FR2596886A1 - Procede de commande et de controle de debit d'alimentation, notamment pour balances - Google Patents

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Abstract

PROCEDE DE COMMANDE ET DE CONTROLE DU DEBIT D'ALIMENTATION DE PRODUITS DELIVRES A UN SYSTEME DE PESEE QUI COMPREND UNE PREMIERE ETAPE DURANT LAQUELLE ON UTILISE UN DEBIT D'ALIMENTATION RELATIVEMENT IMPORTANT JUSQU'A CE QUE LE POIDS DES PRODUITS ATTEIGNE UNE PREMIERE VALEUR DE REFERENCE PREDETERMINEE, UNE SECONDE ETAPE PENDANT LAQUELLE ON UTILISE UN DEBIT D'ALIMENTATION MOYEN JUSQU'A CE QUE LEDIT POIDS ATTEIGNE UNE SECONDE VALEUR DE REFERENCE PREDETERMINEE ET UNE TROISIEME ETAPE DURANT LAQUELLE ON UTILISE UN DEBIT D'ALIMENTATION RELATIVEMENT FAIBLE JUSQU'A CE QUE LE POIDS DES PRODUITS ATTEIGNE UNE TROISIEME VALEUR DE REFERENCE PREDETERMINEE, CE PROCEDE ETANT CARACTERISE EN CE QUE, AU COURS DE LA DERNIERE ETAPE, LE DEBIT D'ALIMENTATION EST COMMANDE ET CONTROLE SELON UNE PUISSANCE DE LA DIFFERENCE ENTRE LA SECONDE VALEUR DE REFERENCE ET LE POIDS COURANT DES PRODUITS.

Description

La présente invention est relative à un procédé perfectionné pour
commander et contrôler le débit d'alimentation de produits à une trémie de pesée ou à un fléau d'un dispositif de pesée, de manière qu'un poids prédéterminé de produits soit délivré à la trémie ou au fléau de la balance. Ce procédé s'applique plus particulièrement à un dispositif d'alimentation automatique d'un système de pesée de combinaison ou balance de combinaison. Dans un dispositif automatique de pesée de combinaison, chaque trémie de pesée est de préférence chargée d'un poids spécifique de produits qui est préalablement choisi en fonction d'un poids combiné cible requis, ou poids de consigne. En vue d'assurer l'élimination en produits d'une telle trémie de pesée, on prevoit géneralement une trémie de retenue disposée immédiatement au dessus de la trémie de pesée pour recueillir une certaine quantité de produits, le contenu de cette trémie de retenue étant déchargé dans la trémie de pesée en commandant l'ouverture de sa porte d'évacuation. La porte ou grille d'évacuation est généralement ouverte en réponse au déchargement de la trémie de pesée et elle se
ferme en réponse à la détection d'un poids prédéterminé par le système de pesée.
Afin d'obtenir un fonctionnement à vitesse élevée, il est préférable de charger la tremie de pesée des que possible. Cependant, si le produit est déchargé de la trémie de retenue tout d'un coup, à débit élevé, un accroissement brutal et important de la valeur du poids est détecté par le système de pesée et il n'est
pas possible d'obtenir un chargement précis.
Afin d'éviter un tel inconvénient, on utilise, à l'heure actuelle, de façon très courante, un mode de chargement dit "en trois étapes". Dans un tel 25 procédé connu, l'ouverture de la porte de sortie change trois fois comme le montre la figure 1 des dessins annexés, en G1, Gi' et G2, qui correspondent respectivement à des alimentations "grossière", "moyenne" et "fine". Comme on le voit sur le dessin, l'ouverture de la porte est brutalement modifiée aux instants TO, T1, T2 et T3, mais, compte tenu de la distance verticale entre les trémies de 30 pesée et de retenue, la réponse du système de pesée est différée respectivement selon les temps LO, L1, L2, et L3, comme on peut le voir sur la figure 2 des dessins annexés. De méme, dans ce procédé connu, il se produit encore des dépassements brutaux de poids, comme indiqué en A', B', et C' sur la figure 2 et il en résulte des variations relativement importantes du poids des produits dans 35 la trémie de pesée stabilisée, par rapport à un poids cible prédéterminé Wp. Par conséquent, il est difficile de déterminer la différence d entre le poids cible Vp et le poids V3, correspondant à l'instant T3 auquel la porte de trémie de
retenue doit se fermer.
