KR870001313B1 - 충전기계운전의 고정사이클 제어 방법 - Google Patents

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Description

충전기계운전의 고정사이클 제어 방법

제1도는 전자제어장치를 가진 본 발명에 따른 전기적 충전유닛의 제어를 위한 블록선도.

제2도는 각개의 작업사이클을 설명하기 위한 병 충전기계의 충전 및 반출 배제 수단의 개략도.

제3도는 제1도의 블록선도를 개개의 논리 기능 소자들로 분해 도시한 상세도.

제4도는 제3도에 도시된 전기적 충전유닛의 제어에 관한 각 동작단계의 타이밍도.

제5도는 타이밍 사이클동안 실행될 수 있는 동작들을 예시하기 위한 플로우챠트.

제6도는 선도제어장치(선행컴퓨터) 및 종동제어장치(종동컴퓨터)와 그룹으로 조합된 충전유닛의 제어를 위한 블록선도.

본 발명은 충전유닛을 가진 가동부와 정지부를 구비하여, 각각의 충전유닛이 적어도 1개 이상의 전기적으로 작동될 수 있는 밸브수단과 이 충전유닛에서 충전을 하기 위해 단시간 압축된 충전용기에서 상승하는 피충전물 충전높이에 의해 작동되는 신호 발생장치가 설치되어 있는 병 충전기계의 운전방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.

확실하게 미생물학적으로 만족스럽고 또 안전하고 정확하게 충전기계를 작동하도록, 임의의 충전물을 충전하기 위한 병 충전기계는 그것들이 극복해야 할 많은 과제에 대하여 일련의 감시기능과 조작기능 및 제어기능을 필요로 한다. 즉 예를들면 병충전기계의 개스나 액체를 운반하는 부분의 세정(cleaning) 및 살균 또는 충전용기에의 정확한 충전을 위하여 대응하는 각종의 장치가 필요하고, 또한 손상된 충전용기를 취하여 제거하기 위한 적절한 장치가 필요하다. 이 경우에 때때로 발생하는 연속운전의 중단을 검출하여 그 위치를 확인하기 위한 그 충전과정 및 밀봉과정의 감시, 조작, 제어 및 광학적 표시는 병충전기계의 사전처리, 세정 및 살균을 위한 운전과정과 동일하게 중요하다.

이 이외에 확실하고 정확하게 작동하는 충전유닛은 가장 좋은 충전결과를 얻기 위한 전제조건이되고 또한 그것과 공히 병충전 기계의 최적작동을 위한 전제조건으로도 된다. 상술한 종류의 충전유닛은 예를들면 독일연방공화국 공개특허공보 제19 27 821호로부터 공지되어 있다. 이런 역압식 단실 또는 다실 구조의 충전기계의 충전유닛은 충전을 위해 압축된 용기속에 돌출하는 충전관 및 액체용 밸브에 대한 폐쇄펄스를 트리거 시키는 신호 발생 장치를 가지고 있고, 이 신호 발생 장치는 충전 용기 내부에 있어서, 미리 정해진 높이까지 상승한 액체의 면에 의하여 작동가능하다. 다만 이 운전 과정만을 제어하도록 한 충전유닛, 즉 이 충전유닛에 단독으로 설치된 전기적 제어장치에 의해 제어되는 충전장치에 있어서, 충전용기로 부터의 복귀개스를 신속히 배출시키기 위한 자석작동식 개스배출밸브의 주기적인 개량시, 충전용기내를 상승하는 액체의 액면이 상기 신호발생장치와 접촉하게 될 때에, 이 발생된 전기적 제어신호가 밸브작동장치내에 포함되어 있는 전자석의 작동을 야기시킨다. 이 밸브 작동장치는 개방용 스프링의 작용에 대항하여 개방된 액체용 밸브를 폐쇄위치로 돌려보내며 뒤따르는 다음 용기의 예비압축까지 폐쇄위치를 유지한다. 이 용기의 예비압축 동안에 개방용 스프링의 반작용으로 폐쇄된 액체용 밸브는 충전유닛 내부에 가해지는 액체의 압력의 작용만으로 이 폐쇄위치를 유지한다.

그러나, 충전기계의 다수의 충전유닛들은 각개의 충전유닛들에서 불가피한 편차를 가진다. 또한 충전과정에는 각종 외부인자, 예를들면 피충전물의 온도, 용기의 종류의 상이함 및 충전속도의 차이등이 충전과정에 영향을 끼친다. 이들 편차와 외부인자는 개개의 충전하는 용기에서 상이한 충전높이를 야기시킨다.

그러나, 충전기계의 안전하고 고장이 없는 운전상태와 용기에 정확하고 균일한 충전을 얻는 것이 각각의 충전과정의 목표이다.

그러므로 종래의 충전방식은 충전유닛에 세트되어 그 내부에 적당한 충전관을 통해 액체가 유입되도록 한 피충전용기, 예를들면 병 등의 내부의 미리 정해진 점에서, 예를들어 전도 가능한 탐침에 의해 미리 정해진 점에서 액체가 접촉되는 가를 측정하고, 그것에 의해 이 측정 장치의 이와같은 접촉이 액체용밸브의 폐쇄작동을 초래하도록 한 기술을 기초로 하고 있다. 이러한 방법에 있어서는 개개의 충전유닛 상호간의 유속의 차이나 개개의 측정 장치나 작동장치의 측정 속도나 응답시간의 차이에 대해 전혀 고려되어 있지 않았다. 나아가서는 상이한 온도에서의 충전하련는 액체의 팽창 계수와 액체의 점도변화에 대해서도 전혀 고려되지 않았다. 동일압력 충전과정에서는 더욱 더 압축-및 충전압력의 불변이 고려되어져야 한다.

나아가서는 충전기계의 내부에 병의 파손후에 병의 충전 장치를 세정하기 위한 방식과 장치가 공지되었으며, 이 방식과 장치의 경우에 아직도 같은 운행에서 기계의 운전의 계속중에 액체의 분무에 의해 충전기계에는 유리조작이 제거되고 있다. 예를들어 독일연방공화국 특허공보 제926350호에는 병충전기계에 있어서의 세정장치가 기술되어 있고, 이 세정장치는 그 충전 장소에 대하여 본질적으로 충전유닛, 병의 중심을 조절하는 센토링(centering)장치 및 병밑받침으로 구성되어 있는 다수의 충전스테이션(station)에 대하여 충전기계의 순환로 내에 있는 위치에 설치되어 있고, 그리고 다수의 분무액체용 노즐을 가진 1개이상의 살포관과 그리고 차단밸브용의 조작장치를 갖고 있다. 이 조작장치는 각 충전스테이션에 병을 배치시키기 위한 상하이동 가능한 받침대가 설치되어 있는 병충전 기계에 있어서, 본질적으로 하나의 레버로 구성되어 있으며, 이 레버는 병의 파손시에는 정상적 운전시에서 보다 더 높이 들어올린 병 밑받침에 의하여 작동되어지며 살포액체로써 충전장소를 살포하기 위하여 차단밸브를 개방시킨다. 유사한 장치가 독일연방공화국 공개특허공보 제27 39 742호로부터 공지되었으며, 이 경우에는 각 충전장소에 각각 고유의 살포관이 설치되어 있다. 이 공지된 장치에 있어서, 이것의 조작장치는 상기 독일연방공화국 특허공보 제926350호에 따른 장치의 경우와 동일하여 병의 파손시에 정상운전에서 보다 더 높이 들어올린 병의 밑받침을 통하여 작동된다. 미국특허공보 제2,667,882호로부터, 충전유닛을 행해 하측으로부터 안내된 관모양의 병충전 장치용 세정장치가 공지되어 있고 이 세정장치에 의하면 살포액체는 충전유닛을 효과적으로 청소하기 위하여 충전유닛에 직접 살포되어진다. 그러나 병 파손시에 발생하는 다소 작은 유리조각을 병 충전장치의 민감한 작동부분으로부터 효과적으로 제거하기 위해서는 이런 공지된 모든 세정장치들이 충분하지 않다는 것이 실제 결과로 명백해졌다. 이것은 다소 복잡하게 형성된 부품을 가진 그리고 그의 액체를 유도하는 통로들을 가진 충전유닛에 대하여 특히 적용되며, 이(통로들)는 역시 측방과 하방으로 부터의 세정용 액체로서 살포 처리를 하는 경우에 다소 작은 유리조각들이 완전히 제거되지 않게 된다. 또한, 즙 혹은 설탕을 함유하는 음료와 같은 점착성 유체를 충전하는 경우에는 미세한 유리조각의 제거가 곤란하게 된다. 즉, 이와같은 액체는 이 유리조각들을 충전유닛의 각 부분에 점착시키게 된다. 그 위에 충전기계 내부에서 병 파손의 감시, 제어 그리고 평가는, 이제까지 공지된 방식의 경우, 불충분하며 일정한 용기 종류 혹은 일정한 충전물의 경우에 늘 나타나는 병 파손의 제거를 위한 처리를 할 수 없으며, 일반적인 대책이나 목적으로 하는 검출을 전혀 허용하지 않는다.

