kosten, angesfrebf.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit in bevorzugter Anwendung Walzsysfemen, Produktverarbeifungsanlagen und Mahlanlagen enthaltend Walzen oder Walzenpaarung, sowie entsprechende Verfahren zum optimierten Betreiben derartiger Mahl- und Walzsysfemen bzw. Produktverarbeifungsanlagen. Die genannten Anlagen betreffen insbesondere komplette Anlagen für (i) die Gefreidemüllerei, (ii) Mehlaufbereifung für industrielle Bäckereien, (iii) Anlagen für die Spezialmüllerei, (iv) Produktionsanlagen zur Herstellung von hochwertigem Fuffer für Nutz- und Haustiere, (v) Spezialanlagen zur Herstellung von Fuffer für Fische und Krusfentiere, (vi) Premix- und Konzentrafenanlagen zur Herstellung von Wirksfoffmischungen, (vii) Ölgewinnung aus Ölsaafen, (viii) Behandlung von Extra ktionsschrofen und White Flakes, (ix)
Hochleisfungsanlagen zur Verarbeitung von Biomasse und Herstellung von
Energiepellefs, (x) Anlagen für die Ethanol-Hersfellung, (xi) Komplette
Reisprozessanlagen, (xii) Sortieranlagen für Lebensmittel, Saatgut und Kunststoffe, (xiii) Getreide- und Sojahandling, (xiv) Anlagen für das Entladen und Beladen von Schiffen, LKW und Bahn über die Lagerung bis zum Ausfrag von Getreide, Ölsaafen und
Derivaten, (xv) Siloausrüsfungen für vertikale Stahl- und Befonsilos sowie Flachlager, (xvi) Mechanische und pneumatische Schiffsentlader und Schiffsbeiader, (xvii)
Förderkomponenten, (xviii) industrielle Mälzerei- und Schroferei-Anlagen, (xix)
Maschinen und Anlagen zur Verarbeitung von Kakaobohnen, Nüssen und
Kaffeebohnen, (xx) Maschinen und Anlagen zur Herstellung von Schokolade sowie Füll- und Überzugsmassen, (xxi) Maschinen und Anlagen zur Einformung von
Schokoladeartikeln, (xxii) Gesamtkonzepfe für Produktionslinien zur Herstellung von Langwaren, Kurzwaren, Nidi, Lasagne, Couscous und Spezialifäfen-Teigwaren, (xxiii) Systeme und Anlagen zum Extrudieren (Kochen und Formen) von Frühstücks-Cerealien, Food- und Feed-Ingredients, Peffood, Aquafeed und Pharmaprodukten, (xxiv) Anlagen zur Herstellung von Farben, Lacken und Dispersionen, (xxv) Planung von
Nassmahltechnik-Gesamtlösungen und Fertigung von Maschinen und Prozess- Ausrüstungen zur Her-sfellung von Druckfarben, Coatings und Partikeldispersionen für die Kosmetik-, Elektronik- und Chemische Industrie, (xxvi) Wärmebehandlung von Polymeren (PET), (xxvii) Anlagen für die Herstellung von Flaschen-PET, (xxviii) SSP und Kondifionierungsanlagen für die Behandlung von PET und anderen Kunststoffen, (xxix) Anlagen für bo††le-†o-bo††le Recycling, (xxx) Herstellung von gebrauchsfertige
Nanoparfikel-Dispersionen, (xxxi) Schlüsselfertige Verarbeifungsprozesse für Nanoparfikel in der Flüssigphase, (xxxii) Indusfrielösungen für Trocknung und weitere thermische Prozesse, (xxxii) Isolation und Charakterisierung von Aleuron aus Weizenkleie,
Reisfortifizierung etc.
Hintergrund der Erfindung Die Müllerei, insbesondere die Getreidemüllerei, wird auch als eine Kunst bezeichnet. Anders als in anderen Gebieten der Industrie, in welchen der Einfluss der verschiedenen Faktoren meist gut bekannt ist, die die Dynamik eines Prozesses bestimmen, und in welchen sich die relevanten Prozesse deshalb durch entsprechende Gleichungen und Formeln einfach parametrisieren lassen bzw. die beteiligten
Apparaturen und Vorrichtung einfach entsprechend ansteuern und regeln lassen, ist die Anzahl der relevanten Faktoren, die Mahlqualität und gleicherweise die Ausbeute des verarbeiteten Endproduktes beeinflussen, in der Müllerei ausserordentlich hoch. Es bedarf deshalb oft, dass ein Müller, als Human Expert, nach der Analyse des Ausgangs- /Rohmaterials die gesamte Mahl- oder Mühlenanlage manuell anpassen und einstellen muss basierend auf seiner Intuition und Knowhow, um best-mögliche Resultate zu erhalten im Sinne der erwarteten Qualität und Ausbeute des Endproduktes (z.B. Ash Content, Yield, Baking Quality etc.). Das alles zudem unter Minimierung der Kosten, d.h. insbesondere der Energieeffizienz. Ebenfalls zu berücksichtigen ist, dass die
Mahleigenschaften des Ausgangsmaterials, z.B. des gewählten Weizens oder Getreides, fundamental sind für den Mahlprozess. Da die Mahlanlage typischerweise vom
Obermüller geregelt werden muss, hat der Obermüller auch entscheidenden Einfluss auf und Kontrolle bei den Charakteristiken des produzierten Mehls. Das beginnt bei der Wahl der Weizenklasse, was sich sowohl auf die Marktklasse als auch auf den
Produktionsortes oder -region des Weizens beziehen kann, um bestimmte Kornattribute, wie z.B. ein bestimmter Proteinbereich, zu beeinflussen. Der Müller kontrolliert auch die Weizenzusammensetzung (wheat blend/grists), welches in die Mahlanlage gegeben wird. Der Müller kann ebenfalls den Mahlfluss (mill flow), Walzendrehzahl (roll speed), Geschwindigkeitsunterschiede (speed differentials), Verteilung der geriffelten Walzen (fluted rolls) z.B. sharp-to-sharp, und Walzendruck bei Glattwalzen (smoofh rolls). Weitere Regelmöglichkeifen ha† der Müller in Kombination mit dem Sieben und dem Reinigen und schliesslich in der Mahlstromauswahl zum Vermengen des produzierten Endmehls. All diese Parameter und Regelmöglichkeiten werden vom Müller benutzt, um konsistent ein Mehl mit einer bestimmten Qualität zu erzeugen.
Wie das diskutierte Beispiel zeig†, bedürfen besonders Mahlwalzen, wie sie beispielsweise in der Getreidemüllerei verwende† werden, einer ständigen
Überwachung. Abgesehen von der Optimierung der Produktion und der
Charakteristiken des Endproduktes, kann es beispielsweise auch passieren, dass ein sogenannter Trockenlauf, Aufschaukeln in der Regelsteuerung oder andere operative Anomalien auftreten. Dauert ein anormaler Zustand zu lange an, so kann z.B. die Temperatur der Mahlwalze in einen kritischen Bereich steigen und möglicherweise einen Brand oder Schäden an den Walzen verursachen. Operative Anomalien können den optimalen Betrieb der Anlage aber auch anders beeinflussen, insbesondere die Qualität, Ausbeute oder Energieverbrauch. Obwohl Mahlanlagen in vielen Bereich mindestens teilweise automatisierte sind, können derzeitige Systeme betreffend die automatische Steuerung und optimierten Betriebs nur schwer automatisiert werden. Im Stand der Technik werden Mühlensysteme deshalb oft noch manuell vom
Bedienpersonal nach dessen empirischen Erfahrungswerten eingestellt. Automatisierte Steuerung oder Reglung des Betriebs beschränkt sich dabei häufig auf die
Signalübertragung und Übertragung der Steuerbefehle, z.B. mittels SPS-Steuerung und angeschlossenem Inputvorrichtungen mit graphischem User Interface (GUI). SPS bezeichne† dabei eine speicherprogrammierbare Steuerung (auch: Programmable Logic Controller (PLC)), welche als Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung einer Maschine oder Anlage eingesetzt und auf digitaler Basis programmiert werden kann. Ändert sich die Qualität des zugeführten Materials, vergeht typischerweise eine bestimmte Zeit, bis wieder ein hoher Durchsatz bei guter Produktqualitä† erreicht werden kann. Oft steht dem Operator ausserdem auch nur eine indirekte
Qualitätskontrolle, die sich beispielsweise anhand eines Ausbeuterückgangs in einer der nachgeschalteten Komponenten ergib†, zur Verfügung. Dies erschwert zusätzlich eine gute Einstellung des Mühlensystems oder etwa das rechtzeitige Eingreifen beim
Auftreten von Anomalien im Mahlprozess. Besteht in der Regelung und Steuerung eines Mahlwalzensystems aus einer Bedienungsperson (Obermüller) ist jedoch eine vollständige Beherrschung des gesamten Produktionsablaufes unbedingt erforderlich, um eine solche Steuerung "von Hand" überhaupt durchführen zu können. Das Ergebnis der Steuerung ist dabei wesentlich abhängig von dem jeweiligen fachlichen Können und der Erfahrung der Bedienungsperson, d.h. den betreuenden Obermüller. Wird weniger qualifiziertes Personal für die Bedienung eingesetzt, z. B. während spezieller Zeiten (Ferien, Nachtarbeit usw.), so kann sich unter Umständen eine
Ergebnisschmälerung für die Mühle einsfeilen, etwa durch eine geringere Ausbeute an hellen Mehlen o.ä. Versuche, den Obermüller, durch prozessor-gesfüfzte
Regelvorrichtungen zu ersetzen, dass sich das komplexe Wissen und Erfahrung des Obermüllers nicht einfach über regelgesfeuerte Vorrichtungen automatisierten lies, insbesondere nicht durch selbständig, autark funktionierende Regeleinrichtungen, die ohne regelmässige Roufineeingriffe des Menschen auskommen.
