WO1995023039A1 - Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer zentralabluftanlage insbesondere für holzverarbeitende betriebe - Google Patents

Abstract

Es wird ein Sollwert (Vsoll) vorgegeben, der insbesondere als ein Soll-Gesamtvolumenstrom ein Maß für das Erreichen eines Mindestwertes der Strömungsgeschwindigkeit im Abluftsammelrohr (AR) darstellt. Ferner werden für Ansaugstutzen (AB1...ABn) des Abluftsammelrohres Kennwerte (V1...Vn) vorgegeben, die insbesondere in Form von Teilvolumenströmen jeweils ein Maß für den durch eine Freigabe des Absperrelementes (VS1...VS2) eines Ansaugstutzens erreichbaren Beitrag zum Gesamtvolumenstrom im Abluftsammelrohr darstellen. Aus den Kennwerten der freigegebenen Absaugstutzen wird eine Summe der Teilvolumenströme (V) gebildet und mit dem Soll-Gesamtvolumenstrom verglichen, und im Falle einer Unterschreitung des Soll-Gesamtvolumenstromes werden diejenigen Absaugstutzen zusätzlich freigegeben, womit möglichst eine Übereinstimmung der sich ergebenden Summe der Teilvolumenströme (V) mit dem Soll-Gesamtvolumenstrom erreichbar ist.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BETRIEB EINER ZENTRALABLUFTANLAGE IN SBESONDERE FÜR HOLZVERARBEITENDE BETRIEBE.

Abluftanlagen, welche zur Entlüftung von Handwerksbetrieben oder industriellen Produktionseinrichtung dienen, müssen in vielen Fällen Luft abfördern, welche mehr oder weniger stark mit Feststoffpartikeln verschmutzt ist. So können in z.B. stein- und holzbearbeitenden bzw. verarbeitenden Betrieben an den dortigen Bearbeitungsmaschinen starke Staub- bzw. Späne¬ emissionen auftreten. Derartige Feststoffpartikelwolken müs¬ sen insbesondere aus Gründen des Arbeitsschutzes (z.B. "Tech¬ nische Regeln für Gefahrenstoffe") mittels einer Abluftanlage möglichst unmittelbar am Entstehungsort abgesaugt werden.

Derartige Feststoffpartikelwolken, die bei der Be- und Ver¬ arbeitung insbesondere von Holz und holzartigen Werkstoffen auftreten, können die Personen an den Bearbeitungsmaschinen belästigen, behindern oder gefährden. Ferner kann durch deren Ablagerung insbesondere in weniger gut belüfteten Bereichen der Abluftanlage die Gefahr eines Brandes oder einer Explo¬ sion erhöht werden. Die hierdurch freigesetzten Stäube und Späne müssen somit bevorzugt unmittelbar im Bereich der Werk- zeuge möglichst innerhalb der betroffenen Bearbeitungsma¬ schinen wirksam erfaßt und abgeführt werden. Sie werden be¬ vorzugt in Abscheidern am Ende der Abluftanlage vor dem Aus¬ tritt des Abluftstromeε von der Rohluft separiert.

Zur Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit der Abluftanlage darf ein Mindestwert für die Strömungsgeschwindigkeit im In¬ neren nicht unterschritten werden. Andernfalls würde die Ge¬ fahr bestehen, daß sich in der Anlage Verunreinigungen ansam¬ meln. Hierdurch könnte die Förderleistung durch Querschnitts- Verengungen beeinträchtigt werden und im ungünstigsten Falle auch Verstopfungen auftreten, so daß die notwendige Schmutz- luf absaugung an den Bearbeitungsmasrhinen nicht mehr gewähr¬ leistet wäre. So ist z.B. nach den "Technischen Regeln für Gefahrenstoffe" in Abluftanlagen für den Abtransport von Holzstaub bzw. Holzspäne (TRGS 553) bei trockenen Spänen eine Mindestluftgeschwindigkeit von >20 m/sec und bei feuchten Spänen von >30 m/sec sicherzustellen. Bei anderen Fördergü¬ tern können auch höhere Geschwindigkeiten erforderlich sein.

Bei der Erreichung dieses Zieles besteht eine Problem darin, daß eine on-line Messung des jeweiligen analogen Istwertes der Geschwindigkeit des Abluftstromes z.B. in einem Abluft¬ sammeirohr bzw. an einer anderen, geeigneten Stelle im Rohr¬ leitungssystem einer Abluftanlage in der Regel aus verschie- denen Gründen nicht möglich ist. Ein in das Rohrleitungssy¬ stem eingebauter Sensor würde ohne besondere, aufwendige Vor¬ sorge- und wiederkehrende Servicemaßnahmen bereits nach kur¬ zer Betriebszeit durch Verschmutzung oder sogar mechanische Beschädigung unbrauchbar werden. Ferner würden sowohl die Installationskosten als auch die Wartungskosten einer mit einer funktionstüchtigen Abluftstrom-Geschwindigkeitsmeßan¬ lage ausgerüsteten Abluftanlage hoch sein, so daß diese ins¬ besondere für kleine bzw. mittelständische Handwerks- und Industriebetriebe eine starke Belastung darstellen würde.

