dadurch gekennzeichnet, daß
c) den Steuermitteln eine Baugruppe (30; 30a;30b) mit mehreren Reglern (50i...„; 50) übergeordnetist,
d) die Stellglieder (14,16; 16a,- 16b) der Steuermittel
zusätzlich für eine Ansteuerung durch die Regler-Baugruppe (30; 30a;3Qb) ausgelegt sind
und
e) die Regler (5Oi ...n;50) mittels erster Umschalter
(20, 26; 26i ... „Jden Steuermitteln zuschaltbar
sind.
2. Getreidemühlenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Regelkreise
der Regler (5Oi ... m 50) voneinander unabhängig
sind.
3. Getreidemühlenanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein, vorzugsweise alle Regler (50i... „;50)
einen extern, insbesondere von Hand (M^) steuerbaren
Sollwertgeber (52|... „: 52) auf weisen.
4. Getreidemühlenanlage nach Anspruch 3, mit wenigstens einem Meßgerät (45; 45a, 45b) zur
Ermittllung operativer Verfahrensparameter (T, D), dadurch gekennzeichnet, daß der Steureingang
(Adressenleitung) des Sollwertgebers (52i ... /vjmit
dem Signalausgang des Meßgerätes (45; 45a, 45b) verbindbar ist.
5. Getreidemühlenanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Baugruppe (30a) einen mehreren Reglern (50i ... „)
gemeinsam übergeordneten und mittels zweiter Umschalter (27| ...„) den Reglern (50, ... „) zur
Sollwertvorgabe zuschaltbaren Sollwertspeicher (42) aufweist.
6. Getreidemühlenanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß pro Verfahrenszone
jeweils ein Sollwertspeicher (42) vorgesehen ist.
7. Gefeidemühlenanlage nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertspeicher (42) pro Verfahrenszone mit abgeschlossenen,
zusammenhängenden Sollwert-Schemata (z. B. Lochkarten 43) besetzbar und schemaweise adressier-
und lesbar ist, wobei jedes Sollwertschema einem Satz vorgegebener Verfahrensparameter
entspricht.
8. Getreidemühlenanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Regler-Baugruppe (3OaJ einen Leitrechner (Prozessor) (40) aufweist, dessen Steuerausgänge mit den
Adressen-Eingängen des Sollwertspeichers (42) verbindbar sind.
9. Getreidemühlenanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindestens ein Teil der
Steuereingänge des Leitrechners (40) mit den Signalausgängen der Meßgeräte (45) verbindbar ist
10. Getreidemühlenanlage nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
κι zum Einschreiben neuer Sollwerte die (Schreib-)
Eingänge der Sollwertgeber bzw. -speicher (42; 52i ... njmit den Signalausgängen der Istwertfühler
über Signalleitungen fSi...„; SJ verbindbar sind.
11. Getreidemühlenanlage nach einem der Anr>
Sprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Baugruppe (3ObJ einen mehreren Leitrechnern (40) gemeinsam übergeordneten und mittels dritter
Umschalter (62, ... „Jzur Steuerung der Leitrechner
(40) diesen zuschaltbaren Hauptrechner (60) auf-2« weist.
12. Getreidemühlenanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Sollwertgeber (40, 42) als Sollwertsteller zur Vorgabe einer Führungsgröße ausgebil-
.'", det ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Getreidemühlenanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen
Gattung.
Getreidemühlenanlagen sind im heutigen Stand der
r> Technik weitgehend automatisiert. Es werden teils modernste Mittel wie Computer für die Steuerung und
Überwachung des Siloabteils und in der Buchhaltung eingesetzt. Das Herz der Mühle, nämlich die Vermahlung,
insbesondere auch die Walzenmühlen, sowie auch
4ti die Mahlvorbereitung (Reinigung und Netzung) sind
über die bekannten Steuermittel durch wechselseitige Verriegelung ihrer einzelnen Anlagenelemente derart
verbunden und gesteuert, daß der Betrieb während der Anlauf-, Arbeits- und Auslaufphase als quasi automa-
Ίί tisch betrachtet werden kann. Der ganze Produktstrom
wird selbsttätig von der Rohfrucht über alle Mahlstufen B\, Bi usw. über Sichter usw. Geführt. Die gewünschten
Endprodukte werden dann stufenweise gewonnen. Zwei Faktoren — neben vielen anderen — charakterisieren
w besonders eine Getreidemühle:
1. die Ausbeute an hellen Mehlen und Grießen, usw. und der entsprechende Rest an Kleie, Schale usw.,
der meistens der Tierfütterung zugeführt wird;
2. die Asche.