Was die Mahl- und Verkleinerungssysfeme betrifft, sind im Stand der Technik unterschiedliche Mahl- und Verkleinerungssysfeme bekannt. Bei Getreide und
Getreidemühlen ist der Walzensfuhl bei weitem die wichtigste Vermahlungsvorrichtung. Ob Mais, Weichweizen, Hartweizen, Roggen, Gerste oder Malz zu verarbeiten sind, meist biete† der Walzenstuhl die idealste Verarbeitung aller Getreidesorten. Der in einer Getreidemühle eingesetzte Prozess ist eine Stufenzerkleinerung. Der Mehlkern
(Endosperm) wird schrittweise zerkleinert, indem er mehrere geriffelte oder glatte Stahlwalzenpaare passiert. Er wird in Sichtern durch Siebe von der Kleie und dem Keimling getrennt. Bei Walzenpaaren eines Walzenstuhls rotiert typischerweise eine Walze schneller als die andere. Durch die gegenläufige Rotation der beiden Walzen wird das Gut in den Walzenspal† hineingezogen. Form, Tiefe und Drall der Riffelung bestimmen zusammen mit dem Drehzahldifferential die Intensität des Vermahlens in jedem Schritt. Ebenfalls bekannt sind Schlagmühlen. Schlagmühlen eignen sich z.B. für das Vermahlen verschiedenster Produkte in Getreidemühlen (Getreide und
Nebenprodukte der Vermahlung), Futtermittelwerken (Futtermittel, Hülsenfrüchte), Brauereien (Feinschrotherstellung für die Maischefiltration), Ölmühlen (Extraktionsschrote und geschrotete Ölkuchen) oder sogar Teigwarenfabriken (Teigwarenabfälle) . Das Produkt wird der Schlagmühle oder Hammermühle aus einem Vorbehälter zugeführt und durch den Schlägerrotor erfass†. Die Teilchen werden so lange zerkleinert, bis sie die Öffnungen eines den Rotor umgebenden Siebmantels passieren können. Schliesslich sind auch Flockieranlagen bekannt, bei welchen das Flockierwalzwerk zusammen mit dem entsprechenden Dämpfapparat das Herzstück bilde†. Im vorgeschalteten Dämpfappara† wird das Flockiergu† hydrothermisch behandelt, bevor es in das Flockierwalzwerk gelangt. Die Anlage eignet sich für die Verarbeitung von Graupen (ganze, gereinigte und geschälte Haferkerne) sowie Grütze (geschnittene Haferkerne), Mais, Weichweizen, Gerste, Buchweizen und Reis. Anzumerken ist, dass sich auf Grund der spezifischen Probleme und Anforderungen in der Herstellung von Mehl und Griess aus Getreide und ähnlichen Produkten eine selbständige Gattung von Walzwerken, der sogenannte Müllerei-Walzenstuhl entwickelt hat, der im Unterschied etwa zur
Mahltechnik von Gesteinen, der Herstellung von Flocken aus pflanzlichen Rohstoffen usw. eine ganz eigenartige Mahltechnik beinhalte†. Unbesehen der spezifischen Eigenschaften der Getreidemühlen, ist bei allen der diskutierten Vermahlungssysteme des Standes der Technik bekannt (siehe z.B. DE-OS 27 30 166), dass es immer wieder Störeinflüsse gib† und geben kann, die idealisiert Vermahlungsbedingungen nicht zulassen. Zu diesen Störeinflüssen zählen unter anderem ungleichmäßige Walzentemperaturen, Veränderung der Federcharakteristik eines Walzenpaares, Veränderung des Mahlspaltes oder Mahldruckes etc. Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Steuer- und Regeleinrichtung zur stabilen, adaptiven Steuerung und Regelung von den beschriebenen Vermahlungssystemen zur Vermahlung von Getreide und zur Beeinflussung von Prozesselementen (Mahlgut und Anlageelemente) und diesen zuordenbaren operativen Prozessparametern der Getreidemühlenanlagen unter rechtzeitiger Erkennung von Störeinflüssen oder anderen operativen Anomalien. Bekannt ist, dass die Bereitstellung und Automatisierung derartiger Steuer- und Regelsystemen komplex ist, da eine Vielzahl von mindestens teilweise gegenseitig abhängigen, d.h. korrelierten, Parameter berücksichtigt werden müssen (z.B. EP0013023B1 , DE2730166A1 ). So wird der Betrieb der
Vermahlungsvorrichtungen durch eine Vielzahl von Parametern beeinfluss†, wie z.B. durch die Auswahl der Gefreideart oder der Getreidemischung und des
Anbaugebietes, der Erntezeit, der gewünschten Qualitätskriterien, des spezifischen Gewichtes und/oder der Feuchtigkeit der einzelnen Getreidesorten bzw. der
Getreidemischungsanteile, der Lufttemperatur, der relativen Luftfeuchtigkeit, der technischen Daten der in der Mühlenanlage verwendeten Anlageelemente und/oder der gewünschten Mehlqualifä† als vorgegebene Prozessgrössen und der Auswahl des Abstandes, des Mahldruckes, der Temperatur und/oder der Leistungsaufnahme der Motoren der Mahlwalzen, der Durchflussmenge und/oder der erzielten Feuchtigkeit des Mahlgutes und/oder der Qualität des Mehles bezüglich der Mischungsanteile, welche ausreichend differenzierte Steuerung des Vermahlungsprozesses in den
Gefreidemühlenanlagen erschwer†. Häufig genüg† es schon, dass einige wenige dieser Prozessgrössen und operativen Prozessparamefer ausserhalb ihrer Toleranz rutschen, um den Betrieb der Mühle massiv zu beeinflussen. Dieser Komplexität des Prozesses ist es zu verdanken, dass trotz allen Bemühungen einer Automatisierung der Anlangen, der Obermüller immer noch aktuell ist, da er, als„human expert“, darüber entscheiden muss, ob eine Änderung der den Eingangssignalgrössen jeweils zugeordneten
Steuersignale wünschenswert erscheint oder nicht. Der Obermüller wird dabei stets die Zielgrössen berücksichtigen. Hat er eine optimale Zuordnung zwischen den genannten Eingangssignalgrössen und den Steuersignalgrössen gefunden, so wird diese Zuordnung typischerweise durch entsprechende Speicherbelegung und -adressierung innerhalb der Getreidemühlenanlage gewährleistet.
Zusammenfassung der Erfindung Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der
Technik bekannten Nachteile und technischen Probleme zu lösen. Insbesondere soll eine intelligente, selbst-adaptive Steuerungs-/Regelvorrichtung zur automatisierten Optimierung und Steuerung der Vermahlungslinie eines Walzensystems bereitgestellt werden, mit dem die Vermahlung und/oder Schrotung optimiert und automatisiert durchgeführt werden kann, und welches die Betriebssicherheit einer Mühle erhöht und gleichzeitig den Betrieb optimiert bzw. automatisch auf auftretende Anomalien reagiert. Die Steuerungs-/Regelvorrichtung soll dabei in der Lage sein, langfrist-Trends in der Produktion zu Identifizieren und Auffälligkeiten im Betrieb zu erkennen. Sie soll eine einfache automatisierte Überwachung und Erkennung kritischer Produktionsparameter, insbesondere Ausbeute, Energie und Durchsatz/Maschinenlaufzeit ermöglichen, sowie eine automatisierte Anpassung des Betriebs unter Optimierung der relevanten
Parameter bzw. eine automatisierte Anpassung des Betriebs bei Auffälligkeiten oder Anomalien erlauben. Schliesslich soll das Verfahren beim initialen Einstellen ein schnelles, automatisiertes und stabiles Einstellen eines Mühlensystems erlauben. Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele insbesondere durch die Elemente des kennzeichnenden Teils der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen ausserdem aus den abhängigen Ansprüchen, den Zeichnungen und der Beschreibung hervor.