Bei Abluftanlagen können im wesentlichen zwei Typen unter¬ schieden werden. Bei sogenannten Einzelabsauganlagen ist jede Bearbeitungsmaschine über eine separate Rohrleitung mit einem eigenen Ventilator und einem Abscheidesystem ausgerüstet. Einzelabsauganlagen sind naturgemäß aufwendig und somit nur für singuläre Bearbeitungsmaschinen oder Betriebe mit nur wenigen Bearbeitungsmaschinen geeignet. Demgegenüber sind bei sogenannten Zentralabsauganlagen die Bearbeitungsmaschinen einer Produktionseinrichtung über Ansaugstutzen bzw. Stich- leitungen an ein Abluftsammeirohr angeschlossen, welches sich bevorzugt in Strömungsrichtung im Querschnitt erweitert und im Endbereich einen einzigen Ventilator mit Abscheider auf- weist. Der zentrale Ventilator wird mit Aktivierung minde¬ stens einer Bearbeitungsmaschine der Produktionseinrichtung bevorzugt automatisch eingeschaltet, und kann bevorzugt mit einem zeitlichen Nachlauf bei Deaktivierung der letzten Be- arbeitungsmaschine ausgeschaltet werden. Eine Erweiterung dieses Systems stellen sogenannte Gruppenabsauganlagen dar. Dabei werden verschiedene Bearbeitungsmaschinen zu Gruppen zusammengefaßt und jeweils über ein gemeinsames Abluftsammel- rohr mit Ventilator abgesaugt. Jede Gruppe kann für sich als eine Zentralabsauganlage betrachtet und ausgelegt werden. Die einzelnen Gruppen können an einen gemeinsamen Abscheider an¬ geschlossen und unabhängig voneinander betrieben werden. Ein¬ zelne Gruppen können hintereinander bzw. sternförmig zusammen geschaltet sein. Dabei sind die einzelnen Gruppen vorteilhaft über Rückschlagklappen voneinander entkoppelt.

Die Erfindung betrifft Zentralabsauganlagen, welche gegenüber Einzelabsauganlagen eine Vielzahl von Vorteilen aufweisen. Insbesondere wird eine Zentralabsauganlage bezüglich Förder- leistung und Rohrquerschnitte meist nur unter Berücksichti¬ gung eines sogenannten Gleichzeitigkeitsfaktors ausgelegt. Dieser ist ein Maß für die im zeitlichen Mittel maximal zu erwartende Anzahl eingeschalteter Bearbeitungsmaschinen der Produktionseinrichtung. In der Regel erfolgt die Auslegung unter der Annahme, daß im Mittel ca. 40 bis 60 % der vorhan¬ denen Betriebsmittel ständig in Betrieb sind, so daß sich ein Gleichzeitigkeitsfaktor von kleiner als 1 ergibt.

Insbesondere bei Zentral- bzw. Gruppenabsauganlagen besteht aber das Problem, einen vorgegebenen Wert der Strömungsmin¬ destgeschwindigkeit bzw. einen Mindest-Gesamtvolumenstrom innerhalb des sich meist im Querschnitt erweiternden Abluft¬ sammeirohres möglichst unabhängig von der Anzahl der jeweils zugeschalteten Bearbeitungsmaschinen aufrechtzuerhalten. Sind nämlich entsprechend dem jeweiligen Wert des Gleichzeitig¬ keitsfaktors der Abluftanlage zu wenige Bearbeitungsmaschinen in Betrieb, so wird insbesondere im Abluftsa melrohr die zum sicheren und ablagerungsfreien Transport von Staub und Spänen notwendige Strömungsmindestgeschwindigkeit bzw. ein Mindes - Gesamtvolumenstrom unterschritten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, womit unter Vermeidung von aufwendigen Einzelab- saugungen ein sicherer und störungsfreier Betrieb von Zent¬ ralabsauganlagen möglich ist, und bei der unter vollständigem Verzicht auf eine direkte on-line Erfassung eines Istwertes der aktuellen Strömungsgeschwindigkeit im Abluftsammeirohr die Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Mindestwertes für den Gesamtvolumenstrom der Abluft auch bei wechselnden Zu- und Abschaltungen von Betriebsmitteln in der Produktionsan- lage möglich ist .

Die Aufgabe wird gelöst mit der Vorrichtung von Anspruch 1. Vorteilhafte weitere Ausführungsformen derselben sind in den nachfolgenden Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung und die vorteilhaften Ausführungsformen dersel¬ ben werden anhand der nachfolgend kurz dargestellten Figuren näher erläutert . Dabei zeigt

Fig.l ein Blockschaltbild für eine beispielhafte, sieben Bearbeitungsmaschinen aufweisende industrielle Pro¬ duktionseinrichtung, welche mit einer Zentralabluft¬ anlage und einer Betriebsvorrichtung gemäß der Erfin¬ dung ausgerüstet ist, Fig.2 den beispielhaften Aufbau einer Betriebsvorrichtung gemäß der Erfindung ,