따라서, 병충전 기계의 운전에 대해서는 상술한 바와같은 각종 영향인자들을 간단하게 효과적인 관리에 의해 고려하고 순수한 제어과정이나 또는 제어지연시간이 짧은 제어회로의 폐성에 의해 보정하여 이 방법의 과정에 아주 적합한 효과를 주는 작업방법이 필요하다. 이와같은 제어-혹은 조정과정은 충전기계의 정지부분으로부터 회전부분으로의 또는 회전부분으로부터 정지부분으로의 전송로 내의 각종 장애물을 제거하지 않으면 안된다.

본 발명의 목적은 병충전 기계의 운전시 스위칭제어 처리과정의 연속적인 제어 및 피충전물의 적절한 처리에 의해 준비, 충전, 세척 및 살균작업과 같은 여러 운전과정을 안전하고 간단하게 확실히 할 수 있을 뿐만아니라 전체 제어장치에 대한 복잡성 및 비용을 가능한 최소로하여 고정밀도의 충전을 확실하게 할 수 있게하는 것이다.

이와같은 목적은, 본 발명에 따라 병충전 기계의 준비작업, 충전작업, 세정작업, 살균작업들과 같은 각 작업과정을 전자제어장치에 의해 감시 및 제어하는 고정사이클 제어하여, 다음과 같이, 즉 각각의 동작기능과정을 다수의 타이밍 사이클(timing cycle)로 분할하고, 각 타이밍 사이클에 있어서 각각의 신호발생장치로부터 데이타를 조회하고, 특정의 운전상태에 대한 기억데이타와 비교하고 예를들어 충전유닛의 밸브수단, 충전기계구동장치, 병배제장치, 충전높이 제어장치들과 같은 각종의 최종 제어수단이 작동되도록 감시하고 그것들을 제어함을 특징으로 하는 방법에 의해서 해결된다.

본 발명에 따른 방법에 의하면, 병 충전기계의 운전시 확실하고 간단하게 감시하는 것이 가능한 운전상태의 경과가 이스위칭제어과정의 계속적인 제어에 의해, 이 피충전물의 적절한 처리 및 높은 충전정밀도를 보증하는 한편 전체 제어 및 조절장치에 대한 기술적인 스위칭의 복잡성 및 비용을 가능한 최소로 할 수 있게 한다.

충전용기에 최적 충전을 하도록 하는 본 발명에 따른 방법의 태양은, 각 충전유닛에 대해 그 운전 데이타가 신호발생장치의 단자 및 충전유닛의 밸브수단의 작동수단과 연결된 전자제어장치의 내에 기억되고, 충전유닛이 작동가능하게 연결됐을 때 각 충전유닛의 신호발생장치 및 밸브수단의 운전상태가 미리 설정된 시간간격내에서 경과하고, 또한 전 충전유닛을 포괄하는 타이밍 사이클의 임의의 타이밍 시간동안에 조회되고, 이때 상기 설정된 시간간격은 1회의 충전과정을 완료하는데 요하는 시간의 일부분에 상당하고 또한 각 타이밍 사이클의 완료 후에 그때마다 새로운 타이밍 사이클이 개시되고, 상기 주기적 조회시 확인된 운전상태의 저하가 상기 전자제어장치의 내에 기억되어 전에 주어진 운전데이타와 비교되고, 필요로한 상기 밸브수단에의 신호의 송출이 행해지는 것을 특징으로 하고 한다.

충전기계에 충전용기의 손실에 관한 정보를 수신하여 계수회로에 이 경보를 전달하기 위한 기록 및 기억장치와 계수회로에 의해 제어되는 병배제장치를 설치함에 의해, 대형 충전기계 특히 역압식 병충전기계에 있어서도 효과적인 감시를 보증할 수 있고, 이것에 의해 충전용기의 파손이 발생된 경우에는 반드시 이 충전장치의 브러싱을 위해 각 충전유닛에 있어서 충전된 충전용기의 연속제거가 행해진다. 이 장치는 충전용기의 파손이 비교적 자주 일어나는 경우 또한 동일한 충전유닛에서 거듭 충전용기의 파손이 발생하여 이 충전유닛에서 충전된 용기의 연속제거가 계속 종결되지 않도록 한 경우에도 완전한 확실성과 함께 효과적으로 실시된다. 중앙제어장치내에 일체화 시킴에 의해 본 발명에 따른 방법에 의하면 충전용기 파손의 감시와 기록을 그리고 충전용기와 피충전물의 잔존물의 제거를 간단하게 행할 수 있다.

본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 장치는 병 충전기계의 정지부분의 신호발생장치 및 충전유닛의 신호 발생 장치가 전자 제어 장치의 고정사이클 제어부와 연결되고, 이 전자 제어 장치가 병 충전상태의 검출 및 충전상태의 변화를 확인하기 위하여 충전기계의 정지부 및 회전부의 최종제어수단들에 연결되어 있다.

전자 제어장치와 연결된 각개의 신호 발생장치의 다수의 타이밍 사이클에서 행해지는 동작 및 이 전자제어장치로부터 송출된 각종의 신호를 각각의 최종제어수단에 가함에 의해 병 충전기계의 각각의 충전유닛에 고유의 표 본편차나 충전과정에서 나타나는 외부영향인자를 고려한 경우에 있어서도, 이 전체제어계에 대해, 그리고 병충전기계의 전체운전의 진행을 확실하게 계속 감시하는 것이 가능한 운행에 대한 결선기술의 복잡성 및 비용을 극히 작게 하면서도 정확하고 안전한 고정밀도의 효과를 얻을 수 있다.

고정사이클 제어되는 전자제어장치의 사용은 모든 작업과정에 대하여 타이밍 사이클과 각각의 진행의 수에 의존하는 각개의 작업단계의 고도의 정확성을 보증한다. 이로서 충전과정의 정확성이 상승될 뿐만 아니라 일어날 수 있는 고장의 경우를 적시에 충분히 확인하여 제거할 수 있고 이로써 전체시설의 안전성이 높아진다.

하나의 충전유닛에 속하는 모든 신호 발생 장치와 그것에 부속하는 출력소자를 주기적으로 조회하는 1개이상의 동기작동되는 고정사이클 제어장치를 사용함에 의해 고장의 발생에 의한 편차 및 시간을 극소로 저하시킬 수가 있다. 또한 일정한 수의 충전유닛들의 모든 전기적 상태들을 처리하는 시간을 나타내는 타이밍 사이클이 아주 작게 유지되어 수백의 그런 타이밍 사이클이 충전처리중에 발생할 수 있다면, 결과적으로 부정확한 과정이 거의 생기지 않는 매우 정밀한 시간주사패턴을 초래한다. 전체의 고정사이클 제어장치에 있어서 어느 하나의 충전유닛에 대한 각종 처리된 과정은 다른 충전유닛의 작동시간 동안에 안정되지 않으면 안되는 출력신호들로 인도되어야 하므로, 출력신호의 기억을 행할 필요가 있다.

각각의 충전유닛에 대한 몇개의 서로 잇달은 출력신호들이 기억되어진다면 아직도 더 평가되거나 분석되어지도록 경향연산을 위한 기준 데이타가 존재한다.

이들 기준 데이타가 미리 주어진 운전 데이타와 비교되어진다면 일정한 산술연산에 의해 그때그때의 충전용기에 대한 충전 끝 완료점을 명확히 표시할 수가 있다.