Für Weißmehl verlangt der Kunde sehr tiefe Aschewerte. Der Mühlenbesitzer möchte allerdings
möglichst viel von der Rohfrucht, insbesondere vom Mehlkern herausarbeiten. Eine ganze Anzahl Faktoren,
z. B. die Griffigkeit des Mehles, die Backeigenschaften, der Geschmack und der Duft des Brotes werden vom
Müller selbst mit den menschlichen Sinnen geprüft und auch ständig überwacht. Die Zuverlässigkeit der
einzelnen Maschinen, der mechanischen Förderelemente, der Steuermittel der Anlagensteuerung usw. ist heute
auf einen derart hohen Stand gebracht worden, daß ein einzelner Mensch, nämlich der Müller bzw. der
Obermüller ganz allein eine große Mühle von
beispielsweise 300 bis 4001 Tagesleistung überwachen
kann.
Gerade in jüngster Zeit sind viele Vorschläge für eine weitere Automatisierung von Getreidemühlenanlagen
gemacht worden.
So ist es z. B. aus der Fachzeitschrift »Die Mühle«,
1961, S. 77 bis 79 und 92 bis 93 bekannt, eine Getreidemühlenanlage gemäß der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 angegebenen Gattung auszubauen. Die dieser Literaturstelle entnehmbare Lehre gehl von der
Problemstellung aus, daß bei konventionellen Mühlenanlagen die Regelung und Einstellung der Maschine, und
damit die Arbeitsergebnisse durch die in langer Erfahrung geübte Hand des Müllers vorgenommen und
ständig überwacht werden, dieses müllerische Gefühl jedoch längst nicht mehr den ständig steigenden
Anforderungen an Qualität und Gleichmäßigkeit der Endprodukte genüge. Auch werde die bisherige
Führung von Mühlen mittels des Obermüllers den betriebswirtschaftlichen Erfordernissen nicht mehr
gerecht Darüber hinaus sei die ständig fortschreitende Rationalisierung und Produktivitätssteigerung in Getreidemühlenanlagen
mit den quasi automatischen konventionellen Steuermitteln nicht mehr möglich. Zur
Lösung dieses Problemes wird in der angegebenen Literaturstelle vorgeschlagen, eine Vollautomation, d. h.
eine Regelung, schrittweise einzuführen und derart weiterzutreiben, daß am Ende die restlos automati ,ierte
»Traummühle« steht. Die schrittweise Einführung der Vollautomation wird darin gesehen, daß nacheinander
einzelne Anlagenelemente bzw. Arbeitsvorgänge oder Verfahrenszonen im Sinne einer hundertprozentigen
Selbstregelung vollständig automatisiert werden und die jeweils konventionelle Phase vollständig ablösen.
Gleichzeitig wird in der angegebenen Literaturstelle darauf hingewiesen, daß die restlose Automation in der
Vermahlungszone nur mit Hilfe neuer Vermahlungsmaschinen möfe.iuh sein werde. Dies bedeutet eine konsequente
Verdrängung der konventionellen Anlagenelemente und deren Steuermittel aus der herkömmlichen
Getreidemühlenanlage. In diese Verdrängung ist auch der Müller wegen seiner den eingangs genannten
Anforderungen nicht mehr genügenden Fähigkeiten miteinbezogen.
Auch die Literaturstelle »Die Mühle«, 1958, S. 57 bis 58 befaßt sich mit der Problemstellung, in Getreidemühlenanlagen
eine Vergrößerung der Produktivität je Arbeitskraft und weniger Möglichkeiten für den Einfluß
menschlicher Unzulänglichkeiten zu erreichen. Zur Lösung dieses Problems wird — wie in der zuvorgenannten
Literaturstelle — die schrittweise Einführung der Vollautomation vorgeschlagen. Als Beispiele werden
hierbei die vollautomatische Regelung des Walzenabstandes unter Einsatz eines Prozeßrechners sowie ein
vollautomatisches Mischen der Mehle erörtert. Auch diese Literaturstelle lehrt insgesamt den Ersatz
konventioneller Steuermittel durch vollautomatische Regelkreise unter Einsatz elektronischer Rechenanlagen.
Aus der Fachzeitschrift »Die Mühle + Mischfuttertechnik«, 1965, S. 686 ist es bekannt, in Getreidemühlenanlagen
eine Entlastung des Bedienungspersonals durch automatisierte Kontrolle und Regulierung des Vermahlungsprozesses
auf Walzenstühlen, denen jeweils eine Siebeinrichtung nachgeschaltet ist, zu erzielen. Diese
Entlastung wird nach der angegebenen Lehre dadurch erreicht, daß das Verhalten eines jeden Walzenmahlwerkes
ermittelt wird, und zwar hinsichtlich des
Verhältnisses von Siebdurchfall zu Siebabstoß in einer ihm nachfolgenden Prüfsiebeinrichtung. Ferner dadurch,
daß der Walzenabstand derart geiegelt wird, daß das Verhalten der Walzenmahlwerke im Hinblick auf
das Verhältnis von Siebdurchfal! zu Siebabstoß im nachfo'genden Prüfsichter einem vorgegebenen Schema
entspricht. Zur Ermittlung des Verhaltens der Walzenmahlwerke bezüglich des Verhältnisses von
Siebdurchfall zu Siebabstoß sind im wesentlichen Waagen vorgesehen, deren Meßwerte einem Regler
zugeführt werden. Der Regler bildet dann in bekannter Weise durch Vergleich der gemessenen Istwerte mit
gespeicherten Sollwerten ein Steuersignal, welches als Stellgröße den im Regelkreis vorgesehenen Stellgliedern
zugeführt wird. Auch diese Literaturstelle lehrt den Ersatz konventioneller Steuermittel durch die Einführung
von Regelkreisen, wobei jedoch eine Übersteuerung der Regelkreise durch Handbedienung vorgesehen
ist.