Le brevet Japonais publié sous le numéro 60-238?23 décrit un systeme de pesée conçu de manière à surmonter les inconvénients d'accroissements brutaux de 5 poids, rencontrés dans les systèmes connus mentionnés cidessus. Dans le systeme de pesée décrit, l'ouverture de la porte Gx entre les instants T1 et T2 est commandée de façon linéaire par rapport au poids détecté Wx selon l'équation suivante: Gx = (G1 - G2) V2 - Vx + G2
V2 - W1 (1)
Les figures 3 et 4 montrent la relation qui existe entre l'ouverture de la porte et le poids détecté de produit délivré dans un système de pesée. Comme on peut le voir sur la figure 4, on retrouve encore le phénomène d'accroissement
brutal du poids et la variation résultante dans le poids final.
En consequence, cette invention se propose d'apporter un procédé amélioré pour commander automatiquement l'ouverture de la porte, permettant de surmonter totalement les inconvénients mentionnés ci-dessus, résultant d'un accroissement
brutal du poids.
Le but de cette invention est de commander et de contrôler l'ouverture de 20 la porte de sortie d'un dispositif d'alimentation de produits entre les instants T1 et T2 de la figure 4, en fonction d'une puissance spécifique de la différence entre le poids courant Wx et le poids W2 correspondant à l'instant T2. Dans ce cas, le terme "ouverture de porte" peut être remplacé par un terme plus général
"débit d'écoulement" des produits.
Cette invention a donc pour objet un procédé de commande et de contrôle du débit d'alimentation de produits délivrés à un système de pesée qui comprend une première étape durant laquelle on utilise un débit d'alimentation relativement important Jusqu'à ce que le poids des produits atteigne une première valeur de référence prédéterminée, une seconde étape pendant laquelle on utilise 30 un débit d'alimentation moyen jusqu'à ce que ledit poids atteigne une seconde valeur de référence prédéterminée et une troisième étape durant laquelle on utilise un débit d'alimentation relativement faible jusqu'à ce que le poids des produits atteigne une troisième valeur de référence prédéterminée, ce procédé étant caractérisé en ce que, au cours de la seconde étape, le débit d'alimentation est commandé et contrôlé selon une puissance de la différence
entre la seconde valeur de référence et le poids courant des produits.
D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de
la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent
divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins: Les figures 1 à 4 sont des courbes qui illustrent les variations tempsdébits de modification de l'ouverture de porte et de la valeur du poids détecté
dans les procédés selon la technique antérieure décrite ci-dessus.
La figure 5 est un schéma qui représente une disposition schématique d'un système de pesée dans lequel l'invention peut être mise en oeuvre; La figure 6 est un schéma de fonctionnement illustrant un programme utilisé pour commander le dispositif de pesée de la figure 5, pour mettre en oeuvre un procédé selon l'invention et, Les figures 7 et 8 sont des schémas similaires à ceux des figures 1 à 4
obtenus lors de l'exécution du programme de la figure 6.
En se référant à la figure 5, on y a représenté un exemple de réalisation schématique de l'une des unités de pesée d'un système de balance de combinaison qui est également représenté dans le brevet japonais mentionné ci-dessus et dans lequel le procédé selon cette invention peut être mis en oeuvre. L'unité de pesée comporte une trémie de retenue 2 pour retenir temporairement les produits devant 20 être pesés qui sont délivrés à partir d'un dispositif d'alimentation approprié (non représenté) bien connu dans la technique. La trémie de retenue 2 possède une sortie de fond qui est normalement formée par une porte d'évacuation 4 dont l'ouverture est continuellement commandée et contrôlée par l'intermédiaire d'engrenages réducteurs 6 et 8, à l'aide d'un servo- moteur 10. Un détecteur de 25 rotation 12, tel qu'un potentiométre, est fixé à l'aide du servo-moteur 10, pour détecter un angle de rotation en vue de fournir un signal indiquant l'ouverture actuelle de la porte 4. Le signal indiquant l'ouverture provenant du détecteur 12
est appliqué à un servo-amplificateur 14.