Fig.3 ein Ausführungsbeispiel einer "Rohrleitungsliste" des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens, welche bevor¬ zugt in der Speichereinheit eines programmgesteuerten Rechners einer erfindungsgemäßen Betriebsvorrichtung hinterlegt ist, und die Werte der Teilvolumenströme der Ansaugstutzen und des Soll-Gesamtvolumenstromes im Abluftsammeirohr der Zentralabluftanlage enthält,

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel einer "Auswahlreihenfolge" des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens, welche be¬ vorzugt in der Speichereinheit eines programmgesteu¬ erten Rechners einer erfindungsgemäßen Betriebsvor¬ richtung hinterlegt ist, und in der Reihenfolgen mög¬ licher Freigaben weiterer Ansaugstutzen enthalten sind, wenn der gewünschte Wert des Soll-Gesamtvolu¬ menstromes im Abluftsammeirohr nicht erreicht wird, und

Fig.5 eine Diagramm zur Erläuterung der Funktion "Volumen- Stromoptimierung" des erfindungεgemäßen BetriebsVer¬ fahrens bzw. der Betriebsvorrichtung.

Das in Figur 1 dagestellte Blockschaltbild zeigt beispielhaft eine industrielle Produktionseinrichtung, welche sieben Be- arbeitungsmaschinen BM1...BM7 aufweist. Handelt es dabei z.B. um einen holzverarbeitenden Betrieb, so sind diese Bearbei- tungsmaschinen z.B. Sägen, Fräsen, Hobel, Bandschleifer. Bei deren Betrieb fallen u.U. große Mengen von Stäuben und Spänen an, die über eine Zentralabluftanlage AA abgefördert werden müssen. Diese besteht im dargestellten Beispiel aus einem zentralen Abluftsammeirohr AR, in dem ein mit Feststoffparti¬ keln belasteter Abluftstrom LS von einem zentralen Ventilator AG am Ende des Abluftsammeirohres AR abgefördert wird. Der Abluftstrom kann bevorzugt über einen zusätzlichen, nicht dargestellten Abscheider für Feststoffe geführt werden, und über einen Austrittsstutzen LE am Ende des Abluftsammeirohres in die Umgebung entweichen.

Jede Bearbeitungsmaschine BM1...BM7 ist über einen bevorzugt separaten Ansaugstutzen AB1...AB7, welcher auch als Stich¬ leitung bezeichnet werden kann, mit dem Abluftsammeirohr AR der Zentralabluftanlage AA verbunden. Da diese in der Regel für einen "Gleichzeitigkeitsfaktor" mit einem Wert von keiner als eins ausgelegt ist, sind die Ansaugstutzen AB1...AB7 zu den einzelnen Bearbeitungsmaschinen BM1...BM7 mit steuerbaren Absperrelementen VS1...VS7 ausgerüstet. Hierbei handelt es sich bevorzugt um über elektrische Stellantriebe betätigbare Verschlußklappen, die bei Erreichen der jeweiligen End¬ position der Verschlußklappen selbsttätig abschalten. Bevor¬ zugt sind die Ansaugstutzen der Abluftanlage direkt an einer Bearbeitungsmaschine der Produktionseinrichtung angeschlossen bzw. in diese integiert . Es können aber auch weitere, im Bei¬ spiel der Figur 1 nicht dargestellte Ansaugstutzen vorhanden sein, welche nicht unmittelbar einer Bearbeitungsmaschine zu¬ geordnet sind und die Funktion einer lokalen Raumabsaugung haben.

Die Betriebsvorrichtung gemäß der Erfindung weist als zen¬ trales Element einen programmgesteuerten Rechner SPS auf, welcher bevorzugt in Form einer speicherprogrammierbaren Steuerung ausgeführt ist . Diese enthält neben einer Strom- Versorgungsbaugruppe SV als Hauptbestandteile eine Verarbei¬ tungseinheit VE und eine Speichereinheit SP. Diese Elemente sind besonders geeignet, um das Betriebsverfahren gemäß der Erfindung auszuführen. Über eine bevorzugt mehrkanalige Di¬ gitaleingabebaugruppe DE werden Digitaleingänge zur Erfassung von binären Meßwerten bereitgestellt. Diese dienen zu

Signalisierung einer Freigabe oder Sperrung der Ansaugstutzen AB1...AB7 der Zentralabluftanlage an den programmgesteuerten Rechner. Bevorzugt sind diese hierzu mit je einem der Ab¬ sperrelemente VSl...VSn an den Eingängen der Ansaugstutzen verbunden und signalisieren den Betriebszustand des jeweili¬ gen Absperrelementes . Für den Fall, daß die Ansaugstutzen der Abluftanlage direkt den Bearbeitungsmaschinen zugeordnet, un¬ mittelbar an diesen angeschlossen oder darin integiert sind, ist es vorteilhaft, wenn die Absperrelemente der dazugehöri- gen Ansaugstutzen bei Zu- oder Abschaltung der Bearbeitungs¬ maschine gleichzeitig automatisch freigegeben bzw. gesperrt werden. Die erfaßten Meßwerte signalisieren in diesem Fall sowohl den Betriebszustand der Bearbeitungsmaschinen als auch den Betriebszustand der dazugehörigen Ansaugstutzen bzw. von deren Absperrelemente.