만일 타이밍 사이클에 의해 미리 주어진 시간주사패턴이 충분히 좁거나 한정되어 작업 사이클의 하나이상의 사이클의 손실은 각각의 충전용기에 대한 충전레벨 또는 높이의 정확성에 무시할 수 있는 매우 작은 영향만을 미친다면, 하나의 작업 사이클 내에 일정한 수의 사이클들이 충전높이 제어 사이클로부터 취출될 수 있으며, 외부 산술논리회로에의 전송 사이클로서 이용될 수 있다. 이 경우에 비동기적으로 입력되는 신호들, 특히 사전 설정된 운전 데이터들은 제어펄스와 동기화시키지 않으면 안된다. 이 제어펄스와 동기적으로, 신호발생장치는 조회되어져야 하고 폐쇄제어회로의 형성에 필요한 복귀신호들이 방출되어져야 한다. 이를 위하여 제공된 외부산술논리회로가 이 신호들을 처리하여 이를 위하여 설치된 제어장치 또는 표시장치에 그 신호들을 전송한다.

충전기계내에서 다수의 충전유닛을 제어하지 않으면 안되며 따라서 각 충전유닛에 대한 작동주사패턴이 너무나도 크게된 경우에, 본 발명에 따른 서로에 대해 독립적으로 동작하는 수개의 고정사이클 제어장치는, 충전기계의 회전부 내의 그룹마다에 한정된 수의 충전유닛들의 제어를 취할 수 있다. 그러나 타이밍 사이클의 개시 및/또는 완료시에 다른 고정사이클 제어장치들의 동기화가 행해져야 한다.

이하 도면을 참고로하여 양호한 실시예와 함께 본 발명을 좀더 상세히 설명하고자 한다.

전기적으로 제어되는 충전유닛들의 제어를 위한 블록도가 제1도에 도시되어 있고, 거기에는 상세히 예시되지 않은 회전하는 역압식 충전기계의 다수의 충전유닛중 하나의 충전유닛(2)을 도시하고, 있고, 이 충전유닛(2)은 용기내에 삽입 가능한 탐침(21)의 형태로 용기내의 충전높이에 응답하는 신호발생장치와, 액체흐름밸브제어용 자석(22)과, 가속되는 복귀개스배출을 위한 개스배출 밸브제어용 자석(23)을 포함한다. 탐침(21)은 그것의 측정데이타를 전자제어장치(1)에 전송한다. 이 전자제어장치(1)는 하나의 고정사이클 제어장치와 제어 및 연산장치를 포함하고, 특정한 각개의 매개변수에 대한 입력검출수단(4)과 직접 상호 접속되어 있다. 전자제어장치(1)는 그것의 출력측이 충전유닛(2)의 전자석(22 및 23)과 연결되어 있다.

전자제어장치(1)는 펄스발생장치(11)와, 제어연산을 하는 중앙처리장치(12)와, 프로그램 가능한(prog-rammable) 정치기억장치(13 : PROM)와, 기록 및 판독기억장치(14 : RAM)와 입출력 제어장치(15)로 분할된다.

프로그램이 가능한 정치기억장치(13)와, 기록 및 판독기억장치(14)와 입출력 제어장치(15)는 2-웨이(two-way) 데이타 전송라인을 통해 펄스 발생 장치(11)에 의해 제어되는 중앙 처리 장치(12)와 연결되어 있다. 충전유닛(2)에 설치된 신호 발생 장치인 탐침(21)과 세 개의 다른 신호 발생장치(S₁, S₂및 S₃)들은 입출력 제어장치(15)의 입력에 연결되고, 입출력 제어장치의 출력은 충전유닛(2)에 대한 제어용 자석(22)에 연결되고 또한 개스배출밸브의 제어용 자석(23)과 연결된다. 또한 중앙 처리 장치(12)와 제어장치(5)와, 최종제어수단(6)과, 외부 매개 변수들의 전달용 입력 검출 수단(4) 사이에 다른 하나의 제어회로결선이 제공된다. 신호발생장치(S₁, 및 S₂)는, 하나의 신호 발생 장치인 탐침(21)과 밸브제어용 자석(22 및 23)들만이 설치된 충전유닛에 있어서 그 예비압축대역에 대한 그때마다의 특정위치를 검출하는 역할을 하다. 회전식 병 충전기계에서는 각 기계의 순환에 있어서의 충전유닛의 그때그때의 위치의 결정은 그 조회된 데이타가 각각의 충전유닛에 위치적으로 할당되도록 각 기계의 매순환 사이클에서 이루어진다.

여기에서 예시된 충전유닛(2)과 같은 일정한 그룹의 다른 충전유닛들 또는 병 충전기계의 모든 충전유닛들은 상기 전자 제어 장치(1)의 입출력 제어장치(15)에 연결된다. 모든 충전유닛(2)들은 전자 제어 장치(1)에 의한 펄스제어에 의해 주기적으로 처리된다. 이 경우에 하나의 충전유닛의 아래의 각개의 충전용기에 대한 충전과정은 다수의 타이밍 사이클로 분할되고, 이들 각개의 타이밍 사이클 각각에 있어서, 실제충전 상태에 관한 데이타는 신호 발생 장치(S₁, S₂21) 또는 (7, 21 : 제3도)에 의해 조회되고, 이들 데이타들은 특정 운전상태들에 대한 기억 데이터와 비교되고, 해당 충전유닛의 밸브제어용 자석들에 필요한 신호들이 송출된다. 각 고정사이클제어에 있어서 하나의 충전유닛에 대한 특정처리과정이 다른 충전유닛들의 처리시간동안 안정된 출력신호들로 유도해야하기 때문에, 데이타는 전자 제어 장치에 기억되어져야 한다. 각각 시간동안 안정된 출력신호들로 유도해야하기 때문에, 데이타는 전자 제어 장치에 기억되어져야 한다. 각각의 충전유닛을 위한 다수의 연속되는 운전 데이타가 기억되어진다면, 경향연산을 위한 기준 데이터가 존재하게 된다. 이 기준 데이타들이 미리 주어진 운전 데이타와 비교된 경우 산술연산 또는 논리연산에 의해 그때그때의 충전용기의 충전완료점을 명백히 나타낼 수가 있다. 각각의 충전유닛의 주기적인 처리시에 있어서, 그 시간 주사패턴이 한정되어서 하나의 작업사이클의 하나 혹은 다수의 사이클의 탈락이 그 충전높이의 정확성에 대해 다만 무시할 수 있을 정도로 작은 영향밖에 미치지 않는다면 하나의 작업사이클 내에서 극소수의 사이클이 고의로 충전높이 제어로부터 취출되어 전달 사이클로서 사용되어질 수 있다. 즉, 어느 1개의 작업 사이클의 극소수의 사이클들은 병 충전기계의 정치부로부터 일 방향(one-way) 데이타 채널에 의해 도달된 비동기적인, 운전용의 미리 주어진 데이타를 동기화하여 비교조작 및 연산조작을 위해 사용할 수 있도록 처리하는 데 사용될 수 있다. 어느 1개의작업 사이클의 또 다른 극소수의 사이클은 2-웨이(two-way) 데이타 채널상에서 병충전기계의 정지부에 있어서 검출된 각각의 충전용기의 부분적 충전상태에 관한 각종 동기화된 정보를 요구하고, 또는 동기적인 각종 데이타를 병충전기계의 정지부에 설치된 제어장치에 송입하여 그것에 의해 폐쇄제어회로를 형성하기 위해 이용된다. 또한 충전유닛을 그룹으로 분할한 경우에 동기신호들은 같은 종류의 다른 사이클 제어장치로 보내지며, 이들 다른 그룹들로부터 동기신호들이 수신되고 계속 처리된다. 충전유닛의 이 그룹방식의 분할은 다수의 충전유닛을 하나의 기계내에서 제어하지 않으면 안될 경우에 필요하며, 각각의 충전유닛들의 처리를 위한 시간주사패턴이 인접하게 될 때에 필요해 진다. 이 경우에는 다수의 서로 독립적인 고정사이클 제어장치는 그룹마다 한정된 수의 충전유닛의제어를 취할 수 있다. 그러나 이와같은 충전유닛의 분할은 이미 기술된 바와같이 사이클 초기 또는 사이클 종료시 동기화가 필요하다. 충전용기 내의 충전과정의 개개의 시간들은 상이한 길이이기 때문에 예를들면 미리 주어진 최종 제어마-크에의 도달로부터 충전종료까지의 시간은 충전개시부터 최종 제어마-크까지의 시간보다 훨씬 짧기 때문에 충전유닛을 그룹으로 분할하여 제어할 때에 특정한 충전유닛그룹은 가장 짧른 처리구간에 존재하고, 다른 충전유닛그룹들은 가장 긴 처리구간에 존재한다. 그 때문에 하나의 연속적인 충전패턴을 얻기 위해서 모든 충전과정들에 동일한 시간간격을 할당하고, 제어과정을 대기간격으로 적당히 보충하는 것이 필요하다. 이 제어과정들은 제5도에 따른 실시예와 함께 좀 더 상세히 설명되어질 것이다.