Insbesondere werden diese Ziele durch die Erfindung für ein intelligentes, selbst-adaptives Regel- und Steuerungsvorrichtung und/oder -apparafus zur selbsf- optimierten Steuerung einer Mühlenanlage und/oder einer Vermahlungslinie eines Walzensysfems der Mühlenanlage dadurch erreicht, dass die Vermahlungslinie eine Mehrzahl von Verarbeifungseinheifen, wie z.B. Griffel- und/oder Glattwalzen und/oder Siebe etc., umfass†, welche basierend auf operativen Prozessparametern jeweils einzeln mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung ansteuerbar und im ihrem Betrieb einzeln regelbar sind, wobei mittels einem operativen Prozessrezep† eine Batch-/Chargen- Steuerung mit einer definierten Verarbeitungsfolge in den Verarbeitungseinheiten regelbar ist, wobei mittels dem operativen Prozessrezep† aus einem oder mehreren Ausgangsstoffen eine definierte Menge eines Endproduktes erzeugbar ist, und wobei die Verarbeitungseinheiten basierend auf spezifisch, dem operativen Prozessrezep† zugeordneten operativen Ba†ch-/Chargen-Prozessparame†ern gesteuert werden. Die Regel- und Steuerungsvorrichtung umfass† ein Pattern-Recognition-Module zum
Erkennen von operativen Prozessrezepten mit multi-dimensionalen Ba†ch-/Chargen- Prozessparame†er-Pa††ern, wobei ein operatives Prozessrezep† mindestens ein oder mehrere Ausgangsstoffe, eine definierte Abfolge eines Vermahlungsprozesses innerhalb der Verarbeitungseinheiten der Vermahlungslinie, und operative Ba†ch-/Chargen- Prozessparameter zu den jeweiligen Verarbeitungseinheiten der Vermahlungslinie zugeordne† abgespeichert umfass†. Die Regel- und Steuerungsvorrichtung umfass† eine Speichervorrichtung zum Speichern historischer operativen Prozessrezepten mit historischen Ba†ch-/Chargen-Prozessparame†er, wobei die historischen Batch- /Chargen-Prozessparameter eines Prozessrezeptes jeweils ein prozess-typisches, multi dimensionales Ba†ch-/Chargen-Prozessparame†er-Pa††ern eines optimierten Batch- /Chargen-Prozesses im Normbereich definieren. Bei Eingabe eines neuen operativen Prozessrezeptes werden mittels Pattern-Recognition des Pattern-Recognition-Modules eines oder mehrere der abgespeicherten historischen operativen Prozessrezepten basierend auf den zugeordneten multi-dimensionalen Ba†ch-/Chargen-
Prozessparame†er-Pa††ern als nächstliegende Ba†ch-/Chargen-Prozessparame†er- Pattern getriggert und/oder selektiert. Mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung werden basierend auf den getriggerten nächstliegende Ba†ch-/Chargen- Prozessparame†er-Pa††ern neue Ba†ch-/Chargen-Prozessparame†er-Pa††ern mit neuen Ba†ch-/Chargen-Prozessparame†er für das eingegebene neue operative Prozessrezep† generier†, wobei die Verarbeifungseinheifen basierend auf den generierten operativen Prozessrezepten mit den zugeordneten Batch-/Chargen-Prozessparameter mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung entsprechend angesteuert und geregelt werden. Während des Vermahlungsprozesses des neuen operativen Prozessrezeptes sind die operativen Prozessparameter mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung
kontinuierlich überwachbar, wobei bei der Detektion einer Anomalie als definierte Abweichung der überwachten operativen Prozessparameter vom den bestimmten operativen Prozessparametern des neuen operativen Prozessrezeptes ein Warnsignal auf eine Alarmeinheit übertragen wird. Die Batch-/Chargen-Prozessparameter können z.B. mindestens Messparameter betreffend der Ströme und/oder Leistungsaufnahme eines oder mehrerer Walzenstühle der Mühlenanlage umfassen. Die ein oder mehreren Walzenstühle können z.B. mindestens Riffelwalzen (B Passage) und/oder Glattwalzen (C Passage) umfassen. Die Batch-/Chargen-Prozessparameter können insbesondere z.B. mindestens Messparameter betreffend der Ströme und/oder Leistungsaufnahme aller Walzenstühle der Mühlenanlage umfasst. Die Erfindung hat unter anderem den Vorteil, dass eine technisch neuartige, intelligente, selbst-adaptive Steuerungs- /Regelvorrichtung zur automatisierten Optimierung und Steuerung der Vermahlungslinie eines Walzensystems bereitgestellt werden kann, mit dem die Vermahlung und/oder Schrotung optimiert und vollständig automatisiert durchgeführt werden kann, und welches die Betriebssicherheit einer Mühle erhöht und gleichzeitig den Betrieb optimiert bzw. automatisch auf auftretende Anomalien reagiert. Die erfinderische Steuerungs- /Regelvorrichtung ist dabei in der Lage, langfrist-Trends in der Produktion zu
Identifizieren und Auffälligkeiten im Betrieb zu erkennen. Sie erlaubt eine neuartige, einfache und automatisierte Überwachung und Erkennung kritischer
Produktionsparameter, insbesondere Ausbeute, Energie und
Durchsatz/Maschinenlaufzeit, und ermöglicht eine automatisierte Anpassung des Betriebs während des Betriebs zur Optimierung dieser Parameter bzw. eine
automatisierte Anpassung des Betriebs bei detektierten Auffälligkeiten oder Anomalien während des Betriebs. Wird das erfinderische System und Verfahren schliesslich beim initialen Einstellen angewendet, erlaubt es das eine schnelle und stabile Einstellung eines Mühlensystems basierend auf historischen, optimierten Parametersets.
In einer Ausführungsvariante sind mittels der prozess-typischen Batch- /Chargen-Prozessparameter eines optimierten Batch-/Chargen-Prozesses im Normbereich definierte Qualiföfsparamefer des Endproduktes und spezifische
Mehlausbeute in Abhängigkeit vom den Ausgangsprodukten bestimmbar sind. Die definierten Qualitätsparameter können z.B. mindestens Partikelgrössenverteilung und/oder Stärkebeschädigung und/oder Proteinqualität und/oder Wassergehalt umfassen. Die überwachten Batch-/Chargen-Prozessparameter können z.B. mindestens Ausbeute und/oder Energieaufnahme/-verbrach und/oder
Durchsatz/Maschinenlaufzeit umfassen.
In einer weiteren Ausführungsvariante werden während des
Vermahlungsprozesses bei der Detektion von Anomalie kontinuierliche Langzeit- Veränderungen bei den überwachten Batch-/Chargen-Prozessparametern von der Regel- und Steuerungsvorrichtung erfasst, wobei die definierte Abweichung der überwachten operativen Prozessparametern vom den generierten operativen
Prozessparametern des neuen operativen Prozessrezeptes in Abhängigkeit der gemessenen kontinuierlichen Langzeit-Veränderungen bestimmt wird. In einer anderen Ausführungsvariante werden die überwachten Batch-
/Chargen-Prozessparametern von einer Vielzahl von Regel- und
Steuerungsvorrichtungen über ein Netzwerk an eine zentrale Überwachungseinheit übermittelt, wobei die Vielzahl von Regel- und Steuerungsvorrichtungen zentral überwacht und geregelt werden. In einer wieder anderen Ausführungsvariante wird die definierte
Abweichung der überwachten operativen Prozessparametern vom den generierten operativen Prozessparametern des neuen operativen Prozessrezeptes in Abhängigkeit der natürlichen Schwankungen innerhalb definierbarer j2-Standardabweichungen bestimmt wird. An dieser Stelle soll festgehalten werden, dass sich die vorliegende
Erfindung neben der erfindungsgemässen Vorrichtung und Apparatus auch auf ein Verfahren zur Realisierung der erfindungsgemässen Vorrichtung bezieht.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung Nachfolgend werden Ausführungsvarianfen der vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen beschrieben. Die Beispiele der Ausführungen werden durch folgende beigelegfen Figuren illustrier†:
Figur 1 illustrier† schemafisch eine Darstellung einer erfindungsgemässen Ausführungsvarianfe, bei welcher die Ströme von allen Walzensfühlen (B(2:
21.23)/C(3: 31.33)) befrachte† werden, unterteil† in B Passage (hier: Riffelwalzen
21.23) und C Passage (hier: Glattwalzen 31.33). Für jedes Rezept und
Vorrich†ungseins†ellung/-charak†eris†iken ergibt sich ein typisches Pattern, das in Abhängigkeit vom Rohmaterial und den vorhergehenden Prozessschritten die Qualität 61 des Endproduktes bestimmt (wie z.B. Partikelgrössenverteilung 61 1 ,
Stärkebeschädigung 612, Proteinqualität 613, Wassergehalt 614) sowie die spezifische Mehlausbeute 62. Das typische Pattern kann auch durch eine spezifische, typisches Farbe dargestellt werden. Eine Veränderung des Patterns oder des Farbmusters der Ströme wird als Anomalie detektiert und ein entsprechendes elektronisches Signal zur Erzeugung einer Warnmeldung oder der Aktivierung weiterer Vorrichtungen oder Apparati erzeugt.
Figur 2 illustriert schematisch eine Darstellung eines typischen Patterns (Muster) des Stroms eines Walzwerkes (roller mill), d.h. einer typischen Signatur eines Rezeptes. Der Mittelwert des Stroms für ungefähr 6 Monate Betrieb für die 4 produzierten Rezepte.
Figur 3 zeigt schematisch eine Darstellung eines ähnlichen Musters für die Fluktuationen. Die Standard-Abweichung des Stroms für die gleiche Periode und die gleichen Rezepte.
Die Figuren 4 und 5 zeigen schematisch eine Darstellung von lang-zeit Trends der Signaturen. Die Pattern verändern sich über die Zeit wegen Abnutzung, saisonal oder anders bedingte Faktoren. Fig. 4/5 zeigen die Fluktuationen in den Monaten März (Fig. 4) und Juni (Fig. 5) .