Auch die Erf ndung befaßt sich mit dem Problem der Führung des Arbeitsprozesses in einer Getreidemühlenanlage.
Dabei liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäbe Getreidemühlenanlage derart zu
verbessern, daß unier weitestgehender Beibehaltung ihrer bisherigen Vorteile die Führung derselben
erleichtert und ein gleichmäßiger Lauf garantiert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Demgemäß lehrt die erfindungsgemäße Lehre keinen Ersatz der konventionell verriegelten bzw. gesteuerten
Mühle oder Teilen der Mühle (konventionelle Automatik in einer Mühle) durch eine vollständig geregelte oder
vollständig automatisch arbeitende Teile der Mühle, sondern eine zusätzliche Bestückung, einschließlich
Umrüstung der Konventionellen Mühlenautomatik durch zuschaltbare Baugruppen mit Reglern, einschließlich
Istwertfühlern, Sollwertgebern und Vergleichern. Hierbei ist einerseits nach Zuschaltung der Baugruppe
zur konventionellen Mühlenautomatik die Mühlenanlage hinsichtlich des so gebildeten Regelkreises vollautomatisch
führbar und andererseits nach Abkopplung der Baugruppe von der konventionellen Automatik (Steuermittel)
die Mühle in konventioneller Weise führbar.
Eine wichtige Erkenntnis der erfindungsgemäßen Lehre liegt daiin, daß eine Getreidemühle weder eine
chemische Farbik noch eine Futtermühle oder eine Zementfabrik ist und nicht nach diesen Vorbildern
betrieben werden darf, sondern in der ihr eigenen Gesetzmäßigkeit belassen werden muß. Es ist erkannt
worden, daß die konsequente Verdrängung des Menschen aus der Mühle auch die Mühle von ihrem Ziel
wegführen würde, nämlich die Herstellung des Rohstoffes Mehl, Grieß, usw. für gutes Brot, Teigwaren oder
dergleichen für den Menschen. Wenn schon beim Tier gilt, daß Futter usw. in der ihm zusagenden Beschaffenheit
offeriert werden soll, so gilt dies erst recht für den Menschen. Es ist erkannt worden, daß hierzu das
Mitwirken des Müllers unerläßlich ist. Demgemäß kann nur durch volles Zusammenarbeiten des Müllers mit der
bzw. den Maschinen ein gutes Endprodukt erreicht werden. Die erfindungsgemäße Mühle kann beispielsweise
insoweit mit einem modernen Passagierflugzeug verglichen werden, als sie einen automatischen Piloten
erhält, welcher die Führing unterstützt, nicht aber ersetzt. Genau wie beim Flugzeug soll letztlich auch in
der Mühle das »Starten« bzw. Anlaufen, »Fliegen« bzw. eingefahrener Betriebszustand und »Landen« bzw.
Auslaufen unterstützt werden. Der Obermüller soll die
aktive Führung und Leitung der Getreidemühlenanlage behalten und hierbei mit seinen menschlichen Sinnen
zumindest die wichtigsten Einflußfaktoren berücksichtigen und entsprechende Steuerbefehle jederzeit eingeben
können. ,
Die Beibehaltung der konventionellen Steuermittel und die Zuordnung von Regelkreisen im Sinne einer
Überordnung zu den konventionellen Steuermitleln, wobei die Stellglieder der Steuermittel in den
Regelkreis einbezogen werden, hat den Vorteil, daß bei <*,
Ausfall oder Abschalten eines Reglers oder der Baugruppe mit den Reglern das betreffende Anlageelement
wie bisher von den konventionellen Steuermitteln gesteuert wird. Hierdurch wird ein stabiler Lauf der
Mühle garantiert. i,
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Getreidemühlenanlage
gemäß Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Maßnahme gemäß Anspruch 2 hat den Vorteil, daß eine Wechselwirkung zwischen benachbarten ?„
Regelkreisen vermieden und insoweit die Beherrschung der einzelnen Regelkreise erleichtert wird. Dies gilt
insbesondere im Hinblick auf Störgrößen, die nicht in allen Fällen genau bekannt sind.