L'unité de pesée comprend également une trémie de pesée 16, disposée 30 immédiatement en dessous de la trémie de retenue 2, afin de peser des produits qui sont déchargés de cette trémie. La trémie de pesée 16 est associée & un détecteur de poids 18, tel qu'une cellule de charge, du type décrit par exemple dans le brevet américain N' 4 509 610 pour détecter le poids des produits dans la trémie de pesée et pour délivrer un signal indicatif de poids Wx, par l'intermédiaire d'un amplificateur 20, à un convertisseur analogique-numérique (D/A) 28. Ce convertisseur 28 transforme le signal Wx en un signal DWx de forme digitale ou numérique et il l'applique à une section de commande 24. Cette section 24 reçoit également des signaux numériques DG1, DG2, DWl et DW2, qui correspondent respectivement aux signaux analogiques G1, G2, Wl et W2, comme déJà décrit en référence aux figures 3 et 4 et également comme représenté sur les figures 7 et 8 à partir d'un dispositif d'entrée à clavier 26 et elle calcule un signal d'ouverture numérique DGx, selon l'équation suivante et conformément à la présente invention: DGx = (DG1 - DG2) (D_2 - DIx\1 + DG2 (2) \DW2 - DW1/ dans laquelle n et un nombre décimal choisi entre O et 1 exclusivement, de préférence entre 0,3 et 0,7 inclusivement. Le signal résultant DGx est appliqué à un convertisseur numerique/analogique (D/A) 28 qui le transforme en un signal d'ouverture analogique Gx pour l'appliquer au servo-amplificateur 14. Le servoamplificateur 14 sert à commander et à contrôler le servo-moteur 10 de manière 15 que la différence entre les niveaux des deux signaux d'entrée d'ouverture
devienne égale à zéro.
La section de commande 24 exécute également une opération-de sélection de combinaison bien connue et elle applique un signal de commande de déchargement à une unité de commande de porte 30, telle qu'un vérin pneumatique par exemple, que 20 commande une porte de déchargement 32 de chaque trémie de pesée sélectionnée de manière à en ouvrir la porte. L'opération de sélection de combinaison ne sera pas
décrite étant donné qu'elle n'a aucun lien direct avec cette invention.
On décrira maintenant le fonctionnement d'une opération de-commande de porte du dispositif illustré par la figure 5, en se référant en outre aux figures 25 6 à 8. Lorsque la porte d'évacuation ou de déchargement 32 de la trémie de pesée 16 est fermée après le déchargement, un signal DG1 est appliqué à partir de la section de commande 24, par l'intermédiaire du convertisseur numérique/analogique 28 au servo-amplificateur 14. Par conséquent, le servo-moteur 10 actionne la porte 4 de la trémie de retenue 2 pour l'ouvrir selon son ouverture maximale G1. 30 On recherche ensuite dans l'étape 41 si le signal d'entrée de poids courant DWx délivré à la section de commande 24 est ou non égal à la valeur du poids préétablie DW1. Lorsqu'un temps 40 correspondant au temps que met le produit à s'écouler entre la trémie de retenue et la trémie de pesée 16, s'est écoulé après l'ouverture de la porte 4, le signal de poids Wx commence à augmenter brutalement 35 et il atteint bientôt la valeur préétablie W1 à l'instant T1 comme on le voit sur la figure 8. On répète les étapes 40 et 41 avant l'instant T1 et l'ouverture
maximale est maintenue de manière à réaliser l'alimentation "grossière".