충전기계의 작동의 본 발명에 따른 고정사이클 제어과정을 설명하기 위하여 제2(a)도에서는 회전식 역압 충전기계의 순환부에 후속하는 병밀폐장치를 가진 것의 평면도가, 그리고 제2(b)도 내지 제2(h)도에서는 병충전기계를 통한 충전유닛의 이동경로가 도시되어 있다.

제2(a)도에 예시된 실시예에 있어서, 병충전기계(40)는 예를들면 24개의 충전유닛(2)을 구비하고 있고 이것들은 회전하는 순환부(44) 내에서 시침회전방향으로 이송된다.

이송장치(43)에 의해 이송된 빈충전용기가 하나의 병 송입홀(42)을 거쳐서 그때그때 차례로 하나의 충전유닛(2)에 송입되며, 각각의 충전유닛(2)에 하나씩 취부되어 순환부(44) 위를 배출수단(45)에 도달할 때까지 이송되고, 이 배출수단에 이어서 순환장치(47)를 구비한 병밀봉장치(46)가 후속된다. 그리고 충전된 병들을 송출하기 위한 이송로(48)가 후속된다.

이 이송로(48)에는 개략적으로 예시된 병 배제장치(49)가 배치되고, 이 배제장치는 임의의 적당한 실시예를 가질 수 있다. 충전용기의 이송경로는 제2(a)도에서 화살표로 표시되었으며, 한편 분리된 충전용기의 배출은 병배제장치(49)에 표시된 화살표의 방향으로 이루어진다. 충전기계(40), (병마개)밀봉장치(46) 및 배제장치(49)의 각각의 상세한 구성은 각각 임의의 적당한 공지형태로 행해질 수 있다. 그러나 충전기계의 고정사이클 제어에서는 충전기계(40)가 그 순환부(44)에 있어서 연속적으로 순환되고 있는 다수의 충전유닛(2)를 구비하고 있는 것과, 충전유닛(2)에 의해 주어진 충전용기의 순서가 배출수단(45)과, 밀봉장치(46)와, 순환장치(47)와, 송출 이송시키기 위한 이송로(48)를 통하여 병배제장치(49)에 도달할 때까지 유지되는 것이 중요하다. 충전유닛(장치)에의 충전용기의 공급정렬(line-up)에 있어서 그 어떠한 갭(gap)이, 예를들어 병송입홀(42)에서 하나 또는 그 이상의 충전유닛(2)에 충전용기의 공급의 탈락이나, 하나이상의 충전유닛(2)에 있어서의 충전용기 파손에 의해, 발생된 경우에는 이들은 본 발명에 따른 제어장치에 의하여 검출되어 표시된다. 그러나, 이 탈락은 병배제장치(49)에 도달할 때까지 그대로 유지된다.

충전기계(40)의 순환부(44)에 있어서는 또한, 충전하려는 충전용기에 압축개스를 충진하는 순환부의 구간에 있어서 충전유닛(2)을 가압수로 처리하기 위하 분무장치(50)가 고정배치되어 있다. 분무장치(50)는 편의상 하나 이상의 분무관에 설치된 다수의 노즐들과 분리소자들로 구성되었으며, 이 분리소자는 충전용기 파손시에 전자제어장치에 의해 제어되어 일시적인 분사수를 살포한다. 이 분사는 본질적으로 충전유닛의 충전액출구, 충전용기 센터링장치 및 충전용기 밑받침에 대해 행하여, 그것에 부착한 파편이나 잔해를 제거한다.

충전기계 순환부는 본질적으로 I에서 III까지의 세구간으로 구분될 수 있다. 구간 I은 배출대역에서 시작하고 예비압축 대역으로부터 떠나는 충전유닛에서 끝난다. 구간 II는 전체충전대역을 포함하지만, 한편 구간 III은 신호발생장치(S₁및 S₂)에서 시작하여 예비압축대역을 포함하며, 그때 이들 신호발생장치(S₁및 S₂)가 목적에 따라서 그 충전기계의 정지부에 배치된다.

제2(b)도 내지 제2(h)도는 충전유닛(2)의 작동과정을 설명하기 위한 것이다. 예를들어서 충전유닛 No. 1∼10과 23 및 24가 구간 I 내에 존재하고, 이 구간내에서 No. 24의 충전유닛이 제어대 "예비압축중"의 부위에 있고, 병송입홀(42)의 부위의 캠에 의해 기계의 사이클을 위한 신호발생장치(S₁)가 작동된 경우에는 No. 23과 24 및 No. 1∼10의 밸브가 강제로 폐쇄된다. 이 시점에 있어서, 예를들어 충전유닛 No. 24의 부위에 설치된 캠에 의해 작동되고 그때 기계의 순환을 기록하는 신호발생장치(S₂) 및, 각개의 충전유닛(2)의 미리 주어진 분할간격을 검출하는 신호발생장치(S₁)가 동시에 작동한다(제2(b)도). 다음 기계 사이클의 신호파의 경과되는 투사는 닫혀진 충전유닛의 위치를 하나의 위치만큼 이동시킨다. 그리고나서 충전유닛 No. 24 및 No. 1∼11은 강제적으로 폐쇄된다(제2(c)도). 이 작동과정은 일종의 시프트 레지스터 기능을 설명하고 있다는 것이 이 설명으로부터 명백해진다. 신호파형의 상승측(rising side)은 아무 작용도 갖지 않으므로, 각각의 타이밍 사이클에서 신호전달은 다만 단시간동안 활성화된다는 것이 얻어진다. 존재할 수 있는 고장은 나머지 시간동안에 아무런 영향이 미치지 않는 채로 남아 있다. 전자제어장치에 대한 프로그래밍에 있어서, 충전작업중에도 예비압축내의 충전유닛들 그리고 배출대역내의 두개의 충전유닛만이 강제적으로 폐쇄되어지며, 한편 구간 I에 존재하는 나머지 충전유닛의 액체용 밸브들은 그 충전액의 액체압력에 의하여 닫혀진 채 머문다. 이것에 의해 에너지 소모는 현저히 감소되어질 수 있다.

구간 I에서는 구간 II를 위한 여러가지 준비 조작이 수행되어지는데, 그 조작에 대하여는 다음에 기술되어 진다.

충전구간 II에서 각각의 충전유닛의 개스 배출용 밸브가 급속충전개시를 위하여 미리 주어진 시간데이타 블록의 경과후에 열리며 다시 미리 주어진 시간 데이타 블록 B₁의 경과후에 급속충전의 종료를 위하여 다시 닫혀진다(제2(d)도 및 제2(e)도). 이때 B₁과 B₂는 가산되어질 수 있고 공통 시간 데이타블록으로써 미리 주어질 수 있으며, 그러나 이 경우에 B₁과 B₂의 합계가 전체의 충전시간 내의 값을 초과할 경우에는 B₂는 충전용기의 형태나 용량에 대해 고려한 계수로 곱하여지지 않으면 안된다. 급속충전 중 충전액의 침정화를 가져오게 하기 위하여, 그 충전유닛 또는 모든 충전유닛그룹들의 급속충전은 하나의 첫째구 간에서 그리고 둘째 구간에서 이루어질 수 있다.

충전기계의 정지부분에는 포텐셔미터(potentiometer)를 써서 운전용의 미리 주어진 데이타들이 설정된다. 이 포텐셔미터는 언제나 변하기 쉽기 때문에, 즉, 진행하는 충전과정에서도 변동되어질 수 있기 때문에 개스 배출용 밸브를 여러번의 절환작동시킴에 의해 이로써 충전높이의 정확을 가져올 수 있다. 전자제어장치내에 미리 주어진 우선 논리회로는 개스배출용 밸브의 불활동(inactive)부분에서만 운전과정의 미리 설정된 데이타를 수취할 수 있도록 함에 의해 상기 상태를 제외한다. 일단 산출되어 전달된 운전용의 미리 주어진 데이타는 시프트레지스터 포지션(position)에 의해 정하여진 충전유닛의 진행하는 충전과정에 대해 그 충전과정의 종료까지 변하지 않고 유지된다. 전송로상의 고장의 영향도 역시 제거된다. 충전구간 II는 각각의 충전유닛에 대하여 예비압축대역을 나온 후에 시작되며, 이 경우에 이 구간에 있어서 모든 작동들은 충전기계의 회전속도와 무관하다. 여기에서도 먼저 우선 논리회로가 작용을 하며, 액체용 밸브를 위한 회로가 여전히 불활동 부분에서만 필요로 한 충전높이 보정을 위하여 운전용의 미리 주어진 데이타를 전송한다. 이 운전용의 미리 주어진 데이타는 모든 충전유닛들에 공통이 보정인자와 각각의 충전유닛에 특별히 할당된 보정인자로 구성되며, 이들 두 보정인자는 1차적으로 가산하여질 수 있다.