Figur 6/7 zeigen schematisch eine Darstellung von Ausreissern
(Outliners/Batches) mit anormalem Verhalten, wobei solch anormales Verhalten basierend auf ihrer unterschiedlichen Signatur detektiert werden kann. Gute/Normale Batches können von einer selbst-lernenden/maschinen-lernenden Einheit oder
Operatoren als„gut“ gekennzeichnet werden, so dass die Definition des als„normal“ zu erwartenden Verhaltens dynamisch wird und lang-zeit Trends berücksichtig† werden können.
Figur 8-1 1 zeigen schematisch weitere Darstellungen der Detektion von Auffälligkeiten in Abhängigkeit von Prozessgrössen (Fig. 8-9), sowie deren Prozessanalytik (Fig. 10) und Rezeptübersich† (Fig. 1 1 ).
Unter "Produkt" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Schüttgut oder eine Masse verstanden. Unter "Schüttgut" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein pulver-, granulat- oder pelletförmiges Produkt verstanden, welches bei der Schüttgut verarbeitenden Industrie, d. h. bei der Verarbeitung von Getreide,
Getreidevermahlungsprodukten und Getreideendprodukten der Müllerei (insbesondere Vermahlen von Weichweizen, Durum, Roggen, Mais und/oder Gerste) oder
Spezialmüllerei (insbesondere Schalen und/oder Vermahlen von Soja, Buchweizen, Gerste, Dinkel, Plirse/Sorghum, Pseudocerealien und/oder Flülsenfruchten), der
Plerstellung von Futter für Nutz- und Flaustiere, Fische und Krustentiere, der Verarbeitung von Ölsaaten, der Verarbeitung von Biomasse und Plerstellung von Energiepellets, industriellen Mälzerei und Schroterei-Anlagen; der Verarbeitung von Kakaobohnen, Nüssen und Kaffeebohnen, der Plerstellung von Düngemitteln, in der Pharmaindustrie oder in der Feststoffchemie Einsatz findet. Unter "Masse" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Lebensmittelmasse, wie etwa eine Schokoladenmasse oder eine Zuckermasse, oder eine Druckfarbe, eine Beschichtung, ein Elektronikmaterial oder eine Chemikalie, insbesondere eine Feinchemikalie verstanden. Unter "Verarbeitung eines Produktes" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung Folgendes verstanden: (i) das Mahlen, Zerkleinern und/oder Flockieren von Schüttgut, insbesondere Getreide, Getreidevermahlungsprodukten und Getreideendprodukten der Müllerei oder
Spezialmüllerei wie oben ausgeführ†, wofür als Walzenpaarungen beispielsweise die weiter unten noch detaillierter beschriebenen Paarungen von Mahlwalzen oder Flockierwalzen eingesetzt werden können; (ii) die Verfeinerung von Massen,
insbesondere von Lebensmittelmassen wie etwa Schokoladenmassen oder
Zuckermassen, wofür beispielsweise Paarungen von Feinwalzen eingesetzt werden können; und (iii) das Nassmahlen und/oder Dispergieren, insbesondere von Druckfarben, Beschichtungen, Elekfronikmaferialien oder Chemikalien, insbesondere Feinchemikalien.
Mahlwalzen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind dafür ausgelegf, körniges Mahlgut zu vermahlen, welches üblicherweise zwischen einer
Mahlwalzenpaarung von zwei Mahlwalzen geführt wird. Mahlwalzen, insbesondere die Mahlwalzen der erfindungsgemässen Mahlwalzenpaarungen, verfugen üblicherweise über eine im Wesentlichen unelastische Oberfläche (insbesondere an ihrer
Umfangsfläche), die zu diesem Zweck beispielsweise Metall enthalten kann oder daraus bestehen kann, wie etwa Stahl, insbesondere Edelstahl. Zwischen den Mahlwalzen der Mahlwalzenpaarung besteht üblicherweise ein relativ fester und häufig hydraulisch geregelter Mahlspal†. In vielen Mahlanlagen wird das Mahlgut im Wesentlichen vertikal abwärts durch einen solchen Mahlspal† geführt. Zudem wird das Mahlgut in vielen Mahlanlagen den Mahlwalzen einer Mahlwalzenpaarung mittels seiner Schwerkraft zugeführt, wobei diese Zuführung optional pneumatisch unterstützt werden kann. Das Mahlgut ist üblicherweise körnig und bewegt sich als Fluidstrom durch den Mahlspal†. Durch diese Eigenschaften unterscheiden sich eine Mahlwalze und eine mindestens eine solche Mahlwalze enthaltende Mahlanlage beispielsweise von anderen in der Technik verwendeten Walzen, welche z.B. zum Transport von Papier verwendet werden.
Mindestens eine Walze, insbesondere zwei Walzen einer
Mahlwalzenpaarung, einer Vermahlungsanlage können beispielsweise als Glattwalze oder als Riffelwalze oder als Walzengrundkörper mit aufgeschraubten Platten ausgebildet sein. Glattwalzen können zylindrisch oder bombiert sein. Riffelwalzen können verschiedene Riffelgeometrien, wie z.B. dachförmigen oder trapezförmigen Riffelgeometrien, aufweisen und/oder an der Umfangsfläche aufgesetzte Segmente aufweisen. Mindestens eine Walze, insbesondere beide Walzen der
Mahlwalzenpaarung, insbesondere mindestens eine Mahlwalze, insbesondere beide Mahlwalzen der Mahlwalzenpaarung, kann bzw. können eine Lange im Bereich 500 mm bis 2000 mm und einen Durchmesser im Bereich von 250 mm bis 300 mm aufweisen. Die Umfangsfläche der Walze, insbesondere der Mahlwalze, ist bevorzugt unlösbar mit dem Walzenkörper verbunden und insbesondere einstückig damit ausgebildet. Dies erlaubt eine einfache Fierstellung und eine zuverlässige und robuste Verarbeitung, insbesondere Vermahlung, des Produktes. Die Walzen können mit mindestens einem Sensor zur Erfassung von Messwerten ausgebildet sein, die einen Zustand mindestens einer der Walzen, insbesondere beider Walzen der Walzenpaarung charakterisieren. Insbesondere kann es sich dabei um einen Zustand einer Umfangsfläche mindestens einer der Walzen, insbesondere beider Walzen der Walzenpaarung handeln. Der Zustand kann beispielsweise eine Temperatur, ein Druck, eine Kraft
(Kraffkomponenfe(n) in einer oder mehreren Richtungen), ein Verschleiss, eine
Vibration, eine Deformation (Ausdehnung und/oder Auslenkweg), eine
Drehgeschwindigkeit, eine Drehbeschleunigung, eine Umgebungsfeuchfigkeit, eine Position oder eine Orientierung mindestens einer der Walzen, insbesondere beider Walzen der Walzenpaarung sein. Die Sensoren können beispielsweise als MEMS-Sensor ausgebildet sein (MEMS: Micro-Electro-Mechanical System). Bevorzugt steh† der Sensor in Datenverbindung mit mindestens einem Datensensor, wobei der Datensender zur berührungslosen Übertragung der Messwerte des mindestens einen Sensors an einen Datenempfänger ausgebildet ist. Die Messwerte können mit Hilfe des mindestens einen Datensenders berührungslos an einen Datenempfänger übertragen werden, der nicht Bestandteil der Walze ist. Die Mahlanlage kann weitere Sensoren und Messeinheiten umfassen zum Erfassen von Prozess- oder Produkte- oder Betriebsparametern, insbesondere Messvorrichtungen zum Messen der Strom-/Leistungsaufnahmen einer oder mehreren Walzen. Unter anderem können die Sensoren (i) mindestens ein
Temperatursensor, bevorzugt aber mehrere Temperatursensoren zum Messen der Walzentemperatur oder eines Temperaturprofil entlang einer Walze; (ii) ein oder mehrere Drucksensoren; (iii) ein oder mehrere Kraftsensoren (zur Bestimmung der Kraftkomponente(n) in einer oder mehreren Richtungen); ein oder mehrere
Verschleisssensoren; (iv) ein oder mehrere Vibrationssensoren, insbesondere zum Ermitteln eines Wickelns, also einer Anhaftung des verarbeiteten Produktes an der Umfangsfläche der Walze, was Verarbeiten, insbesondere Vermahlen, an dieser
Position behindert; (v) ein oder mehrere Deformationssensoren (zur Bestimmung einer Ausdehnung und/oder eines Auslenkwegs); (vi) ein oder mehrere
Drehgeschwindigkeitssensoren, insbesondere zum Ermitteln eines Stillstandes der Walze; (vii) ein oder mehrere Drehbeschleunigungssensoren; (viii) ein oder mehrere Sensoren zum Ermitteln einer Umgebungsfeuchfigkeit, der bevorzugt an einer Stirnseite der Walze angeordnet ist; (ix) ein oder mehrere gyroskopischer Sensoren zum Ermitteln der Position und/oder der Orientierung der Walze, insbesondere zum Ermitteln der von der Position und/oder der Orientierung abhängigen Breite eines Spaltes zwischen den beiden Walzen der Walzenpaarung sowie der Parallelität der Walzen; und/oder (x) ein oder mehrere Sensoren zum Ermitteln der Breite eines Spaltes zwischen den beiden Walzen der Walzenpaarung, insbesondere eines Mahlspaltes zwischen den beiden Mahlwalzen der Mahlwalzenpaarung, beispielsweise ein in einer Stirnseite der Walze angeordneter Sensors, insbesondere ein MEMS-Sensor. Beliebige Kombinationen davon sind ebenfalls möglich. Beispielsweise kann eine Walze mehrere Temperatursensoren und
Deformationssensoren enthalten. Zudem ist es möglich und lieg† im Rahmen der Erfindung, dass alle Sensoren vom gleichen Typ sind, also beispielsweise als
Messeinheiten zum Messen der Leistungsaufnahme einer oder mehreren Walzen ausgebilde† sind.