Lorsqu'on a obtenu un "OUI" dans l'étape 41, à l'instant T1, l'ouverture de la porte DGx est calculée dans l'étape 42 à partir de l'équation (2). Bien que cette valeur soit égale à DG1 à l'instant T1, elle diminue progressivement lorsque le poids Vx augmente, comme on peut le voir sur le dessin. Le signal d'ouverture DGx est appliqué au servo-amplificateur 14, dans l'étape 43, par l'intermédiaire du convertisseur 28, de manière que l'ouverture de la porte de la trémie de retenue 4 soit réduite de façon correspondante, ce qui permet de réaliser une alimentation "moyenne" variable. On recherche ensuite dans l'étape 44 si le signal augmenté DWx a atteint la seconde valeur préétablie V2 et on recommence les étapes 42 à 44 si la réponse est "NON". Lorsque Wx atteint la valeur W2 à l'instant T2 et qu'on a obtenu un "OUI" dans l'étape 44, l'ouverture DGx est calculée en tant que DG2 à partir de l'équation (2) et cette valeur est appliquée au convertisseur 28, dans l'étape 45. Ensuite, aucun calcul n'est effectué sur la 15 valeur DGx et on recommence les étapes 45 et 46 jusqu'à ce que Wx atteigne un troisième poids préétabli W3 à l'instant T3. Pendant cet intervalle de T2 à T3, l'ouverture est maintenue constante de manière à réaliser une alimentation "fine". Si la réponse est "OUI" dans l'étape 46 à l'instant T3, un signal d'ouverture zéro GO est applique au convertisseur 28 de manière à fermer la porte 20 4 dans l'exemple 47. Même si la porte 4 est fermée à l'instant T3, Wx augmente encore pendant un temps L3 correspondant au temps de chute du produit comme mentionné ci-dessus et il devient stable à l'instant T4, comme représenté sur les figures 7 et 8. Le résultat illustré par les figures 7 et 8, qui est obtenu en choisissant la valeur de l'exposant n de l'équation (2) égale à 0,5, montre clairement l'alimentation totale du phénomène d'accroissement brutal du poids,
mentionné ci-dessus.
Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes. C'est ainsi que notamment le procédé selon l'invention n'est pas 30 applicable uniquement à des systèmes de pesée de combinaison, mais à tout autre type de balances necessitant un contrôle et une commande de l'alimentation. Bien que dans l'exemple de réalisation décrit ici, le contrôle et la commande de l'alimentation soient effectués sur une trémie de retenue, l'invention peut s'appliquer également à d'autres systèmes d'alimentation, tels que par exemple 35 des systèmes d'alimentation à vis ou à vibrations, dans lesquels on contrôle le débit d'alimentation en commandant la vitesse de rotation et l'amplitude des vibrations. Enfin, le poids courant de ou des produits peut être détecté par d'autres moyens que le détecteur de poids fixé sur la trémie de pesée, Par exemple, il peut être détecté en tant que poids de produits déchargés du dispositif
d'alimentation, par un détecteur fixé sur ce dispositif.

Claims (3)

REVENDICATIONS
1 - Procédé de commande et de contrôle du débit d'alimentation de produits délivrés à un système de pesée qui comprend une première étape durant laquelle on utilise un débit d'alimentation relativement important jusqu'à ce que le poids des produits atteigne une première valeur de référence prédéterminée, une seconde étape pendant laquelle on utilise un débit d'alimentation moyen jusqu'à ce que ledit poids atteigne une seconde valeur de référence prédéterminée et une troisième étape durant laquelle on utilise un débit d'alimentation relativement faible Jusqu'à ce que le poids des produits atteigne une troisiéme valeur de référence prédéterminée, ce procédé étant caractérisé en ce que, au cours de la seconde étape, le débit d'alimentation est commandé et contrôlé selon une puissance de la différence entre la seconde valeur de référence et le poids
courant des produits.
2 - Procéde selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'exposant de
ladite puissance est compris entre 0,3 et 0,7 inclusivement.
3- procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le débit d'écoulement des produits est commandé en controlant l'ouverture d'une porte de sortie Gx d'un dispositif d'alimentation selon la relation suivante: Gx = (Gl - G2) (2 - Wx)h + G2
\W2 -1 V/
dans laquelle n est compris entre 0 et 1; Vl et W2 sont les première et seconde valeurs de référence respectivement, Wx est le poids courant des produits et Gl et G2 sont les valeurs des ouvertures desdites portes dans la première et la
troisième étape respectivement.
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