Die Maßnahme gemäß Anspruch 3 hat den Vorteil, daß die Sollwerte den jeweils herrschenden Verfahrensparametern bequem anpaßbar sind. Verfahrensparameter
in diesem Sinne können einmal die vorgegebenen Verfahrensparameter, beispielsweise Getreideart, Getreidemischung,
Getreidesorte, Anbaugebiet, herzustel- jn lendes Produkt etc. sein, andererseits können es auch
operative Verfahrensparameter, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Dosierung, etc. sein.
Da letztlich stets der Obermüller entscheiden muß, welche Sollwerte vorgegeben werden sollen, ist auch die j-,
externe Handsteuerung vorgesehen.
Die Maßnahme gemäß Anspruch 4 hat den Vorteil, daß die Sollwertvorgabe bei Kenntnis des funktionellen
Zusammenhanges zwischen operativen Verfahrensparametern und den auf die jeweilige Getreidemühlenan- w
lage bezogenen optimalen Werten für die Regelgrößen selbsttätig durchführbar ist.
Die Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 5 bis 7 haben den Vorteil, daß bei Kenntnis der optimalen
Werte für die Regelgrößen unter Berücksichtigung v, vorgegebener und operativer Verfahrensparameter
diese jederzeit bequem abrufbar in einem Sollwertspeicher abgelegt werden können. Anstatt wie bisher die
oben genannten Optimalwerte in seinem Gehirn oder Notizbuch »speichern« zu müssen, kann sich der v\
Obermüller stattdessen nun eines elektronischen Speichers bedienen. Hierbei kann der Sollwertspeicher so
ausgelegt sein, daß über ein Sollwertschema, beispielsweise
eine jederzeit austauschbare Lochkarte, ein Satz Sollwerte einem Satz Verfahrensparameter zuordenbar
ist Die Maßnahme gemäß Anspruch 6 dient hierbei — wie auch die Maßnahme gemäß Anspruch 2 — der
klaren Trennung unterschiedlicher Verfahrenszonen und insoweit einer Dezentralisierung der gesamten
Steueranlage, derart, daß bei Ausfall oder Störung m>
innerhalb einer Verfahrenszone die andere unabhängig hiervon weiterarbeiten kann.
Der Weiterbildung des insbesondere in den Ansprüchen 1, 2, 5 und 6 zum Ausdruck kommenden Prinzips
des hierarchischen, gleichzeitig aber dezentralen Aufbaues der erfindungsgemäßen Getreidemühlenanlage
dient die Maßnahme gemäß Anspruch 8. Der Leitrechner ist nämlich einerseits dem Solhvertspeicher
übergeordnet, andererseits aber von diesem jederzeit abkoppelbar. Ferner wird durch diese Maßnahme der
Vorteil erreicht, daß die vorgegebenen Parameter bequem dem Leitrechner eingegeben werden können,
worauf dieser dann selbsttätig die entsprechenden Sollwerte im Sollwertspeicher adressiert und insoweit
eine Grobeinstellung der Getreidemühlenanlage zu Beginn eines Vermahlungsprozesses ermöglicht.
Fine weitere Verfeinerung im Sinne einer Korrektur der Sollwerte wird durch die Maßnahme gemäß
Anspruch 9 ermöglicht, da nunmehr auch noch die operativen Verfahrensparameter bei der Sollwertvorgabe
selbsttätig berücksichtigt werden können.
Die Maßnahme |;emäß Anspruch 10 ermöglicht, daß
der Obermüller zunächst durch Probieren unter gegebenen Verfahi ensbedir.gungen (vorgegebene und
operative Verfahrensparameter) optimale Wert für die zu regelnden Grollen von Hand ermittelt und diese
Werte dann als ntue Sollwerte in die Sollwertgeber oder den Sollwerts reicher eingibt. Diese Werte stehen
dann jederzeit bei gleichen oder ähnlichen Verfahrensbedingungen abrufliereit zur Verfügung. Diese Art der
Automatisierung is: an sich aus der DE-OS 24 13 956 bekannt. Sie ersetzt im Prinzip das Gehirn oder
Notizbuch des Obt rmüllers durch einen Sollwertspeicher
und dessen Augen oder Bleistift durch die Signalleitungen.
Die Maßnahme gemäß Anspruch 11 dient den weiteren Ausbau der erfindungsgemäßen Getreidemühlenalage
unter Berücksichtigung des hierarchischen, gleichzeitig aber dezentralen Aufbauprinzips, wobei der
Hauptrechner ganze Arbeitsprogramme für Wochen oder Monate vorgeben kann.
Die Maßnahme gemäß Anspruch 12 schafft die Möglichkeit, daß die Baugruppe mit den Reglern auch
während der Anlauf- und/oder Auslaufphase auf die Getreidemühlenanlage einwirken kann, so daß unter
Beibehaltung der konventionellen Steuermittel die Baugruppe in allen Phasen des Arbeitsprozesses einer
Getriedemühlenanlage dem Obermüller bei der Führung derselben behilflich sein kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den diesem zugeordneten schematischen
Zeichnungen näher erläutert:
In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles
der erfindungsgemäßen Getreidemühlenanlage.