Der programmgesteuerte Rechner SPS weist ferner eine bevor¬ zugt mehrkanalige Digitalausgabebaugruppe DA auf, womit Di¬ gitalausgänge bereitgestellt werden. Die hierüber von der Verarbeitungseinheit abgegebenen Digitalsignale bewirken eine Freigabe bzw. Sperrung der Ansaugstutzen. Bevorzugt sind diese hierzu wieder mit je einem der Absperrelemente VS1...

VSn an den Eingängen der Ansaugstutzen verbunden und bewirken bevorzugt über je ein zusätzliches Ankoppelrelais AKR1...AKR7 eine Freigabe bzw. Sperrung der Absperrelemente an den An- saugstutzen.

Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung sind für die Sig¬ nalisierung des Betriebszustandes der Bearbeitungsmaschinen BM1...BM7 und bevorzugt zusätzlich des Betriebszustandes der dazugehörigen Ansaugstutzen bzw. von deren Absperrelementen bevorzugt Stromwandler vorhanden, die bevorzugt eine "Strom¬ fühler"-Elektronik aufweisen. In Figur 1 ist für die erste Bearbeitungsmaschine BMI beispielhaft ein derartiger Strom¬ wandler Sl dargestellt. Dieser iεt zumindest über eine Phase deε Energieversorgungskabelε EK1 von einer zentralen Energie- Versorgung EV zur Bearbeitungsmaεchine BMI geschoben. Der

Stromwandler Sl erfaßt einen Stromfluß im Kabel und liefert über eine Meßsignalleitung BLl ein binäres Signal an die Di¬ gitaleingabe-Baugruppe DE deε programmgeεteuerten Rechner SPS, wenn die Bearbeitungsmaεchine BMI zugeschaltet wurde, d.h. durch das in der Produktionseinrichtung tätige Personal in Betrieb gesetzt wurde. Entsprechende Stromwandler können auch für die übrigen Bearbeitungsmaschinen BM2...BM7 vorhan¬ den sein, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 1 aber nicht dargestellt.

Vorteilhaft wird gleichzeitig mit der Detektion einer Zu- bzw. Abschaltung einer der Bearbeitungsmaschinen vom pro- grammgesteuerten Rechner SPS eine Freigabe bzw. Sperrung des Absperrelementes im dazugehörigen Absaugεtutzen bewirkt. Auch dieε wird wiederum beispielhaft an der ersten Bearbeitung¬ maschine BMI in Figur 1 erläutert . Hierzu wird von der Ver- arbeitungseinheit VE über die Digitalauεgabe-Baugruppe DA und eine Steuerεignalleitung SL1 ein Digitalεignal abgegebenen. Dieεeε bewirkt bevorzugt über je ein zusätzliches Ankoppel¬ relais AKR1 die Freigabe bzw. Sperrung des Absperrelementeε VS1 an dem entεprechenden Anεaugstutzen ABI. Hierüber wird nach Erkennung einer Zuεchaltung der jeweiligen Bearbeitungs¬ maεchine die Freigabe des dazugehörigen Abεperrelementeε be¬ wirkt, um den Anεaugεtutzen mit dem Abluftεammelrohr der Ab¬ luftanlage zu verbinden, und εomit die Ablüftung der Bearbei- tungεmaεchine zu aktivieren.

In Figur 2 εind εchematisch die wesentlichen Elemente einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Betriebs¬ vorrichtung zusammengestellt. Dabei sind auf der Seite der Meßεignalerfaεεung binäre Meßgeber in Form von Stromsensoren Sl...Sn für die Energieversorgungskabel EKl...EKn von Bear¬ beitungsmaschinen BMl...BMn vorgesehen, womit deren Betriebs- zuεtand, d.h. Zu- bzw. Abεchaltung, detektiert und über Meß- εignalleitungen BLl...BLn dem programmgesteuerten Rechner SPS über dessen Digitaleingabe-Baugruppe DE übermittelt werden kann. Auf der Seite der Stellsignalauεgabe iεt eine Digital¬ ausgabe-Baugruppe DA im programmgesteuerten Rechner vorhan¬ den, von der über Steuersignalleitungen SLl...SLn und nach¬ folgenden Ankoppelrelais AKRl...AKRn binäre Steuersignale zur Freigabe bzw. Sperrung der Absperrelemente VSl...VSn von An- saugstutzen ABl...ABn der Zentralabluftanlage ausgegegeben werden können, welche bevorzugt Bearbeitungsmaschinen BMI... BMn direkt zugeordnet sind. Der programmgeεteuerte Rechner SPS weiεt als eine Verarbeitungseinheit VE auf, welche mit einer Speichereinheit SP zusammenarbeitet .