여러가지의 다른 보정목적을 위해 보정인자를 이와같이 분할하는 것은 여러가지의 외부 매개변수가 충전과정에 영향을 주고 그리고 이때 이들 외부 매개변수들이 다른 형태와 크기로 개개의 충전유닛들에서 발생하는 경우에 필요할 수 있다. 그때 본 발명의 또한 구성에 있어서, 특정의 보정인자 부분영역을 비교적 더 큰 각종 매개변수에 의존하여 변화시키는 것이 편리하다.

각 충전유닛에 개별적으로 미리 주어질 수 있는 개개의 매개변수를 예를들어 충전용기내의 액체면의 상승속도에 대한 목표치로 된다. 공통적인 보정 수단을 통해 미리 주어질 수 있고 모든 충전장치에 대하여 공통적인 매개변수는 예를든다면 온도, 병의 종류, 충전액체의 압력 등을 위한 각각의 목표치이다. 각각의 충전유딧에 개별적으로 관련된 보정인자 t_v는 순환하는 충전장치에 있어서 장치마다 독립적으로 프로그래밍화 할 수 있고, 공급전압의 단절시에도 비교적 장시간 사용가능하게 유지한다.

특별한 경우에는, 충전용기의 급속충전이 시간적으로 아직 완료하지 않았을지라도 예를들면 민감하지 않은 충전물을 급속충전하는 경우 등에 있어서 그 허용된 충전높이에 이미 도달하고 있는 것이 일어날 수 있다. 이 경우에는, 보정인자는 충전과정의 종료를 지연시켜서는 안된다.

전자제어장치의 대응블로킹(blocking) 수단에 의해 이와같은 경우를 회피할 수가 있다. 그러나 보정인자가 작용한다면 장치에 따라서 포텐셔미터의 위치설정, 온도 및 개개의 보정계수 등과 같은 여러가지 결합된 여러 인자들이 작용되어질 수 있다. 말할것도없이, 충전구간 II에서는 하나의 충전과정이 확정할 수 있는 시간내에 종료되지 않으면 안된다. 그러나 이것은 이것이 대개는 일어날 수 있고 또 그것으로부터 그 충전용기가 예비압축대역에 있었다는 조건을 유도할 수 있다는 전제하에 그러하다. 충전장소가 충전용기에 점유되고 있다는 신호는 하나의 외부논리회로에 의하여 고정사이클 제어장치에 전달된다. 정상적인 경우에는 각각의 개별적인 충전유닛에 대한 시간적 허용에 의해 작동의 제어가 수행될 수 있으며, 충전기계의 정지부분으로 전해질 수 있다. 이 정상적인 경우로부터 벗어나서 충전용기가 이 충전구간에서 파열할 수 있다. 그러나 배출수단(45)내의 충전용기 계수기는 이런 파손된 충전용기를 확인하여 합계 비교를 통하여 이런 경우가 제거되어질 수 있다. 유사하게, 합계 비교에 의해 충전높이 제어와 함께 충전장치의 훨씬 뒤에서도 결함 작동하고 있는 충전유닛의 장소확인이 가능하다. 제2(f)도는 충전용기내에 돌출하고 있는 신호발생장치가 작동되고 있는지의 여부를 고정사이클 제어장치에 의해 해당 충전유닛에 조회되는 시점을 도시하고 있다. 일어날 수 있는 이상이 보고되어, 보정이 수행되고(제2(g)도), 그리고 액체용 밸브의 제어자석이 닫혀진다(제2(h)도).

상술된 충전동작과 유사하게, 병충전기계의 다른 동작 예를들면 개스나 액체를 운반하는 부분의 세정이나 살균들도 고정사이클 제어에 의해 행해진다. 세정헹굼과정의 경우에는 도관내의 물이 충전유닛을 통과하여 밖으로 방출된다. 액체용 밸브는 배출대역과 예비압축대역의 끝과의 사이에서 닫혀져 있지 않으면 안된다. 충전구간 II 내에서는 병충전기계의 액체저장용기내에 과대한 압력상승을 초래하여 이것에 의해 모든 밸브가 닫혀지지 않도록 최적의 유량이 얻어질 수 있도록 다수의 액체용 밸브가 정확하게 개방되어 있을 필요가 있다. 이 목적을 위하여 액체저장용기내의 신호발생장치(S₂)를 가진 압력검출수단이 "세정각도"를 자동적으로 설정 또는 조절한다. 대응하는 외부신호에 의해 이 상태는 고정사이클 제어장치에 의해 요구되고 조회된다.

순환 세정의 경우에는 충전유닛은 세정슬리이브(sleeve)에 의해 바깥쪽에 대해 차단되고 있으며, 따라서 신호발생장치인 탐침(21)이 계속작동상태로 되어 있다. 그럼에도 불구하고 액체용 밸브들은 닫혀져서는 안된다. 대응 신호에 의해, 즉 예를들면 어느 한 데이타블록(B₁, B₂또는 B₃)의 차단에 의해, 이 액체용 밸브가 닫히지 않도록 하는 조건을 만족시키는 그러한 프로그램 션이 선택되어진다. 충전기계의 액체저장용기내의 신호 발생 장치(S₃)는 "세정각도검출"의 프로그램과정을 처리하기 위하여 전자 제어 장치내에서 디지탈화된 측정치를 방출한다. 따라서, 이 측정치는 그 때문에 차압제어(압축압력 : 충전압력)을 위한 실측치로 사용되어 그것에 의해 하나의 폐쇄 제어회로가 형성되도록 할 수 있다.

제3도에 도시된 다수의 충전유닛을 위한 상세한 결선도(여기서는 모든 충전유닛을 대표하여 1개의 충전유닛(2)이 예시되어 있음)에 의해 각각의 충전유닛 또는 전체그룹의 충전유닛을 위한 고정 사이클 제어장치의 구성과 기능을 상세히 설명한다.

충전유닛(2)에는 예비압축대역에 있을 동안에 작동적으로 절환되는 스위치(7) 및 검출탐침(21)이 설치되어 있다. 추가적으로 액체저항(8)이 점선으로 표시되어 있다. 탐침(21)의 출력측 및 회전식 역압충전기계의 다른 충전유닛들의 탐침의 출력측은 발진기(9)에 연결되어 있다. 그밖의 탐침(21)의 출력측 및 다른 탐침의 출력측은 각각 1개의 미분적분수단(10)을 통해 각각 1개의 탐침에 종속된 탐침증폭기(31)의 입력과 접속되어 있고, 이 증폭기는 또한 포텐셔미터(33)을 통해 보정용 증폭기(32)의 입력과 연결되어 있다. 이 보정용 증폭기(32)의 출력은 광학 결합기(100)를 통해 펄스발생기(101, 102)의 제1부분(101)과 결합된다. 스위치(7)대신에 탐침(21)의 출력측에, 이 고정 사이클 제어장치의 기능이나 구성을 변경시키지 않고 신호발생장치(S₁및 S₂)에 의해 제어된 시프트 레지스터의 신호를 접속시킬 수가 있다. 그밖에도 보정증폭기(32) 및 포텐셔미터(33)는 프로그래밍 가능한 보정장치를 통하여 대신하여질 수 있다.

제3도에 예시된 실시예에서의 회전식 역압충전기계에 채용된 다수의 충전유닛에 있어서는 몇개의 그룹으로 분할되고 이때 선택 가능한 수의 충전유닛을 가진 각 그룹으로 1개의 펄스발생기(101, 102)가 할당되어 있다. 이 펄스발생기(101, 102)의 제1부분(101)은 펄스발생기(101, 102)의 제2부분(102)의 신호 Φ1에 의해 제어되어서 이 그룹의 충전유닛으로부터 다음 충전유닛에로의 절환을 행하고, 그리하여 이 그룹의 모든 충전유닛을 작업 사이클로 커버한다. 역압식 충전기계의 다수의 그룹의 충전유닛이 이로서 서로 독립적으로 주기적으로 처리되고, 이때 각 그룹을 위한 독립적인 고정 사이클 제어장치의 사이클 개시와 사이클 종료가 동기화 수단에 의해 상호일치 또는 동기화를 가져오게 된다.