Unter einem Verschleiss wird dabei hier und im Folgenden die mechanische Abnutzung der Umfangsfläche der Walze, insbesondere der Mahlwalze, verstanden. Ein solcher Verschleiss kann im Stand der Technik beispielsweise über eine
Widerstandsänderung bestimmt werden, die durch einen Materialabtrag an der Umfangsfläche entsteht. Alternativ oder zusätzlich kann ein Verschleiss über einen veränderten Druck und/oder über eine veränderte Weglänge und/oder über eine veränderte elektrische Kapazität bestimmt werden. Wenn eine Einheit nur einen einzigen Datensender enthält, so kann diese Einheit mindestens einen Multiplexer umfassen, der zur abwechselnden Übermittlung der von den Sensoren erfassten Messwerte an den Datensender angeordne† und ausgebilde† ist. Die berührungslose Übertragung kann beispielsweise durch Infrarotstrahlung, durch Lichtpulse, durch Radiofrequenzsignale, durch induktive Kopplung oder durch eine beliebige
Kombination davon erfolgen. Die berührungslose Übertragung der Messwerte umfass† hier und im Folgenden stets auch die Übertragung von Daten, welche durch eine entsprechende Verarbeitung der Messwerte gewonnen werden und die somit auf den Messwerten beruhen. Beispielsweise kann eine Einheit mit Sensoren mindestens einen Signalwandler, insbesondere mindestens einen AID-Wandler, zur Umwandlung der von dem mindestens einen Sensor erfassten Messwerte enthalten. Jedem Sensor kann mindestens ein Signalwandler zugeordne† sein, der die von diesem Sensor erfassten Messwerte umwandel†. Anschliessend können die umgewandelten Signale einem wie bereits oben beschriebenen Multiplexer zugeführt werden. Flandel† es sich bei den Signalwandlern um einen AID-Wandler, so kann der Multiplexer ein digitaler Multiplexer sein. In einer zweiten möglichen Variante kann der Signalwandler auch zwischen einem wie oben beschriebenen Multiplexer und dem Datensender angeordne† sein. In diesem Falle kann der Multiplexer ein analoger Multiplexer sein. Eine Einheit mit Sensoren kann mindestens eine Leiterplatte (insbesondere eine MEMS-Leiterplatte) umfassen, auf welcher einer oder mehrere ihrer Sensoren und/oder mindestens ein Multiplexer und/oder mindestens ein Signalwandler und/oder der mindestens eine Datensender und/oder mindestens ein Energieempfänger und/oder mindestens ein Energieerzeuger angeordne† sind. Die Leiterplatte kann Messleitungen enthalten, über die die Sensoren mit dem Multiplexer verbunden sind. Eine solche Leiterplatte hat den Vorteil, dass die genannten Bauteile hierauf sehr kompakt angeordne† werden können und dass die Leiterplatte als separate Baugruppe gefertigt und zumindest in einigen
Ausführungsbeispielen bei Bedarf wieder ausgetauscht werden kann. Alternativ zu einer Leiterplatte können die Sensoren aber auch über einen Kabelbaum mit dem
Datensender und/oder dem Multiplexer verbunden sein. Eine oder mehrere der Walzen der Vermahlungsanlage können mindestens einen Datenspeicher enthalten, insbesondere einen RFID-Chip. In diesem Datenspeicher kann beispielsweise eine insbesondere individuelle Identifikation der Walze gespeichert oder speicherbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann im Datenspeicher mindestens eine Eigenschaft der Walze gespeichert oder speicherbar sein, wie etwa mindestens eine ihrer Dimensionen und/oder ihre Bombierung. Die im Datenspeicher gespeicherten Daten werden bevorzug† ebenfalls berührungslos übertragen. Hierzu kann die Walze einen
Datensender aufweisen. Dabei ist es denkbar, dass die Daten des Datenspeichers mittels des gleichen Datensenders übertragen werden, mittels dem erfindungsgemäss die Messwerte des mindestens einen Sensors übertragen werden. Messvorrichtungen mit Sensoren können auch einen darin integrierten Datenprozessor enthalten, insbesondere einen Mikroprozessor, einen FPGA, einen PLC-Prozessor oder einen RISC- Prozessor. Dieser Datenprozessor kann beispielsweise die von dem mindestens einen Sensor erfassten Messwerte weiterverarbeiten und dann optional an den Datensender übertragen. Insbesondere kann der Datenprozessor die Funktion des oben
beschriebenen Multiplexers und/oder des oben beschriebenen Signalwandlers ganz oder teilweise übernehmen. Der Mikroprozessor kann Bestandteil der ebenfalls oben beschriebenen Leiterplatte sein. Der Mikroprozessor kann alternativ oder zusätzlich auch mindestens eine der folgenden Funktionen übernehmen: Kommunikation mit mindestens einem Datenbussystem (insbesondere Verwaltung von IP-Adressen);
Leiterplattenspeicherverwaltung; Steuerung von insbesondere wie unten
beschriebenen Energiemanagementsystemen; Verwaltung und/oder Speicherung von Identifikationsmerkmalen der Walze(n), wie beispielsweise geometrischen Daten und Walzengeschichte; Verwaltung von Schnittstellenprotokollen; drahtlose
Funktionalitäten. Ferner kann die Messeinrichtung, insbesondere die Leiterplatte, über ein Energiemanagementsystem verfügen, welches eine, mehrere oder sämtliche der folgenden Funktionen durchfuhren kann: (i) regelmassige, insbesondere periodische, Übertragung der Messwerte vom Datensender; (ii) Übertragung der Messwerte vom Datensender nur bei Vorliegen einer vorgegebenen Bedingung, insbesondere bei Erfüllung eines weiter unten noch beschriebenen Warnkriferiums; (iii) regelmassige, insbesondere periodische Ladung und Entladung eines Kondensators oder eines Energiespeichers. Eine Vermahlungs-/Produkfverarbeitungsanlage für die Verarbeitung eines Produktes, insbesondere die Mahlanlage für das Vermahlen von Mahlgut, enthält mindestens eine Walze oder Walzenpaarung, insbesondere eine Mahlwalzenpaarung. Zwischen den Walzen der Walzenpaarung ist ein Spalt gebildet. Insbesondere ist zwischen den Mahlwalzen einer Mahlwalzenpaarung ein Mahlspal† gebildet.
Insbesondere beim Vermahlen von Mahlgut kann das Mahlgut im Wesentlichen vertikal abwärts durch einen solchen Mahlspal† geführt werden. Zudem wird insbesondere beim Vermahlen von Mahlgut dieses Mahlgut den Mahlwalzen bevorzugt mittels seiner Schwerkraft zugeführ†, wobei dies optional pneumatisch unterstütz† werden kann. Das Produkt, insbesondere das Schüttgut, insbesondere das Mahlgut, kann körnig sein und sich als Fluidstrom durch den Mahlspal† bewegen. Insbesondere bei der Verfeinerung von Massen wie etwa Schokoladenmassen oder Zuckermassen, kann diese Masse alternativ auch von unten nach oben durch den zwischen den Walzen gebildeten Spalt geführt.
Die Erfindung betriff† z.B. Produktverarbeitungsanlagen, insbesondere Mahlanlagen für das Vermahlen von Mahlgut. Die Produktverarbeitungsanlage enthält mindestens eine Walze oder Walzenpaarung. Zusätzlich kann die
Produktverarbeitungsanlage mindestens einen insbesondere ruhenden
Datenempfänger zum Empfangen der vom Datensender mindestens einer der Walzen oder Walzenpaarungen übertragenen Messwerte aufweisen. Bei der Mahlanlage kann es sich beispielsweise um einen einzelnen Walzenstuhl einer Getreidemühle oder auch um eine ganze Getreidemühle mit mindestens einem Walzenstuhl handeln, wobei mindestens ein Walzenstuhl mindestens eine wie oben beschriebene Mahlwalze enthalt. Die Produktverarbeitungsanlage kann aber auch ausgebildet sein als (i) ein Flockierwalzwerk für das Flockieren von Schüttgut, insbesondere Getreide,
Getreidevermahlungsprodukten und Getreideendprodukten der Müllerei oder
Spezialmüllerei wie oben ausgeführ†, (ii) eine Walzenmühle oder ein Walzwerk für die Fierstellung von Schokolade, insbesondere ein Vorwalzwerk mit beispielsweise zwei oder fünf Walzen, insbesondere zwei oder fünf Feinwalzen, oder ein End-Feinwalzwerk, (iii) ein Walzwerk für das Nassmahlen und/oder Dispergieren, beispielsweise von Druckfarben, Beschichtungen, Elekfronikmaferialien oder Chemikalien, insbesondere
Feinchemikalien, insbesondere ein Dreiwalzwerk. Die Erfindung betriff† insbesondere ein Verfahren zum Betreiben einer wie oben beschriebenen Produkfverarbeifungsanlage, insbesondere einer oben beschriebenen wie Mahlanlage. Das Verfahren umfass† einen Schrift, in dem mit dem Dafenempfänger der Produkfverarbeifungsanlage von einem Dafensender mindestens einer der Walzen oder Walzenpaarung übertragene
Messwerte empfangen werden. Die somit empfangenen Daten werden anschliessend weiferverarbeifef. Zu diesem Zweck können sie einer Steuereinheit der
Produkfverarbeifungsanlage, insbesondere der Mahlanlage, zugeführf werden, von wo aus sie noch weiter an ein optionales übergeordnetes Leifsysfem weifergegeben werden können. Mi† hülfe der Steuereinheit und/oder des Leifsysfem kann die gesamte Produkfverarbeifungsanlage, insbesondere die gesamte Mahlanlage, oder ein Teil davon gesteuert und/oder geregelt werden.