Der Kern der Erfindung wird darin gesehen, daß insbesondere durch koordinierte Freigabe von Absperrelementen an weiteren Anεaugstutzen, insbesondere an inaktiven Ansaugεtutzen, wel¬ che momentan nicht benötigten Bearbeitungmaschinen der Pro¬ duktionsanlage zugeordnet sind, eine vorgegebene Abluft-Min¬ destgeschwindigkeit bzw. ein Soll-Gesamtvolumenεtrom zumin- dest im zentralen Abluftsammeirohr der Zentralabluftanlage, welches im gesamten Rohrleitungssystem den größten Quer¬ schnitt aufweist, aufrechterhalten bzw. wiederhergestellt wird.

Erfindungsgemäß wird hierzu ein Sollwert Vεoll vorgegeben, der insbesondere in Form eines Soll-Gesamtvolumenεtromes ein Maß für den anlagenabhängig gewünschten Mindestwert der Strö¬ mungsgeschwindigkeit im Abluftsammeirohr darstellt. Ferner werden für jeden der in der jeweiligen Zentralabluftanlage AA vorhandenen Ansaugstutzen ABl.,.ABn wiederum anlagenabhängige Kennwerte VI...Vn vorgegeben, welche insbesondere in Form von Teilvolumenströmen jeweils ein Maß für den durch eine Frei¬ gabe des Absperrelementes VS1...VS2 des dazugehörigen Ansaug¬ stutzens erreichbaren Beitrag zum Gesamtvolumenεtrom im Ab- luftsammelrohr AR darstellen. In einer Betriebsvorrichtung sind der Sollwert Vsoll und die Kennwerte VI...Vn vorteilhaft in der Speichereinheit SP des programmgeεteuerten Rechnerε SPS hinterlegbar.

In Figur 3 εind dieεe Werte in Form einer εogenannten " Rohr- leitungsliste " beispielhaft für eine Produktionseinrichtung mit zwölf Bearbeitungsmaschinen BM1...BM12 dargestellt. Dabei ist jeder Bearbeitungsmaschine ein separater Ansaugεtutzen AB1...AB12 zugeordnet, der bei Freigabe einen Teilvolumen- ström V1...V12 zum Gesamtvolumenstrome im Abluftsammeirohr beiträgt. Bei der Bestimmung der einzelnen, den Teilvolumen¬ strömen entsprechenden Kennwerte VI...Vn werden Kenngrößen der Abluftanlage berücksichtigt. Diese sind bevorzugt der Enddurchmesεer des Abluftsammelrohreε, die Anzahl der Be- arbeitungεmaεchinen und die bevorzugt damit übereinεtimmende Anzahl der Ansaugstutzen, die Durchmesεer der einzelnen An¬ saugstutzen, die Längen der Ansaugstutzen und des Abluftsam- melrohres, die Poεition der Ansaugstutzen im Rohrnetz, die Zuordnung der Bearbeitungsmaschinen zu Gruppen bei Vorhan¬ densein einer größeren Anzahl von Bearbeitungsmaεchinen, und die Position der Gruppen im Abluftrohrnetz . Die Kennwerte der einzelnen Teilvolumenströme ergeben sich aus Rohrquerschnitt multipliziert mit der Soll-Gesamtvolumenstrom, z.B. 20m/s. Eine Rohrleitungslänge setzt sich zusammen aus der Länge des Ansaugstutzens bis zum Abluftsammeirohr zuzüglich einer äquivalenten Länge für den Luftwiderstand des Absperr- elementes, eventuell vorhandener Krümmer, uεw..

Mit Vsoll wird der für einen ordnungsgemäßen Betrieb notwen¬ dige Wert des Gesamtvolumenεtromeε der Abluftanlage dem er¬ findungsgemäßen Betriebsverfahren vorgegeben. Vorteilhaft iεt zuεätzlich um dieεen Wert ein Toleranzbereich in Form eineε unteren Grenzwerteε Vmin und eineε oberen Grenzwerteε Vmax definiert. Der Gesamtvolumenstrom befindet sich bei dieser Ausführung folglich dann im gewünschten Bereich, wenn er einen zwischen Vmin und Vmax liegenden Wert aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Betriebεvorrichtung überprüft die Verarbeitungεeinheit VE im programmgeεteuerten Rechner SPS insbesondere nach Inbetriebsetzung zunächst, ob bei einge¬ schaltetem zentralem Ventilator AG der gewünschte Soll-Ge- samtvolumenstrom der Abluft LS im Abluftsammeirohr AR vor¬ handen ist . Hierzu wird erfindungsgemäß zunächst auε den in der Speichereinheit SP hinterlegten Kennwerten die Summe der Teilvolumenströme V von denjenigen Ansaugstutzen gebildet, welche aktuell freigegeben sind. Gemäß der oben angeführten, weiteren Ausführungsform der Erfindung sind bevorzugt genau diejenigen Ansaugstutzen durch Freigabe der dazugehörigen Absperrelemente zugeschaltet und leisten einen Beitrag zur Bildung des Gesamtvolumenεtromeε im Abluftεammelrohr, deren Bearbeitungsmaεchinen εich gerade in Betrieb befinden. Die somit gebildete Summe der Teilvolumenstrόme V kann als ein

Äquivalent für den Istwert des aktuellen Gesamtvolumenεtromeε im Abluftsammeirohr der Zentralabluftanlage angesehen werden. Es ist somit besonders vorteilhaft nicht notwendig, einen Meßgeber zur on-line Erfassung eines zeitechten Istwertes vorzuεehen, dessen Einsatz, wie oben bereits erläutert erheb¬ liche Probleme bereiten würde.