1그룹의 동작 사이클은 탐침(21)의 출력과의 광학결합기(100)를 통해 형성된 연결에 의해 각 충전유닛이 순차로 개개의 사이클 페이즈(phase)에서 작동하도록 진행되고, 이때 그들 각각의 사이클 페이즈는 펄스발생기(101, 102)의 제2부분(102)에 의하여 미리 주어지며, 이것(펄스발생기)은 각개의 운전상태들을 조회한다. 펄스발생기(101, 102)의 제1부분(101)의 출력에서는 신호 E와 D가 송출되고, 이때 신호 D는 일단 부정 회로(130)를 거쳐서 통하게 된다. 신호 E 및 D1 또는 D2(부정됨)은 세개의 AND 게이트(103∼105)의 입력에 가해진다. 이들 AND 게이트(103∼105)의 다른 입력에는 펄스발생기(101, 102)의 제2부분(102)으로부터 송출된 상태량(parameter) Φ3, Φ4 및 Φ5이 입력된다. 펄스발생기(101, 102)의 이 제2부분(102)은 다음과 같은 운전상태를 제어한다.

Φ1 : 그때그때 작업하려는 특정 충전유닛을 전자 제어 장치에 접속하여 미리 주어진 데이타 B1∼B3를 수신함.

Φ2 : 액체용 밸브와 개스 배출용 밸브의 폐쇄를 위해 전자석(22 또는 23)에 신호를 출력함.

Φ3 : 탐침이 작동하고 있지 않을 때에 개스배출밸브의 자석(23)을 턴온(turn-on) 또는 턴오프(turn-off)할 목적으로 시간목표치와 시간실측치의 비교(필요한 경우 실측치 시간사이클 펄스의 부가).

Φ4 : 탐침이 작동한 경우 개스 배출밸브의 자석(23)을 위한 시간-실측치의 소거.

Φ5 : 액체용 밸브의 전자석(22)를 위한 탐침이 작동한 경우에 그 시간 목표치와 시간 실측치의 비교(필요한 경우에는 실측치 시간 사이클 펄스의 부가).

Φ6 : 개스 배출 밸브 또는 액체용 밸브의 자석(22 또는 23)에 그 폐쇄위치를 유지하기 위한 혹은 재개방하기 위한 신호 송출.

SYNC : 새로운 매개변수의 수신을 위한 동기화 신호의 송출.

신호 Φ2 또는 Φ6는 펄스발생기(101, 102)의 제1부분(101)의 출력신호 E와 함께 세개의 다른 AND 게이트(121∼123)에 입력되고, 그것들(AND 게이트 121∼123)에는 추가로 다시 3개의 비교기(109∼111)의 출력 신호가 입력되어진다. 이들 비교기(109∼111)는 3개의 실측치용 수단(106∼108) 또는 3개의 목표치 출력신호가 입력되어진다. 이들 비교기(109∼111)는 3개의 실측치용 수단(106∼108) 또는 3개의 목표치용 수단(112∼114)의 각 출력이 입력된다. 펄스발생기(101, 102)의 제2부분(102)에서의 신호 Φ1을 위한 출력측에는 이 그룹의 각 충전유닛의 3개의 목표치용 수단(112∼114)의 입력측이 접속되어 있다. 이 그룹의 다른 충전 유닛에 대하여서도 동일하게 신호 Φ2의 출력측에 그의 AND 게이트(121)가 접속되고, 신호 Φ3의 출력측에 그의 AND 게이트(103)가 접속되고, 신호 Φ4의 출력츨에 그의 AND 게이트 (104)가 접속되고, 신호 Φ5의 출력측에 그의 AND 게이트(105)가 접속되며 그리고 끝으로 신호 Φ6의 출력측에 그의 AND 게이트(122와 123)가 각각 접속되어 있다. 실측치용 수단(106∼108)에는 AND 게이트(103∼105)의 출력이 주기적으로 접속되어 가해지는 한편, 도면에 대표적으로 예시된 충전유닛(2)에 종속되고 세개의 아날로그-디지탈 변환기(115, 116, 117)들의 디지탈 출력측들과 연결된 세개의 목표치용수단(112, 113, 114)들의 입력측들에 연결되어 있다. 이에 반해서 3개의 아나로그-디지탈 변환기(115∼117)들은 이 그룹의 모든 충전유닛들과 공통적으로 연관되어 있다. 또한 세개의 목표치용 수단(112, 113, 114)들의 입력에는 각개의 처리될 다음 충전 유닛으로 절환하기 위한 사이클 신호 Φ1이 가해진다. 3개의 아나로그-디지탈 변환기(115∼117)의 아나로그 입력은 세개의 전위차계(118∼120)에 연결되고, 이것들이 특정한 외부 매개 변수들의 설정 또는 조절에 이용된다.

비교기(110 및 111)는 뒤에 연결된 AND 게이트(122 및 123)에의 신호송출 이외에, 또한 앞에 연결된 제1 또는 제3 AND 게이트 (103 또는 105)에 신호를 송출한다. 2개의 메모리 플립 플롭(124 및 125)의 입력부들은 하나의 AND 게이트 (121)의 출력부와 연결되고, 한편 이들 메모리 플립 플롭(124, 125)의 각 입력부는 두 AND 게이트(122 및 123)의 출력측에 연결된다.

이들 두 메모리 플립 플롭(124 및 125)들의 출력부들은 2개의 광학결합기(126 및 127)들 및 2개의 증폭기(128 및 129)를 통해 각각의 충전유닛의 개스 배출 밸브용 자석(23) 또는 액체용 밸브의 자석(22)과 결합되어 있다.

이와같은 구성에 의해 하기와 같은 동작상태가 달성된다. 즉, 상술한 바와같이, 각 충전유닛 그룹의 동작사이클은 각 충전유닛의 운전상태가 개개의 사이클 단계에서 순차 확인되도록 진행한다. 모든 그룹의 충전유닛에 대하여, 시간 데이타들이 사전설정(preset)되고, 이들 시간 데이타들은 각각 하나의 충전유닛의 처리에 대해 선택적으로는 하나의 동작 사이클에 대해 유효하다.

이 경우에 목표치용 수단(112∼114)에 의해 다음과 같은 3개의 시간 데이타 블록이 미리 설정된다.

B₁(목표치용 수단 112)=충전개시로부터 급속충전개시까지의 시간

B₂(목표치용 수단 113)=충전개시로부터 급속충전종료까지의 시간

B₃(목표치용 수단 114)=탐침의 작동시점으로부터 충전유닛의 폐쇄까지의 시간

이 시간들은 포텐셔미터(118∼120)에서 아나로그적으로 설정되어 아나로그-디지탈 변환기(115∼117)에 의해 16진수 신호로 변환된다. 충전유닛의 작업과정은 이 충전유닛에 대해 1타이밍 펄스에 해당한다. 1작업 사이클을 통과한 후, 즉 완료한 후에, 이 충전유닛의 새로운 재작동시에 다음 타이밍 펄스가 주어진다 이 경우에 타이밍 펄스의 수가 실측치용 수단(106∼108)으로부터 송출된 시간 실측치를 나타낸다. 이때 각 충전유닛의 측정회로는 통상 운전상태에 있고, 충전유닛처리 중 펄스 발생기(101, 102)의 제2부분, 즉 제2펄스 발생기(102)에 의해 선택되고 조회된다.

충전 높이 보정을 위하여 충전유닛(2)의 탐침(21)은 유입하는 액체에 의해 발생된 액체저항(8)에 의해, 미리 설정된 충전높이에 도달할 때 단락된다. 충전용기 내의 보정된 충전 높이는 상기 미리 정해진 충전 높이에 도달해서부터 전자 제어 장치에 의해 미리 설정된 보정시간 및 충전 높이의 보정인자에 해당하는 목표치용 수단(114)의 사전 설정된 시간이 경과할 때에 도달된다. 이 시점에서 충전유닛(2)의 자석(22)은 액체용 밸브를 닫으며, 그리하여 그후 여전히 충전용기 내로 유입하는 액체의 여유분으로 실제 충전 높이가 도달된다.