F i g. 2 ein Ausfünrungsbeispiel für den Aufbau eines
Abschnittes (Regler-Baugruppe) der Getreidemühlenanlage gemäß 1.
F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Aufbau eines gegenüber F i g. 2 erweiterten Abschnittes
(erweiterte Regler-Baugruppe) der'Getreidemühlenan- lage gemäß F i g. 1,
Fig.4 ein Ausführungsbeispiel für eine Regelung
eines Walzenspaltes.
In den Blockschaltbildern gemäß den 1 bis 3 veranschaulichen
die gestrichelten Linien: die Eingriffsmöglichketten des Obermüllers M in die erfindungsgemäße
Getreidemühlen anlage,
die strichpunktierten linien: die Wechselwirkungen zwischen dem Maschinenpark 12, dessen
Steuermittel 14, 16 einschließlich der an sich bekannten Verriegelungseinheit und der Reglerbaugruppe 30,30a 306 und
die ausgezogenen Linien: den Signalfluß zwischen den Elementen der Reglerbaugruppe 30,30a, 30b.
Gemäß 1 weist die Getreidemühlenanlage einen Maschinenpark 12 und die an sich bekannten Steuermittel,
einschließlich einer Verriegelungseinheit 14 und Stellgliedern 16 (Stellmotoren und Stellorganen) zur
Steuerung des Maschinenparks 12 auf. Vorstehende Teile der Mühlenanlage werden als Anlage plus
Steuerung 10 zusammengefaßt. Die Anlage plus Steuerung 10 umfaßt als Verfahrenszonen den Silotrakt
und die Abschnitte für die Mahlvorbereitung und die Vermahlung. Die Anlage plus Steuerung 10 ist über
Umschalter 20 und 26 einer Baugruppe 30,30a bzw. 30b zuschaltbar (F i g. 2 u. 3). Die Zuschaltung erfolgt durch
den Oberrniiüer A-/. Die Baugruppe 30a weist gemäß 2
einen Leitrechner 40 auf, der einen Sollwertspeicher 42 ansteuert. Der Sollwertspeicher 42 gibt gemäß dem
Befehl des Leitrechners 40 Sollwerte den Reglern 5Oi bis 5On vor. Dei Regler 5Oi bis 5On greifen an den 2»
Anlageelementen der Verfahrenszonen ein.
In Fig.2 ist nur ein Leitrechner 40 dargestellt.
Vorzugsweise weist aber die erfindungsgemäße Getreidemühlenanlage drei Leitrechner mit untergeordneten
Bauelementen (2) auf, wobei jeweils eine derartige r> Baugruppe 30a genau einer Verfahrenszone, nämlich
der Silo-, Mahlvorbereitungs- oder Vermahlungszone zugeordnet ist.
Die in F i g. 3 dargestellte Baugruppe 30b weist einen Hauptrechner 60 auf, der in Wechselwirkung mit zwei «>
oder mehr Leitrechnern, einschließlich nachgeordneter Bauelemente gemäß 2, insbesondere also den Baugruppen
30a, steht.
Sobald durch Betätigung der Umschalter 20, 26 bzw. 26i...„, die Baugruppe 30, 30a oder 306 zum js
gegenseitigen Informationsfluß mit der Anlage plus Steuerung 10 verbunden ist, ist wenigstens ein
Regelkreis hergestellt.
Die Eingriffsmöglichkeiten des Obermüllers M sind in 1 durch die gestrichelten Linien Mi, Mi, M3 und Mt
dargestellt.
Der in Fig. 2 dargestellte Ausschnitt aus der Geireidemühlenarlage weist zusätzlich zu den an sich
bekannten Steuern- itteln, einschließlich der Stellglieder
16 und der Verriegelungseinheit 14 die die 'Stellglieder -r,
16 steuernden Regler 50i bis 50„ auf. Die Vsrriegelungseinheit
14 ist in an sich bekannter Weise vom Obermüller M über die Eingriffsleitung M\ direkt
bedienbar. Schaltet der Obermüller M über die Eingriffsleitung Mi wenigstens einen der Umschalter 26i >o
bis 26„ ein, dann wird eine Verbindung zwischen wenigstens einem der Regler 50i bis 5On und den
zugeordneten Anlagenelementen hergestellt. Durch dieses Verbinden entsteht wenigstens ein Regelkreis.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Vergleicher
und Sollwertgeber innerhalb der Regelkreise nicht gesondert dargestellt
Im einzelnen nimmt jeder Regler, beispielsweise der
Regler 5On den /j-ten Istwert des n-ten Anlagenelemen-
tes entgegen, stellt über den zugeordneten Vergleicher bo
die Regelabweichung fest und gibt eine entsprechende Stellgröße an die Stellglieder 16 der Anlagensteuerung
einschließlich Verriegelung 14 ab. Hierdurch wird die Regelgröße geregelt.