Gemäß der Erfindung wird nun die aktuelle Summe der Teilvo- lumenεtröme V verglichen mit dem anlagenεpezifiεchen Soll- Geεamtvolumenεtrom Vεoll. Im Falle einer Unterschreitung des Soll-Gesamtvolumenstromes Vsoll wird oder werden mittels der vorgegebenen Kennwerte VI...Vn derjenige oder diejenigen Ab¬ saugstutzen zusätzlich auswählt und freigegeben, womit mög¬ lichst eine Übereinstimmung der sich dann ergebenden Summe der Teilvolumenströme V mit dem Soll-Gesamtvolumenstrom Vsoll bzw. eine möglichst geringfügige Überschreitung desεelben erreichbar ist. Bei diesen weiteren Ansaugstutzen handelt es sich bevorzugt um εolche, die momentan nicht in Betrieb be¬ findlichen Bearbeitungsmaschinen zugeordnet εind. Es kann sich aber auch um separate "Raum"-Ansaugstutzen handeln.

Bei einer gemäß der Erfindung aufgebauten Betriebsvorrichtung werden die Kennwerte VI...Vn in der Speichereinheit SP im programmgesteuerten Rechner vorrätig gehalten. Die Bildung der Summe der Teilvolumenströme V und deren Vergleich mit dem anlagenspezifischen, ebenfalls in der Speichereinheit SP hin- terlegten, Soll-Gesamtvolumenstrom Vsoll werden von der Ver¬ arbeitungseinheit VE des programmgesteuerten Rechners vor¬ genommen. Die Nachbildung deε aktuellen Werteε deε Gesamt- volumenεtromeε im Abluftεammelrohr durch die erfindungεgemäße Ermittlung der Summe der Teilvolumenströme V freigegebener Ansaugstutzen und dessen Überwachung auf Überschreitung des jeweils vorgegebenen Soll-Gesamtvolumenεtromes werden bevor¬ zugt nach jedem Einschalten des zentralen Ventilators AG und bei jeder Detektion einer Zu- bzw. Abschaltung einer Bearbei¬ tungsmaεchine durchgeführt.

Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung wird desweiteren eine sogenannte " Volumenstromoptimierung " durchgeführt, und zunächεt an Hand der Darstellung in Figur 5 erläutert. Auf deren Rechtswertachse ist der aktuelle Wert V der Summe der Teilvolumenεtröme der freigegebenen Anεaugεtutzen in Prozent dargeεtellt. Der Summenwert V kann dabei in einem von drei dargestellten Bereichen liegen. Entspricht im Idealfall der Summenwert V annähernd dem jeweiligen Wert des Soll-Gesamt- volumenεtromen Vεoll, d.h. V ■= VSOLL , dann befindet εich die Zentralabluftanlage im optimalen Betrieb. Vorteilhaft ist um dem Zielwert Vsoll ein aus einer unteren und einer oberen Grenze bestehender Toleranzbereich Vmin, Vmax gelegt, so daß εich ein mittlerer Bereich für den optimalen Betrieb ergibt.

Weist dagegen die Summe V einen unterhalb von Vsoll bzw. un¬ terhalb der unteren Grenze Vmin liegenden Wert auf, d.h. V « VSOLL , dann ist der aktuelle Wert des Gesamtvolumen¬ stromes zu gering. In diesem Fall iεt die Luftabsaugleistung der freigegebenen Ansaugstutzen zu gering, und es beεteht die Gefahr deε Auftretenε von Feεtstoffablagerungen in den Rohr¬ leitungen der Zentralabluftanlage. Es sind zu wenige Ansaug- εtutzen freigegeben, bzw. Bearbeitungsmaεchinen zugeεchaltet. Erfindungsgemäß wird durch Freigabe von weiteren Ansaugεtut¬ zen inεbeεondere von nicht in Betrieb befindlichen Bearbei- tungεmaεchinen verεucht, daß die εich dann ergebende Summe der Teilvolumenεtröme möglichεt mit Vsoll übereinεtimmt, bzw. dieεen Wert nur möglichεt geringfügig überεchreitet . Kann da¬ bei kein Kombination von Anεaugεtutzen aufgefunden werden, bei der die Summe der Teilvolumenεtröme mit Vεoll überein¬ εtimmt, sondern gibt es lediglich Kombinationen, bei denen dieser Wert in jedem Fall überschritten wird, so kann mit einer zusätzlichen " Volumenstromoptimierung " diejenige

Kombination herausgefunden werden, bei diese Überschreitung möglichst geringfügig ist.

Weist in einem letzten Fall die Summe V einen oberhalb von Vsoll, bzw. oberhalb der oberen Grenze Vmax liegenden Wert auf, d.h. V » VSOLL , dann ist der aktuelle Wert des Gesamtvolumenεtromes im Abluftsammeiröhr zwar zu groß. Dieser

bis 12 ist in der ersten Zeile von Figur 1 dargestellt und als " normale Auswahl " bezeichnet. Die Ansaugstutzen 1,2,3, ... mit der höchsten Priorität sind in diesem Normal¬ fall somit am weitesten vom zentralen Ventilator AG am Ende der Abluftanlage AA entfernt.