탐침 증폭기(31)와 보정용 증폭기(32) 사이에 배치된 포텐셔미터(33)는 충전작업상태의 부정확의 보정에 쓰이고 각 충전유닛에 부가된 측정회로에서의 전기적 구성부품의 불가피한 허용오차의 보정에 쓰인다.

제3도의 결선되어 있는 스위칭 회로는 제4도의 충전유닛에 의한 충전과정의 시간경과를 나타낸 다이어그램에 의해 명백해진다. 이 다이어그램은 평가 및 제어처리용 중앙전자 제어장치에 의해 선택된 신호들의 시간경과를 나타내고 있다.

예비 압축 대역에 도달된 시점 t₁에서 스위치(7)가 닫히고, 그리하여 액체용 밸브의 작동용 장치의 자석(22)이 액체용 밸브를 폐쇄 위치로 유지시키기 위하여 활성측으로 절환된다. 예비 압축대역이 끝나고 압축 압력에 도달된 시점 t₂에 있어서는 스위치(7)가 다시 개방되고, 그리하여 자석(22)은 불활성측으로 절환되어 액체용 밸브가 개방위치를 취하도록 릴리이즈(release)된다. 이 시점 t₂에 있어서, 동시에, 목표치용 수단(112)에 의해 시간지연과 함께 개스 배출 밸브용 자석(23)이 활성측으로 절환되고, 또한 목표치용 수단(113)이 미리 설정된 시간 내에 자석(23)을 불활성측으로 절환하기 위해 준비 작동된다. 시점 t₃에 있어서, 이 활성측으로 절환된 자석(23)은 개스 배출 밸브를 충전용기의 급속충전을 위한 개방위치로 절환한다. 목표치용 수단(113)의 준비기간을 경과한 시점 t₄에서는 자석(23)이 불활성측으로 절환되어 개스 배출 밸브가 닫혀진다. 시점 t₅에서는 충전용기 내의 액체가 미리 설정된 충전 높이에 도달하고, 이 결과 액체저항(8)이 탐침(21)을 작동시키어 보정용 수단, 즉 보정용 증폭기(32) 및 포텐셔미터(33)의 시간을 포함하여 목표치용 수단(114)의 예정시간 t_v가 조회된다. 시점 t₆에서는 상기 조회된 시간의 경과 후에 메모리 플립 플롭(125)과 광학결합기(127) 및 증폭기(129)를 거쳐서 액체용 밸브의 폐쇄를 위한 신호를 자석(22)에 송출한다. 시점 t₇에서는 용기의 릴리이프(relief)가 완료된 후 충전과정이 종료되며, 따라서 용기는 충으로부터 끌어 내어진다. 그리하여 탐침의 작동은 정지되어 충전유닛에 다음 용기를 충전할 수 있는 상태로 되고, 이 운전 상태는 전술한 방식으로 운전 상태가 각각 새로 조회된다.

충전기계의 고정사이클 제어장치는 다음 4개의 부분으로 분할된다. 즉, 측정회로부, 출력회로부, 매개변수부 및 중앙 제어 장치부이다. 신호 발생 장치용 측정회로는 아나로그회로이며, 이 아나로그회로는 한편으로는 증류수를 제외한 대부분의 액체의 전기 전도도를 커버하고 그러나 다른 한편으로는 거품(foam)에 대한 반응을 고도로 제거하기 위하여 일정범위의 저항치에 응답하도록 설정되어 있다. 일반적으로 갈바닉(glavanic)효과를 제거하기 위하여 교류 전압을 이용하여 측정된다. 측정치들은 스위칭 신호로 변환되어 예를들면 광학 결합기와 같은 분리회로를 통해 갈바닉으로 감결합(decouple)하여 전자 제어 장치에 공급된다. 출력회로들은 광학결합기와 같은 분리회로들에 의해 중앙 제어 장치로부터 그들의 신호들을 수신하는 용량 증폭기들이다. 본질적으로 미리 설정된 시간을 의미하는 입력 매개 변수는 아나로그형 전압신호이고, 이것은 고정 사이클 제어장치 내에서 제3도에 도시된 바와같이 디지탈화하여 분리회로를 통해 중앙 제어 장치에 공급된되, 예를들어 기계용 펄스, 동기화 펄스 등과 같은 스위칭 신호들은 동일하게 분리회로에 의해 이송된다. 중앙전자 제어장치는 논리연산 및 산술연산을 대응프로그램에 따라 행하는 컴퓨터이다. 이 프로그램에 따라 실행될 연산이 모두 종료된 후, 동기화 펄스에 의해 새로운 프로그램의 진행이 다시 개시된다. 이와같이하여, 평균 5초간의 용기충전과정이 약 500 단위로 분할된다. 따라서 500ml의 충전량의 경우에 그 충전 정확도는 약 1ml이다. 각 프로그램의 실행, 즉각 타이밍 사이클은 선행의 타이밍 사이클에 의해 발생되어 작동 메모리(기억장치) 내에 기억된 데이타들에 적합화된다.

각각의 충전시간범위에서, 즉, 하나의 충전용기의 충전처리시간 동안에, 500개의 타이밍 사이클이 경과되므로 충전유닛의 윤전상태에 대한 정보 데이타를 고정 사이클 제어장치로부터 전송하기 위한 일정 시간 간격에서 전술한 바와같이 이때마다 1개의 타이밍 사이클이 제어회로를 형성하기 위해 이용되고, 이때 충전 정확도에 본질적으로 하등의 영향을 미치는 일 없이 이용될 수 있다. 이와같은 방법으로 충전기계의 회전부와 정지부 사이의 연속적인 데이타 교환이 가능하다.

이와같이하여 충전기계의 정지부 또는 외부에 설치된 1개 이상의 제어수단, 예를들면 조절기 또는 펌프등을 위해 폐회로를 형성할 수가 있다. 이와같은 방법으로 적당한 표시장치가 그때그때의 병충전기계의 운전상태를 나타내도록 하는 것이 가능하다.

제5도에는 1타이밍 사이클 내에 실행되는 동작을 플로우챠트로 예시하고, 이것에 대해 이하 상세히 설명한다.

1. 매개 변수 문의 또는 조회용 아나로그-디지탈 변환기.

2. 입출력장치를 작동 활성화하고, 이전의 상태를 타이밍 사이클 내로 취입한다.

3. 시프트 레지스터 제어 장치 또는 스위치용 신호 발생 장치를 조회하고, 이전의 상태와 비교하고, 시프트 레지스터의 상태를 가능한 새로운 상태에 합치시킨다.

4. 아나로그-디지탈 변환기의 데이터의 1/3 비교법으로 비교한다. 만일 새로이 수신된 신호가 2개의 선행 타이밍 사이클로부터의 신호들과 일치하면 이 신호들은 받아 들여지고 다음 처리로 넘어간다.

5. 충전 높이 보정을 위한 사전 설정치(진행신호)의 제한.

6. "개스배출밸브 ON" 및 "개스배출밸브 OFF"를 위한 각각의 운전사전 설정치 데이타(운전진행데이타)를 "개스배출밸브 ON"을 위한 합계 인자에 기능적으로 부가하는 것과, 최대치에의 한정.

7. "개스배출밸브 ON" 및 "개스배출밸브 OFF"의 각각의 매개변수가 사전 설정된 최소치 아래에 있는가를 체크한다. 만일 이들 최소치들 중 하나가 미달되어 있다면 다음의 프로그램은 "개스 배출 밸브 OFF/ 액체용 밸브자석 ON"의 섹션까지, 또는 이들의 값의 어느 것이 미달되었는지에 따라 "개스 배출 밸브 ON/ 액체용 밸브자석 OFF"의 섹션까지의 모든 작동기능을 뛰어 넘는다(단계 16).

8. 정치기억장치로부터 또는 오퍼레이팅 메모리나 이 목적을 위한 예비의 기억수단의 영역으로부터 각 충전유닛용의 개개의 보정치를 수신한다. 다음에 중앙의 운전용 사전설정치용 데이타 및 각개의 보정치 데이타의 선형적 가산을 행함.