Von der Steuereinheit kann z.B. eine Warnmeldung ausgegeben oder ein elektrisches Alarmsignal erzeug† werden, falls ein vorgegebenes Warnkriferium erfüll† ist. Das Warnkriferium kann beispielsweise darin bestehen, dass der Messwert mindestens eines der Sensoren einen für diesen Sensor vorgegebenen Grenzwert überschreite†. In einer anderen Variante kann das Warnkriterium darin bestehen, dass die Differenz zwischen dem grössten Messwert und dem kleinsten Messwert, die von einer vorgegebenen Menge von Sensoren gemessen werden, einen vorgegebenen
Grenzwert übersteigt. Falls das Warnkriterium erfüllt ist, kann ein Warnsignal ausgegeben werden (beispielsweise optisch und/oder akustisch) und/oder die
Produktverarbeitungsanlage kann zum Stillstand gebracht werden (beispielsweise durch die Steuereinheit) . Ausserdem kann die Steuereinheit die von dem mindestens einen Sensor erfassten Messwerte oder daraus gewonnene Daten visualisieren. Die Produktverarbeitungsanlage kann produktstrom-abwärts von einer Walzenpaarung eine Vorrichtung zur Messung von Partikelgrössen und deren Verteilungen enthalten. Plierdurch kann die Messung der Partikelgrössen und deren Verteilungen beispielsweise mit einer Messung des Verschleisszustandes und/oder des Walzenanpressdrucks kombiniert werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Walze, insbesondere die Mahlwalze, eine Riffelwalze ist. Alternativ oder zusätzlich kann produktstrom-abwärts von einer Walze, insbesondere einer Mahlwalze, auch eine Vorrichtung zur NIR-Messung des Produktstromes, insbesondere des Mahlgutstromes, angeordnet sein. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn es sich bei Walzen, insbesondere den Mahlwalzen, um Glattwalzen handelt. Beide Varianten ermöglichen aufgrund der Erkennung des Verschleisszustandes eine frühzeitige Planung der Wartung. Mi† der erfindungsgemässen Produktverarbeitungsanlage ist es möglich, objektiv die Leistungsaufnahme von Mahlwalzen (einzeln oder als Paarung)
kontinuierlich während des Mahlvorganges beispielsweise einer Produktcharge zu überwachen. Dabei können weitere Parameter gemessen und überwach† werden.
Zum Beispiel kann in die Überwachung zusätzlich die Walzentemperatur oder die Innenraumtemperatur des Gehäuses des Walzenstuhles und/ oder die
Raumtemperatur, also die Außentemperatur eingehen, da diese Temperaturwerte Einflüsse auf die Temperatur der Mahlwalzen haben etc. Je höher der Anpressdruck ist, umso größer ist der Energiebedarf, also der Kilowatt-Verbrauch. Bei einem höheren Anpressdruck wird mehr Zerkleinerungsenergie erzeugt, welche zum Teil als Wärme an das zu zerkleinernde Produkt und auch an das Walzenmaterial abgegeben wird. Das bedeutet, dass sich auch die Temperatur im Innenraum des Walzenstuhles oder einer ähnlichen Maschine erhöh†. Ist der Produktschleier gleichmäßig, kann man mit Hilfe der Temperatur, die sich auf der Oberfläche der Walze einstell† und mit Temperaturfühlern erfasst wird, die Mahlarbeit optimieren, indem man eine dem zu bearbeitenden Produkt zugeordnete optimale Temperatur mit Hilfe des Anpressdruckes und/oder der
Mahlspaltverstellung verändert. Diese Veränderung kann sowohl manuell als auch vollautomatisch mit Hilfe eines Computers und/oder einer Steuerung, beispielsweise einer SPS-Steuerung (Selbst Programmierbare Steuerung) oder auch PLC-Steuerung (Programable Logic Control) (Regelvorrichtung), erfolgen. Die weiteren überwachten Parameter können als notwendig einzuhaltende Randbedingungen zugeordnet physikalische, technologische oder prozessbedingte Grenzen vorgegeben. Die zusätzliche Überwachung derartiger Randbedingungen kann zu einer Verbesserung des Regelungsverhaltens und zu einer besseren Produktqualität der Endprodukte führen. Erfindungsgemäss wird die Vermahlungsanlage 1 durch eine intelligente, selbst-adaptive Regel- und Steuerungsvorrichtung 4 mit selbst-optimierter Steuerung der Mühlenanlage 1 und der Vermahlungslinie eines Walzensystems der Mühlenanlage 1 geregelt. Die Vermahlungslinie umfasst eine Mehrzahl von Verarbeitungseinheiten 2(B)/3(C), welche basierend auf operativen Prozessparamefern 41 1 1 41 Ix jeweils einzeln mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung 4 ansteuerbar und im ihrem Betrieb einzeln regelbar sind. Mittels eines operativen Prozessrezept 41 1 ist eine Batch- /Chargen-Steuerung mit einer definierten Verarbeitungsfolge in den
Verarbeitungseinheiten 2(B)/3(C) regelbar, wobei mittels des operativen Prozessrezept 41 1 aus einem oder mehreren Ausgangsstoffen 5 mit den Messparameter 51 eine definierte Menge eines Endproduktes 6 mit den Messparametern 61 (61 1.61 x) und der Ausbeute 62 erzeugt wird. Die Verarbeitungseinheiten 2(B)/3(C) werden basierend auf spezifisch, dem operativen Prozessrezept zugeordneten operativen Batch- /Chargen-Prozessparametern gesteuert. Die Regel- und Steuerungsvorrichtung 4 umfasst ein Pattern-Recognition-Module 42 zum Erkennen von operativen
Prozessrezepten 41 mit multi-dimensionalen Batch-/Chargen-Prozessparameter-Pattern
41 1 1.41 Ix, wobei ein operatives Prozessrezept 41 mindestens ein oder mehrere
Ausgangsstoffe 5, eine definierte Abfolge eines Vermahlungsprozesses innerhalb der Verarbeitungseinheiten 2(B)/3(C) der Vermahlungslinie, und operative Batch-/Chargen-
Prozessparameter 41 1 1.41 Ix zu den jeweiligen Verarbeitungseinheiten der
Vermahlungslinie zugeordnet abgespeichert umfasst. Die Regel- und
Steuerungsvorrichtung 4 umfasst eine Speichervorrichtung 43 zum Speichern historischer operativen Prozessrezepten 431 mit historischen Batch-/Chargen-Prozessparameter 431 1.431 x, wobei die historischen Batch-/Chargen-Prozessparameter 431 1.431 x eines Prozessrezeptes 431 jeweils ein prozess-typisches, multi-dimensionales Batch-
/Chargen-Prozessparameter-Pattern 4321 .432x eines optimierten Batch-/Chargen-
Prozesses im Normbereich definieren.