Den Reglern 5Oi bis 5On kann der Sollwert vom t>5
Obermüller M über die Leitung M<t, von Hand
vorgegeben werden. Hierzu sind gesonderte Sollwertgeber 52] bis 52„ vorgesehen und müssen zweite
Umschalter 27| bis 27„ vom Obermüller M über die Eingriffsleitung Mu- entsprechend geschaltet werden,
um eine Verbindung zwischen den Sollwertgebern 52| bis 52„ und zugeordneten Reglern 50i bis 50„ herzustellen.
In einer nächsthöheren Ausbaustufe sind die zweiten Umschalter 27| bis 27„ so geschaltet, daß eine
Verbindung zwischen den Reglern 5Oi bis 5On und dem
Sollwertspeicher 42 hergestellt ist. Im Sollwertspeicher 42 ist für jeden Regler 5Oi bis 5On wenigstens ein
Sollwert gespeichert. Vorzugsweise sind jedoch für jeden Regler 50i bis 5On mehrere Sollwerte gespeichert,
wobei die Auswahl des dem Regler vorzugebenden Sollwertes entweder durch entsprechende Adressierung
des Speicherplatzes durch den Obermüller M(Eingriffs- !citung M,a) oder durch zusätzliche ,Adressierung mittels
eines oder mehrerer Meßgeräte 45 vorgenommen wird. Die Meßgeräte 45 messen hierbei operative Verfahrensparameter wie Temperatur, Feuchtigkeit und/oder
Fließfähigkeit des Mahlgutes und/oder Druck im Mahlwalzenspalt. In Abhängigkeit hiervon werden im
Sollwertspeicher 42 diejenigen — den jeweiligen Werten der Verfahrensparameter zugeordneten —
Sollwerte mittels der Ausgangssignale der Meßgeräte 45 adressiert, die vom Obermüller M zuvor als optimal
unter den gegebenen Verfahrensbedingungen eingespeichert worden sind.
Die Einspeid irung derartiger Optimalwerte geschieht
beispielsweise dadurch, daß der Obermüller zunächst von Hand die Regelgrößen regelt, bis er zu
optimalen Ergebnissen kommt und diese Ergebnisse dann als Sollwerte für das weitere Verfahren in den
Sollwertspeicher 42 gibt. Zu diesem Zweck sind die Leitungen S\ bis Sn vorge; ehen.
Der vom Obermüller jeweils optimal eingestellte »Istwert« wird also nach Einspeicherung in den
Sollwertspeicher 42 der neue »Sollwert«.
In Weiterbildung der hierarchischen Struktur der Ausbaustufen der Baugruppe 30a ist der Leitrechner 40
dem Sollwertspeicher 42 vorgeschaltet. Der Leitrechner ist hierbei so ausgelegt, daß er bei Vorgabe bzw.
Eingabe von Gctrcidcart. Getreidesorte, Getreidemischung und/oder gewünschtem Endprodukt die hierzu
passenden Speicherplätze im Sollwertspeicher 42 adressiert und dadurch eine diesen Speicherplätzen
entsprechende Sollwertvorgabe für die Regler 5Oi bis 5On bewirkt. Auch der Leitrechner 40 muß zunächst vom
Obermüller M die Daten erhalten, die eine eindeutige Zuordnung zwischen den eben genannten vorgegebenen
Verfahrensparametern und den hierzu passenden Sollwerten ermöglichen.
Die Vorschaltung des Leitrechners 40 vor den Sollwertspeicher 42 hat den Vorteil, daß dem Obermüller
zu einem späteren Zeitpunkt eine Einstellung der Mühlenanlage dann erleichten wird, wenn gleiche oder
ähnliche vorgegebene Verfahrensparameter vorliegen. In diesem Fall muß der Obermüller M lediglich die
entsprechenden Eingaben dem Leitrechner 40 vorgeben, worauf dieser dann selbsttätig die hierzu korreiierten Sollwerte auswählt
Statt der direkten Ansteuerung des Sollwertspeichers 42 durch die Ausgänge der Meßgeräte 45, können die
Meßgeräte 45 auch zunächst den Leitrechner 40 mit den gemessenen Werten für die operativen Verfahrensparameter ansteuern, worauf der Leitrechner 40 dann die
entsprechenden Verfahrensparameter-abhängigen Sollwerte im Sollwertspeicher 42 auswählt und deren Vorgabe für die Regler 5Oj bis 50„ bewirkt.
Mit der Bezugsziffer 43 ist im Sollwertspeicher ein Sollwert-Schema symbolisiert, wobei beispielsweise
jeder Zeilennummer ein Anlagenelement bzw. eine Regelgröße und jeder Spaltennummer ein operativer
oder vorgegebener Verfahrensparameter zugeordnet ist. Ein solches Schema kann beispielsweise durch eine
Lochkarte realisiert sein.