Erfindungsgemäß wird nun von der " Volumenstromoptimierung " vor der Freigabe eines weiteren Ansaugstutzens ABI... ABn mittels deε dazugehörigen Kennwertes VI...Vn zunächst die zu erwartende Summe der Teilvolumenströme V gebildet und gespei¬ chert, d.h. der Gesamtvolumenstromiεtwert im Abluftsammeirohr nachgebildet. Für den Fall, daß die Summe der Teilvolu¬ menströme V den Soll-Gesamtvolumenstrom Vsoll im Abluftsam¬ meirohr AR erheblich überschreitet, insbesondere größer als der obere Grenzwert Vmax eines um den Soll-Gesamtvolumenεtrom Vεoll liegenden Toleranzbereiches Vmin,Vmax ist, wird von der " Volumenεtromoptimierung " die Auεwahlreihenfolge verändert und anεchließend mittels der Kennwerte VI...Vn eines oder mehrerer weiterer Ansaugεtutzen die jeweilε zu erwartende Summe der Teilvolumenströme V wiederholt gebildet und gespeichert. Auf diese Weise können mehrere Sätze von unterschiedlichen Auswahlreihenfolgen von Ansaugstutzen entstehen, die alle einen anderen Summenwert der Teilvolumen¬ ströme zur Folge haben. Diese Summenwerte überschreiten den Soll-Gesamtvolumenstrom Vsoll bzw. den oberen Grenzwert Vmax eines darum liegenden Toleranzbandes mehr oder weniger. Im Beispiel der Figur 4 εind in den unter der Zeile "normale Auswahl" befindlichen Zeilen mehrere von derartigen Opti¬ mierungsauswahlfolgen dargestellt. So werden bei der 1. Optimierungsauswahlfolge die Ansaugstutzen 2, 4, 6, 8 u.s.w. für eine Freigabe bereitgehalten. Bei der 2. Optimierungεauε- wahlfolge werden die Anεaugstutzen 3, 6, 9, 12 u.s.w. für eine Freigabe bereitgehalten. Bei der 3. Optimierungsauεwahl- folge werden die Anεaugεtutzen 4, 8, 12, 3, 7, 11, 2 u.ε.w. für eine Freigabe bereitgehalten.

Vmin und Vmax liegenden Wert von V aufzufinden. Schlägt dies wiederum fehl, so werden die sich bei einer sukzessiven Freigabe der Ansaugstutzen 3, 6, 9, 12, 5, 8, 11, 1, 7, 10 aus der 2. Optimierungsauswahlfolge sich ergebenden Summenwerte der Teilvolumenströme berechnet . Schließlich wer¬ den die weiteren Ansaugεtutzen entsprechend derjenigen Aus¬ wahlreihenfolge freigegeben, bei denen die dazugehörige Summe der Teilvolumenströme V einen Wert aufweist, der den Wert des Soll-Gesamtvolumenεtromes Vsoll bzw. den oberen Grenzwert Vmax eines um den Soll-Gesamtvolumenstrom Vsoll liegenden Toleranzbereiches Vmin,Vmax möglichst geringfügig über¬ schreitet. Im Beispiel der ursprünglich freigegebenen An¬ saugstutzen AB2 und AB4 sei angenommen, daß diese Bedingung nach weiterer Zuschaltung der Ansaugstutzen 1, 3, 5, 6, und 7 gemäß der "normalen Auswahlfolge" erfüllt sei.

Die Berechnung des aktuellen Istwerteε des Gesamt-Volumen¬ stromes der Abluftanlage auf dem Wege der Nachbildung über die Summe der Teilvolumenεtröme wird auε Gründen der Pro- grammlaufzeit im programmgeεteuerten Rechner bevorzugt dann aktiviert, wenn eine Veränderung der Belegung bei den Bear¬ beitungsmaεchinen detektiert wurde, d.h. Bearbeitungsmaschi¬ nen vom Personal zu- bzw. abgeschaltet wurden. Bei Änderung werden zuerst die Ansaugvorrichtungen der ein- bzw. ausge- schalteten Bearbeitungsmaεchinen ebenfallε ein- bzw. ausge¬ schaltet; anschließend werden die Summe der Teilvolumenströme und die εich ergebende Wert deε Geεamtvolumenεtromes mit dem vorgegebenen Soll-Gesamtvolumenεtrom Vsoll bevorzugt am Ende des Abluftsammeirohres verglichen.

Die erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung findet bevorzugt Anwendung bei Zentralabluftanlagen, welche zur Abführung von mit Partikeln behafteter Luft aus holzverarbeitenden und holzbearbeitenden Betrieben eingesetzt werden, insbeεondere auε Schreinereien und Möbelfabriken.