Bei Eingabe eines neuen operativen Prozessrezeptes 41 1 werden mittels Pattern- Recognition des Pattern-Recognition-Modules 42 eines oder mehrere der
abgespeicherten historischen operativen Prozessrezepten 432 basierend auf den zugeordneten multi-dimensionalen Batch-/Chargen-Prozessparameter-Pattern
4321.432x als nächstliegende Ba†ch-/Chargen-Prozessparame†er-Pa††ern 432i getriggert und/oder selektiert. Das Pattern-Recognition-Modul 42 kann insbesondere eine maschinen-basierte neuronale Netzstruktur umfassen. Die Identifizierung und Recognition der Pattern findet dann z.B. im Rahmen des Netztrainings statt. Ein auf einem neuronalen Netz basierendes Training kann z.B. nur beruhend auf historischen Pattern 432 aufgebaut sein. Die Regelung der Regelungsparameter 41 1 des
Mühlensystems 1 kann auf Basis der aktualisierten neuronalen Netzstruktur und insbesondere auf mindestens eine vorgebbare Zielgröße ausgerichfefe Optimierung erfolgen. Mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung 4 werden basierend auf den getriggerten nächstliegende Ba†ch-/Chargen-Prozessparame†er-Pa††ern 432i neue Batch-/Chargen-Prozessparameter-Pattern mit neuen Batch-/Chargen- Prozessparameter 41 1 1.41 Ix für das eingegebene neue operative Prozessrezept 41 1 generiert, wobei die Verarbeitungseinheiten 2(B)/3(C) basierend auf den generierten operativen Prozessrezepten mit den zugeordneten Batch-/Chargen-Prozessparameter mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung 4 entsprechend angesteuert und geregelt werden. Während des Vermahlungsprozesses des neuen operativen Prozessrezeptes 41 1 werden die operativen Prozessparameter mittels der Regel- und
Steuerungsvorrichtung 4 kontinuierlich überwacht, wobei bei der Detektion einer Anomalie als definierte Abweichung der überwachten operativen Prozessparameter
41 1 1.41 Ix vom den bestimmten operativen Prozessparametern 41 1 1.41 Ix des neuen operativen Prozessrezeptes 41 1 ein Warnsignal auf eine Alarmeinheit übertragen wird. Die Batch-/Chargen-Prozessparameter können z.B. mindestens die Ströme eines oder mehrerer Walzenstühle 2(B)/3(C) der Mühlenanlage 1 umfassen. Die ein oder mehreren Walzenstühle können z.B. mindestens Riffelwalzen (B Passage) und/oder Glattwalzen (C Passage) umfassen. Die Batch-/Chargen-Prozessparameter können z.B. mindestens die Ströme aller Walzenstühle 2(B)/3(C) der Mühlenanlage 1 umfassen. Mittels der prozess-typischen Batch-/Chargen-Prozessparameter eines optimierten
Batch-/Chargen-Prozesses im Normbereich können z.B. definierte Qualitätsparameter
61 (61 1.61 x) des Endproduktes 6 und spezifische Mehlausbeute 62 in Abhängigkeit vom den Ausgangsprodukten 5 und/oder dessen Messparameter 51 bestimmt werden. Die definierten Qualitätsparameter 61 können z.B. mindestens Partikelgrössenverteilung 61 1 und/oder Stärkebeschädigung 612 und/oder Proteinqualität 613 und/oder
Wassergehalt 614 umfassen. Die überwachten Batch-/Chargen-Prozessparametern
41 1 1.41 Ix können z.B. mindestens Ausbeute 62 und/oder Energieaufnahme/- verbrach und/oder Durchsatz/Maschinenlaufzeit umfassen. Während des
Vermahlungsprozesses können z.B. bei der Detektion von Anomalie kontinuierliche Langzeit-Veränderungen bei den überwachten Batch-/Chargen-Prozessparametern von der Regel- und Steuerungsvorrichtung erfasst werden, wobei die definierte
Abweichung der überwachten operativen Prozessparametern vom den generierten operativen Prozessparametern des neuen operativen Prozessrezeptes in Abhängigkeit der gemessenen kontinuierlichen Langzeit-Veränderungen bestimmt wird. Die überwachten Batch-/Chargen-Prozessparametern können z.B. von einer Vielzahl von erfindungsgemässen Regel- und Steuerungsvorrichtungen 4 über ein Netzwerk an eine zentrale Überwachungseinheit übermittelt werden, wobei die Vielzahl von Regel- und Steuerungsvorrichtungen 4 zentral überwacht und geregelt werden. U.a. hat die Erfindung den Vorteil, dass sie auf eine technisch neue Ar† die Identifikation von langfrist-Trends in der Produktion, das automatisierte Erkennen von Auffälligkeiten, die automatisierte 24/7 (Fern) Überwachung und Erkennung der Produktionsparameter für (i) Ausbeute, (ii) Energie, und (iii) Durchsatz / Maschinenlaufzeit etc. erlaubt.
In können in einer Ausführungsvariante die Ströme aller Walzenstühle 2(B)/3(C) betrachtet werden, z.B. unterteilt in B Passage (Riffelwalzen) und C Passage (GlaEwalzem) . Für jedes Rezept ergibt sich ein typisches Pattern 421 , das in
Abhängigkeit vom Rohmaterial 5 und den vorhergehenden Prozessschritten die Qualität 6§/61 des Endproduktes 6 bestimm† (Partikelgrössenverteilung 61 1 ,
Stärkebeschädigung 612, Proteinqualität 613, Wassergehalt 614) sowie die spezifische Mehlausbeute 62. Eine Veränderung des Patterns 421 der Ströme wird als Anomalie vom System 4 automatisch detektier† und eine Warnmeldung erzeugt.
Referenzliste
1 Mühlenanlage
2 Verarbeitungseinheiten (B)
21.23 Riffelwalzen
3 Verarbeifungseinheifen (C)
31.33 Glattwalzen
4 Regel- und Steuerungsvorrichtung
41 Inpuf Parameter
41 1 Operatives Prozessrezepf
41 1 1.41 Ix Operative Prozessparamefer
421 Pattern
4121.412x Batch-/Chargen-Paramefer-Pattern
42 Pattern-Recognition-Module
43 Speichervorrichtung
431 Historische operative Prozessrezepfe
431 1.431x Historische operative Prozessparamefer
431 i Getriggerte nächsfliegende Prozessparamefer
432 Historische Paffem
4321.432x Ba†ch-/Chargen-Parame†er-Pa††ern
432i Getriggertes nächsfliegendes Pattern
5 Eingangsprodukte
51 Messparamefer Eingangssfoffe
6 Endprodukte
61 Messparamefer Endprodukte
61 1 Partikelgrössenverteilung
612 Sfärkebeschädigung
613 Profeinqualifäf
614 Wassergehalt
62 Spezifische Ausbeute

Claims

Ansprüche
1 . Intelligentes, selbst-adaptives Regel- und Steuerungsverfahren für eine Regel- und Sfeuerungsvorrichfung (4) zur selbst-optimierfen Steuerung einer
Mühlenanlage (1 ) und einer Vermahlungslinie eines Walzensystems der Mühlenanlage (1 ), wobei die Vermahlungslinie eine Mehrzahl von Verarbeitungseinheiten (2(B)/3(C)) umfasst, welche basierend auf operativen Prozessparametern (41 1 1.41 I x) jeweils einzeln mittels der Regel- und Steuerungsvorrichfung (4) ansteuerbar und im ihrem Betrieb einzeln regelbar sind, wobei mittels einem operativen Prozessrezept (41 /41 1 ) eine Bafch-/Chargen-Steuerung mit einer definierten Verarbeitungsfolge in den Verarbeitungseinheiten (2(B)/3(C) ) regelbar ist, wobei mittels dem operativen
Prozessrezept (41 1 ) aus einem oder mehreren Eingangsstoffen (5) eine definierte Menge eines Endproduktes (6) erzeugbar ist, und wobei die Verarbeitungseinheiten
(21 .23,31 .33) basierend auf spezifisch, dem operativen Prozessrezept (41 ) zugeordneten operativen Batch-/Chargen-Parametern (41 1 1.41 Ix) gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und Sfeuerungsvorrichfung (4) ein Pattern-Recognifion- Module (42) zum Erkennen von operativen Prozessrezepten (41 1 ) mit multi
dimensionalen Batch-/Chargen-Parameter-Pattern (4121.412x) umfasst, wobei ein operatives Prozessrezept (41 1 ) mindestens ein oder mehrere
Eingangsprodukfeparameter (51 ) und/oder Endprodukfeparameter (61 ), eine definierte Abfolge eines Vermahlungsprozesses innerhalb der Verarbeitungseinheiten (2/3) der
Vermahlungslinie, und operative Prozessparameter (4121 .412x) zu den jeweiligen
Verarbeitungseinheiten (21 .23/31.33) der Vermahlungslinie zugeordnet
abgespeicherf umfasst, dass die Regel- und Sfeuerungsvorrichfung (4) eine Speichervorrichfung (43) zum Speichern historischer operativen Prozessrezepten (431 ) mit historischen Batch-
/Chargen-Prozessparameter (431 1.431 x) umfasst, wobei die historischen Batch-
/Chargen-Prozessparameter (431 1.431 x) eines Prozessrezeptes (431 ) jeweils ein prozess-typisches, multi-dimensionales Batch-/Chargen-Prozessparameter-Pattern (4321.432x) eines optimierten Batch-/Chargen-Prozesses im Normbereich definieren, dass bei Eingabe von Endprodukteparametern (61 ) und/oder
Eingangsprodukteparametern (51 ) eines neuen operativen Prozessrezeptes (41 ) mittels Pattern-Recognition des Pattern-Recognition-Modules (42) eines oder mehrere der abgespeicherten historischen operativen Prozessrezepten (431 ) basierend auf den zugeordneten multi-dimensionalen Batch-/Chargen-Parameter-Pattern (4321.432x) als einem neuen Batch-/Chargen-Parameter-Pattern (4121.412x) nächstliegende
Batch-/Chargen-Prozessparameter-Pattern (432i) getriggert und/oder selektier† werden, dass mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung (4) basierend auf den getriggerten nächstliegende Batch-/Chargen-Prozessparameter-Pattern (432i) neue operative Prozessparameter (41 1 1 .41 Ix) für das eingegebene neue operative
Prozessrezept (41 ) generier† werden, wobei die Verarbeitungseinheiten basierend auf dem generierten operativen Prozessrezept (41 ) mit den zugeordneten neue operative
Prozessparameter (41 1 1 .41 Ix) mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung (4) entsprechend angesteuer† und geregelt werden, und dass während des Vermahlungsprozesses des neuen operativen
Prozessrezeptes (41 ) die operativen Prozessparameter (41 1 1.41 Ix) mittels der Regel und Steuerungsvorrichtung (4) kontinuierlich überwachbar sind, wobei bei der
Detektion einer Anomalie als definierte Abweichung der überwachten operativen Prozessparameter vom den bestimmten operativen Prozessparametern (41 1 1.41 I x) des neuen operativen Prozessrezeptes (41 ) ein Warnsignal auf eine Alarmeinheit übertragen wird.