Ferner ist eine Verbindungsleitung AS zwischen den Steuermittel^ 14, 16 und dem Sollwertspeicher 42
vorgesehen. Über diese Leitung AS\si der Sollwertspeicher
42 direkt adressierbar, beispielsweise in Abhängigkeit vom jeweiligen Verfahrensstand des Vermahlungsprozesses.
Dies gilt insbesondere für die Anlauf- und Auslaufphase. Werden dem Sollwertspeicher 42
speziell für diese Phasen gesonderte Sollwerte vorgegeben, dann können diese in Abhängigkeit vom jeweiligen
Verfahrensstand über die Verbindungsleitung AS adressiert werden. Diese Sollwerte sind dann sogenannte
Führungsgrößen, da sie sich zeitlich ändern. Die eben genannte Rückkoppelung zwischen dem Sollwertspeicher
42 und den Steuermitteln 14, 16 dient auch einem eventuell auftretenden Notfall, der ein sofortiges
Abschalten der Baugruppe 30a von den Steuermitteln 14,16 erforderlich machen würde. Dem gleichen Zweck
dient die Rückkopplungsleitung AR zwischen den Reglern 5Oi bis 50„ und den Steuermitteln. Der Schalter
28 dient der Umschaltung von Hand auf Automatik über die Eingriffslcitung M2. j.
Für den Fall, daß ausschließlich die an sich bekannten Steuermittel 14, 16 die Steuerung der Getreidemühlenanlage
übernehmen sollen, die Baugruppe 30a also abgeschaltet ist, ist die Verbindungsleitung A V in an sich
bekannter Weise vorgesehen.
Gemäß 2 hat der Obermüller M zu sämtlichen Bauelementen direkten Zugriff, so daß er jederzeit
unmittelbar steuernd eingreifen kann.
Das in 3 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im wesentlichen dadurch vom
Ausführungsbeispiel gemäß 2, daß dem bzw. den Leitrechnern 40 der Hauptrechner 60 übergeordnet ist.
Die durch den Hauptredner 60 erweiterte Baugruppe hat das Bezugszeichen 30i>. Der Hauptrechner 60 ist
über dritte Umschalter 62, bis 62„ mit den restlichen
Elementen der Baugruppe 30/>, im wesentlichen also den
Baugruppen 30a (2) verbindbar. Auch diese Umschalter 62i bis 62„ sind dem direkten Zugriff des Obermüllers M
zugänglich (Eingriffsleitung Mw).
Der Hauptrechner 60 ist über einen vierten Schalter, nämlich den EIN-AUS-Schalter 63 vom Obermüller M
betätigbar.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Ausgangsgrößen der Meßgeräte 45 für die operativen
Verfahrensparemeter dem Hauptrechner 60 zugeführt. Dieser verarbeitet die ihm zugefühnen Werte für die
operativen Verfahrensparameter zur Weilerleitung an die Leitrechner 40 und nachfolgenden Ansteuerung der
Sollwertspeicher 4Z
Aus den schematischen Darstellungen gemäß den 1 bis 3 ergibt sich folgender hierarchischer Aufbau der
Getreidemühlenanlage:
Die unterste Ebene wird durch die an sich bekannten Steuermittel, enschließlich der Verriegelungseinheit
14 und Stellglieder 16 zur Führung bzw. wechselseitigen Verriegelung der Maschinenelemente
einzelner Anlagenelemente bzw. ganzer Verfahrenszonen der Getreidemühlenanlage gebildet
Hierbei werden von Hand feste Werte eingestellt, die sich allenfalls in der Anlauf- oder
Auslaufphase entsprechend einem vorgegebenen Programm fest ändern. Geregelt wird nicht.
Die nächsthöhere Ebene (F i g. 2) wird dadurch ri gebildet, daß Baugruppen 30, 30a, 306, bestehend
aus einzelnen Reglern SOi... π mit den Steuermitteln
14, 16 zur Bildung einzelner Regelkreise zusammengeschaltet werden. Die Vorgabe der Sollwerte
erfolgt hierbei von Hand.
Die im hierarchischen Aufbau nächsthöhere Ebene (F i g. 2) wird dadurch gebildet, daß Leitrechner 40
mit Sollwertspeichern 42 den Reglern 50ι η
vorgeschaltet sind, wobei die Leitrechner 40 zur Auswahl und/oder Verfahrensparameter-abhängigen
Korrektur einzelner Sollwerte bzw. Sollwert-Schemata 43 ausgelegt sind. Hierbei ist für den
Siloabschnitt, den Mahlvorbereitungsabschnitt und den Vermahlungsabschnitt je ein Leitrechner 40
mit Sollwertspeicher 42 vorgesehen.