Claims

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Betrieb einer Zentralabluftanlage (AA) , welche in ein Abluftεammelrohr (AR) mündende Ansaugstutzen (ABl...ABn) mit steuerbaren Abεperrelementen (VSl...VSn) auf¬ weist, mit

a) Meßgebern (Sl...Sn), welche eine Freigabe bzw. Sperrung der Absperrelemente (VSl...VSn) von Absaugstutzen (ABl...ABn) signalisieren,

b) einem programmgesteuerten Rechner (SPS) , mit

bl) einer Speichereinheit (SP) , in welcher hinterlegbar sind

bll) ein Sollwert (Vsoll), der insbesondere in Form ei¬ nes Soll-Gesamtvolumenstromes ein Maß für das Er¬ reichen eines Mindestwerteε der Strömungεgeschwin- digkeit im Abluftsammeirohr (AR) darstellt, und

bl2) den Ansaugstutzen (ABl...ABn) zugeordnete Kennwerte (VI...Vn), die insbesondere in Form von Teilvolu¬ menströmen jeweils ein Maß für den durch eine Frei¬ gabe des Absperrelementeε (VS1...VS2) eineε Anεaug- Stutzens erreichbaren Beitrag zum Gesamtvolumen¬ strom im Abluftsammeirohr (AR) darεtellen, und mit

b2) einer Verarbeitungεeinheit (VE), welche

b21) auε den Kennwerten (Vl...Vn) der freigegebenen Ab- saugεtutzen (ABl...ABn) eine Summe der Teilvolu¬ menströme (V) bildet und mit dem Soll-Gesamtvolu¬ menstrom (Vsoll) vergleicht, und

b22) im Falle einer Unterεchreitung des Soll-Gesamtvo¬ lumenstromes (Vsoll) mittels der gespeicherten Kennwerte (VI...Vn) den- oder diejenigen Abεaug- stutzen zusätzlich auswählt und freigibt, womit möglichst eine Übereinstimmung der sich ergebenden Summe der Teilvolumenströme (V) mit dem Soll-Ge¬ samtvolumenstrom (Vsoll) oder eine möglichst ge- ringfügige Überschreitung desselben erreichbar ist.

2. Vorrichtung nach Anεpruch 1, wobei mindeεtenε ein Ansaug¬ stutzen (ABl...ABn) einer Bearbeitungsmaschine (BMl...BMn) in einer Produktionseinrichtung direkt zugeordnet ist, eine Zu- bzw. Abschaltung der Bearbeitungεmaschine vom programmgesteu¬ erten Rechner (SPS) detektiert wird und dieser gleichzeitig eine Freigabe bzw. Sperrung des Absperrelementeε (VSl...VSn) deε Abεaugstutzenε (ABl...ABn) bewirkt.

3. Vorrichtung nach Anεpruch 2, wobei zur Detektion einer Zu- bzw. Abschaltung einer Bearbeitungsmaschine (BMl...BMn) ein Stromwandler (Sl...Sn) vorgesehen ist, welcher einen Strom¬ fluß in mindestens einem Energieversorgungskabel (EKl...EKn) der Bearbeitungsmaεchine (BMl...BMn) erfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in der Speichereinheit (SP) hinterlegbar ist mindestens eine Aus¬ wahlreihenfolge, in der von der Verarbeitungseinheit (VE) im Falle einer Unterschreitung des Soll-Gesamtvolumenεtromeε (Vsoll) durch die Summe der Teilvolumenströme (V) Ansaug¬ stutzen (ABl...ABn) zusätzlich freigegeben werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Auswahlreihenfolge so vorgegeben iεt, daß von der Verarbeitungεeinheit (VE) die in Richtung der Strömung der Abluft angeordneten Ansaug¬ stutzen (ABl...ABn) εukzeεsive freigegeben werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Verarbeitungsein¬ heit (VE)

a) vor der Freigabe eines weiteren Ansaugstutzens (ABI... ABn) mittels des dazugehörigen Kennwertes (VI...Vn) die zu erwartende Summe der Teilvolumenströme (V) bildet und speichert,

b) für den Fall, daß die Summe den Soll-Gesamtvolumenεtrom (Vsoll) im Abluftsammeirohr (AR) erheblich überschreitet, insbesondere größer als der obere Grenzwert (Vmax) eines um den Soll-Geεamtvolumenεtrom (Vεoll) liegenden Tole¬ ranzbereiches (Vmin,Vmax) ist, unter Veränderung der Aus¬ wahlreihenfolge mittels des Kennwertes (VI...Vn) eineε oder mehrerer weiterer Anεaugεtutzen die jeweils zu er¬ wartende Summe der Teilvolumenströme (V) wiederholt bil¬ det und speichert, und

c) eine Freigabe der zusätzlichen Ansaugstutzen aus der e- nigen gespeicherten Auεwahlreihenfolge veranlaßt, bei der die Summe der Teilvolumenεtröme (V) den Wert des Soll-Ge¬ samtvolumenstromes (Vsoll) bzw. den oberen Grenzwert (Vmax) eineε um den Soll-Gesamtvolumenstrom (Vsoll) lie¬ genden Toleranzbereiches (Vmin,Vmax) möglichst gering- fügig überschreitet.