2. Regel- und Steuerungsverfahren zur selbst-optimierten Steuerung einer Mühlenanlage (1 ) und einer Vermahlungslinie eines Walzensystems einer Mühle (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die operative Prozessparameter (41 1 1.41 Ix) mindestens Messparameter betreffend der Ströme und/oder
Leistungsaufnahme eines oder mehrerer Walzenstühle der Mühlenanlage (1 ) und/oder Ausbeute und/oder Durchsatz/Maschinenlaufzeit umfasst.
3. Regel- und Steuerungsverfahren zur selbst-optimierten Steuerung einer Mühlenanlage (1 ) und einer Vermahlungslinie eines Walzensystems einer Mühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Walzenstühle (21 .23/31.33) mindestens Riffelwalzen (B Passage/21.23) und/oder Glattwalzen (C
Passage/31.33) umfassen.
4. Regel- und Steuerungsverfahren zur selbsf-opfimierten Steuerung einer Mühlenanlage (1 ) und einer Vermahlungslinie eines Walzensysfems einer Mühle (1 ) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die operativen
Prozessparamefer (41 1 1.41 Ix) mindestens Messparamefer betreffend der Ströme und/oder Leistungsaufnahme aller Walzensfühle der Mühlenanlage (1 ) umfass†.
5. Regel- und Steuerungsverfahren zur selbst-optimierten Steuerung einer Mühlenanlage (1 ) und einer Vermahlungslinie eines Walzensystems einer Mühle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der prozess typischen operativen Prozessparameter (41 1 1.41 Ix) eines optimierten Batch-
/Chargen-Prozesses im Normbereich definierte Qualitätsparameter des Endproduktes (6) und spezifische Mehlausbeute in Abhängigkeit vom den Eingangsprodukten (5) bestimmbar sind. 6. Regel- und Steuerungsverfahren zur selbst-optimierten Steuerung einer
Mühlenanlage (1 ) und einer Vermahlungslinie eines Walzensystems einer Mühle (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Qualitätsparameter (61 ) mindestens Partikelgrössenverteilung (61 1 ) und/oder Stärkebeschädigung (612) und/oder Proteinqualitä† (613) und/oder Wassergehalt (614) umfassen. 7. Regel- und Steuerungsverfahren zur selbst-optimierten Steuerung einer
Mühlenanlage (1 ) und einer Vermahlungslinie eines Walzensystems einer Mühle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die überwachten operativen Prozessparameter (41 1 1.41 Ix) mindestens Ausbeute (62) und/oder
Energieaufnahme/-verbrach und/oder Durchsatz/Maschinenlaufzei† umfassen. 8. Regel- und Steuerungsverfahren zur selbst-optimierten Steuerung einer
Mühlenanlage (1 ) und einer Vermahlungslinie eines Walzensystems einer Mühle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während des Vermahlungsprozesses bei der Detektion von Anomalie kontinuierliche Langzeit- Veränderungen bei den überwachten operativen Prozessparameter (41 1 1.41 Ix) von der Regel- und Steuerungsvorrichtung (4) erfass† werden, wobei die definierte Abweichung der überwachten operativen Prozessparameter (41 1 1.41 I x) vom den generierten operativen Prozessparametern (41 1 1.41 Ix) des neuen operativen
Prozessrezeptes (41 ) in Abhängigkeit der gemessenen kontinuierlichen Langzeit- Veränderungen bestimmt wird. 9. Regel- und Steuerungsverfahren zur selbst-optimierten Steuerung einer
Mühlenanlage (1 ) und einer Vermahlungslinie eines Walzensystems einer Mühle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die überwachten operativen Prozessparametern (41 1 1.41 1 x) von einer Vielzahl von Regel- und
Steuerungsvorrichtungen (4) über ein Netzwerk an eine zentrale Überwachungseinheit übermittelt werden, wobei die Vielzahl von Regel- und Steuerungsvorrichtungen (4) zentral überwach† und geregelt werden.
10. Regel- und Steuerungsverfahren zur selbst-optimierten Steuerung einer Mühlenanlage (1 ) und einer Vermahlungslinie eines Walzensystems einer Mühle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Abweichung der überwachten operativen Prozessparameter (41 1 1.41 I x) vom den generierten operativen Prozessparametern (41 1 1.41 Ix) des neuen operativen
Prozessrezeptes (41 ) in Abhängigkeit der natürlichen Schwankungen innerhalb definierbarer j2-Standardabweichungen bestimm† wird.
1 1 . Intelligente, selbst-adaptive Regel- und Steuerungsvorrichtung (4) zur automatisierten Steuerung und Selbst-Optimierung einer Mühlenanlage (1 ) oder einer
Vermahlungslinie eines Walzensystems, wobei die Vermahlungslinie eine Mehrzahl von Verarbeitungseinheiten (2(B)/3(C)) umfasst, welche basierend auf operativen
Prozessparametern (41 ) jeweils einzeln mittels der Regel- und Steuerungsvorrichtung (4) ansteuerbar und im ihrem Betrieb einzeln regelbar sind, wobei mittels einer Batch- /Chargen-Steuerung eine definierte Menge eines Endproduktes (6), welche aus einem oder mehreren Eingangsprodukten (5) nach einer definierten Reihenfolge der Verarbeitungseinheiten (2{B)/3(C) ) basierend auf spezifisch zugeordneten operativen Prozessparametern (41 1 1 .41 Ix) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und Steuerungsvorrichtung (4) ein Pattern-Recognition- Module (42) zum Erkennen von operativen Prozessrezepten (41 ) umfassend multi dimensionalen Batch-/Chargen-Parameter-Pattern (4121.412x) umfasst, wobei ein operatives Prozessrezept (41 ) mindestens ein oder mehrere
Eingangsprodukteparameter (51 ) und/oder Endprodukteparameter (61 ), eine definierte Abfolge eines Vermahlungsprozesses innerhalb der Verarbeitungseinheiten (2/3) der Vermahlungslinie, und operative Prozessparameter operative Prozessparameter (4121.412x) zu den jeweiligen Verarbeitungseinheiten (21.23/31 .33) der
Vermahlungslinie zugeordnet abgespeicherf umfasst, dass die Regel- und Sfeuerungsvorrichfung (4) eine Speichervorrichfung (43) zum Speichern historischer operativen Prozessrezepten (431 ) mit historischen operativen
Prozessparametern (431 1 431 x) umfasst, wobei die historischen operativen
Prozessparametern (431 1 431 x) eines operativen Prozessrezeptes (41 ) jeweils ein prozess-typisches, multi-dimensionales Ba†ch-/Chargen-Parame†er-Pa††ern
(4321.432x) eines optimierten Bafch-/Chargen-Prozesses im Normbereich definieren, dass bei Eingabe bei Eingabe von Endprodukfeparametern (61 ) und/oder Eingangsprodukfeparametern (51 ) eines neuen operativen Prozessrezeptes (41 ) mittels Paffern-Recognifion des Paffern-Recognifion-Modules (42) eines oder mehrere der abgespeicherfen historischen operativen Prozessrezepten (431 ) basierend auf den zugeordneten multi-dimensionalen Ba†ch-/Chargen-Parame†er-Pa††ern (4321.432x) als einem neuen Ba†ch-/Chargen-Parame†er-Pa††ern (4121.412x) nächstliegende
Ba†ch-/Chargen-Parame†er-Pa††ern (432i) selekfierbar und/oder friggerbar ist, dass mittels der Regel- und Sfeuerungsvorrichfung (4) basierend auf den getriggerten nächstliegende Ba†ch-/Chargen-Parame†er-Pa††ern (432i) neue operative
Prozessparameter (41 1 1 .41 Ix) für das eingegebene neue operative Prozessrezept
(41 ) bestimmbar sind, wobei die Verarbeitungseinheiten (2/3) basierend auf dem bestimmten operativen Prozessrezept (41 ) und den operativen Prozessparametern (432i) mittels der Regel- und Sfeuerungsvorrichfung (4) entsprechend angesteuerf und geregelt werden, und dass während des Vermahlungsprozesses die operativen Prozessparameter mittels der Regel- und Steuerungsvorrichfung (41 1 1.41 Ix) kontinuierlich überwachbar sind, wobei bei der Detektion einer Anomalie als definierte Abweichung der überwachten operativen Prozessparametern (41 1 1 .41 Ix) vom den bestimmten operativen Prozessparametern (41 1 1.41 I x) des neuen operativen Prozessrezeptes (41 ) ein Warnsignal auf eine Alarmeinheit überfragen wird.
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