9. No. 1∼8의 충전유닛의 신호발생장치를 조회하고, 시프트 레지스터에 연결하고, 운전상태 데이타로서 준비 처리한다.

10. No. 1의 충전유닛의 신호발생장치에 대해 운전상태를 조회한다. 이 탐침이 아직 액체와 접해있지 않으면 다음과 같이 진행한다.

11a. 자석제어를 위한 사전 설정된 데이타의 준비처리를 행하고,

12a. "개스배출밸브 OFF"의 사전설정치와 경과시간의 실측치와를 비교한다. 경과된 시간이 미달되면 다음과 같이 진행한다.

13a. "개스배출밸브 ON"의 사전 설정치를 경과시간의 실측치와 비교한다. 실제시간 +1이 미달된다면 다음과 같이 진행한다.

14a. "개스배출밸브 OFF" 신호를 가한다. 시간이 초과하면 다음으로 진행한다.

14b. "개스배출밸브 ON" 신호를 가한다. "개스배출밸브 OFF"의 사전 설정치와 경과시간 실측치와를 비교하여, 그 시간을 초과하면 다음으로 진행한다.

13b. 액체용 밸브의 자석을 위한 시간-실측치를 소거하고, "개스배출밸브 OFF" 신호를 가한다. No. 1의 충전유닛의 신호 발생 장치의 운전상태조회에 의해 신호 발생 장치가 발신작동하고 있다고 결론되면 다음으로 진행한다.

11b. 개스 배출 밸브를 다음 충전과정을 위하여 제어하기 위한 사전 설정 데이타를 준비처리하고, 그리고

12b. 개스 배출 밸브용의 시간-실측치를 소거한다.

13c. "액체용밸브 1을 위한 사전 설정치 자석의 경과시간의 실측치와의 비교를 행하고, 이 실측치가 미달되면 다음으로 진행한다.

14c. 실측치 +1을 형성하고, "액체용밸브 OFF" 신호를 자석에 인가한다. 경과시간의 실측치가 초과되면 다음으로 진행한다.

15b. "액체용밸브 ON"의 신호를 자석에 인가한다. 다음에 No. 2, 3 및 4의 충전유닛을 동일한 방식으로 작동시켜 제1 내지 제4밸브를 위한 출력부재에 보정된 신호를 가한다. 다음에 No. 5∼8의 충전유닛들도 동일하게 작동시켜 처리하고, No. 9∼16의 충전유닛의 신호발생장치를 조회하든가, 또는 모든 충전유닛들의 일괄적인 제어를 행하는 경우엔 컴퓨터는 대기상태에 들어간다. 이 대기상태는 프로그램의 길이에 무관한 사이클 동기화 펄스가 나타날 때 종료되며, 이 펄스가 상기 단계 1에서 개시하는 새로운 타이밍 사이클의 개시를 트리거(trigger)시킨다. 1그룹으로서 제어 처리될 수 있는 것보다 더 많은 충전유닛들이 처리(제어)되어야 한다면, 1그룹은 선행컴퓨터로서 그리고 다른 그룹은 종동컴퓨터로서 각각 운전된다.

제6도에 예시된 블록선도는 선행 및 종동컴퓨터를 이용하는 상기와 같은 그룹구성을 개략적으로 도시하고 있다.

선행컴퓨터(12. 1)는 펄스발생기(11. 1)와 정치기억장치(PROM) 및 기록 및 판독기억장치(RAM)를 포함하는 선행 컴퓨터기억부(13. 1) 및 입출력 제어장치(15. 1)와 연결되어 있다. 입출력 제어장치(15. 1)는 그것의 입력측 및 출력측에 이 그룹의 충전유닛의 신호발생장치(E₁) 및 충전유닛의 제어자석(A₁)이 연결되어 있다. 또한 상기 입출력 제어장치(15. 1)는 매 개변수용 입력 검출 수단(4)과, 충전기계의 정지부에 설치된 2개의 신호발생장치(S₁및 S₂) 및 액체 저장용기내에 설치된 신호 발생 장치(S₃)와, 출력측에 데이타 표시장치(17)가 각각 연결되어 있다. 또한 상기 입출력 제어장치(15. 1)로 부터는 종동컴퓨터(12. 2)에 동기신호가 송출된다. 또한 상기 종동컴퓨터(12. 2)는 펄스방생기(11. 2)와, PROM 및 RAM을 포함하는 종동컴퓨터 기억부(13. 2) 및 입출력 제어장치(15. 2)와 연결되어 있다. 또한, 상기 입출력 제어장치(15. 2)는 이 그룹의 다른 충전유닛의 신호 방생 장치(E₂) 및 제어용자석(A₂)가 연결되어 있다. 또한 상기 입출력 제어장치(15. 2)로 부터는 종동컴퓨터의 데이타가 선행컴퓨터의 기억부(13. 1)에 전달된다. 선행컴퓨터(12. 1)로 부터는 다시 각종 데이타가 다시 종동컴퓨터의 기억부(13. 2)에 전달된다. 동기화 펄스에 의해 선행컴퓨터로 부터의 외부상태신호 및 모든 매개 변수가 종동컴퓨터에 의해 수취되고, 이것에 의해 종동컴퓨터(12. 2)에 있어서는 전술한 바와같은 최초의 프로그램구분은 불필요하게 된다.

종동 및 선행컴퓨터는 각각 동기적으로 스타아트한다. 프로그램의 실행시간은 안전 간격의 유지하에 동기화 펄스의 각개의 시이퀀스보다 더 짧다. 선행 및 종동컴퓨터 사이의 연속 데이타 교환구조에 있어서, 프로그램의 종료 후에 도입되는 선행컴퓨터의 대기 상태는 종동컴퓨터의 요구지령에 의해 종동 컴퓨터로부터의 결과를 수신하기 위해 중단된다. 충전기계의 종류에 따라, 선행컴퓨터 대기 상태의 종료시 병충전기계의 정지부에 결과를 전달하고 필요한 경우 데이타 표시장치(17)에 표시시킨다.

각개의 충전유닛의 작동과 선행 및 종동컴퓨터 사이의 그리고 충전유닛의 회전부 및 정지부 사이의 데이타 교환방식이나 형태는 상술한 실시예에만 한정되는 것이 아니다. 제어 및 조작의 정밀도도 그때 그때의 요구조건에 적용시킬 수가 있고, 병 밀봉 장치 등의 다른 장치부분을 일제히 이 고정 사이클 제어장치내에 포함시킬 수가 있고, 예를들어 알콜음료 등의 전기 전도성을 갖지 않거나 거의 없는 피충전 물질의 경우에 신호방생장치로서 열효과방법에 의해 작동하는 탐침을 이용하는 것도 가능하다.

액체저장용기에 피충전 물질을 보충할 때 이 액체의 손실을 피하기 위해 모든 충전유닛의 액체용 밸브를 폐쇄하지 않으면 안되는 바와같은 액체저장용기의 예비압축을 위한 충전기계의 준비운전에 있어서, 데이타 블록 B₂는 대응신호에 의해 차단되고, 모든 액체용 밸브를 폐쇄하는 조건을 만족시키는 프로그램○션이 선택된다. 이 상태는 "충전동작"의 운전과정을 위해 데이타 블록 B₂가 다시 유효하게 접속(switch-on)될 때까지 유지된다.

Claims (1)

1. 다수의 충전유닛을 가진 가동부와 정지부를 구비하고, 각각의 충전유닛에는 적어도 1개 이상의 전기적으로 작동될 수 있는 밸브수단과, 상기 충전유닛에서 충전을 위하여 단시간 압축된 충전용기내의 피충전물의 충전높이의 상승에 의해 작동되는 하나의 신호방생장치가 설치되어 있는 충전기계를 운전하기 위한 방법에 있어서,

   준비작업, 충전작업, 세정작업, 살균 작업과 같은 충전기계의 여러 작업과정이 각각 다수의 타이밍 사이클로 분할되고, 상기 각 타이밍 사이클에서 충전기계의 신호 방생 장치(S₁, S₂, 21 또는 7, 21)에 의해 작업상태에 관한 현재치를 나타내는 데이타가 측정치의 형태로 호출되고 상기 호출된 데이타가 전자 제어 장치에 기억되고, 목표치를 나타내는 데이타와 비교되고, 그리고 상기 데이타의 비교 결과에 따라 충전유닛의 밸브 제어용 자석(22 및 23)과 병배제장치(49)등과 같은 각종 제어수단들을 작동시키는 제어신호가 전자제어장치(1)로부터 송출되는 방식으로 프로그램가능한 전자 제어 장치에 의해 이와같이 기억된 제어프로그램에 의해 감시되고 제어됨을 특징으로 하는 충전기계운전의 고정사이클 제어방법.

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