Ein weiterer Ausbau (3) dieses hierarchischen Schemas wird dadurch erhalten, daß den Leitrechnern
40 ein Hauptrechner 60 vorgeschaltet ist, der beispielsweise Wochenprogramme, Tagesprogramme,
etc. vorgibt.
Hierbei sind der Hauptrechner 60, die Leitrechner 40 und/oder die Sollwertspeicher 42 mit den
Ausgängen der Meßgeräte 45 für operative Verfahrensparameter verbindbar, und zwar zur
Auswahl und/oder Verfahrensparameter-abhängigen Korrektur von Sollwerten.
Wesentlich ist jedoch, daß sämtliche Einheiten dem direkten Zugriff des Obermüllers zugänglich sind.
Ferner sind die »hierarchischen Ebenen« alle über Umschalter 20, 26, 26, „, 27, „, 62, . „ miteinan-
J5 der verbindbar, die vom Obermüller betätigbar
sind. Weiter ist es wesentlich, daß die hierarchischen Ebenen derart miteinander rückgekoppelt
sind, daß bei einem Fehler in einer der Ebenen die nächstuntere Ebene sich automatisch von der
übergeordneten Ebene abkoppelt. Dieser Gesichtspunkt gilt nicht nur für die Ebenen insgesamt,
sondern auch für einzelne Abschnitte bzw. Regeloder Steuerkreise innerhalb bzw. zwischen den
Ebenen.
Die Verbindungselemente zwischen den Ebenen und innerhalb der Ebenen sind in Digital-Technik
ausgeführt.
In Fig.4 ist die erfindungsgemäße Lehre anhand
eines Ausführungsbeispiels einer Mahlspalt-Regeleinrichtung beschrieben. Das dargestellte Walzenpaket 209
besteht aus einer linken Mahlwalze 300 und einer rechten Mahlwalze 301, die einerseits unten über einen
Zuganker 302, über Drehbolzen 303 und andererseits oben durch Verstellmittel, nämlich das Stellorgan 16a,
gehalten sind. Um die aufrechte Lage des Walzenpaketes sicherzustellen, ist das Lagergehäuse der linken
Mahlwalze 300 durch einen Stift 305 gehalten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird nicht das absolute
Maß des Walzenspaltes, sondern ein Bezugsmaß, nämlich der Abstand im oberen Teil der Lagergehäuse
festgestellt Das linke Lagergehäuse 309 trägt einen festen Kontaktgeber 306, das rechte Lagergehäuse 307
einen Näherungsschalter 308.
Durch den Kontaktgeber 306 und den Näherungsschalter 308 wird der Istwert gemessen. Der Näherungsschalter
308 stellt das absolute MaB ganz genau fest und gibt es bevorzugt in Form eines elektrischen Wertes
einem Regler 50 weiter.
Mehrere Mahlspalt-Sollwerte sind im Sollwertspeicher 42 in irgendeiner Form, beispielsweise auf
Lochkarten, gespeichert. Der Kartenleser ist vom Leitrechner 40 steuerbar. Entsprechend dem gewünsch- *>
ten Mahlspalt wird ein Sollwert dem Regler 50 vorgegeben. Das Ausgangssignal des Reglers 50 wird
direkt einem Stellmotor 166 eingegeben, der auf das Stellorgan 16a einwirkt. Um Maßabweichungen infolge
von Temperatureinflüssen korrigieren zu können, wird an mindestens einer Walze ein- oder beidseitig ein
Temperaturfühler 45a angebracht. Der Ausgang des Temperaturfühlers 45a ist einem Eingang des Leitrechners
40 zugeführt. Als weiterer operativer Verfahrensparameter wird der Druck im Mahlwaizenspalt mittels
eines Druck-Meßgerätes 45b gemessen und als Verfahrensparameter dem Leitrechner 40 zugeführt. Der
Leitrechner 40 »korrigiert« nun in Abhängigkeit der gemessenen Größen der beiden Verfahrensparameter
den jeweils vorgegebenen Sollwert durch entsprechen- :o de Adressierung des Sollwertspeichers 42.
Um die bei jeder Mischung bzw. Vermahlung spezifischen Werte, z. B. Abweichungen der Produkteigenschaften
usw. berücksichtigen zu können, ist ferner eine Handeingabe 52 vorgesehen, die ebenfalls zur
Korrektur des Sollwertes dient. Durch den Schalter 27 ist sichergestellt, daß zunächst nur der von Hand
eingegebene Sollwert maßgeblich ist.
Stellt nun der Obermüller fest, daß der von ihm korrigierte Wert optimale Ergebnisse liefert, kann jo
durch Rückkopplung zwischen dem Istwert-Fühler 306, 308 und dem Sollwertspeicher 42 der ermittelte
optimale Wert als neuer Sollwert in den Sollwertspeicher eingegeben werden.
Der Regier 50 hält den Mahlspalt im Walzenpaket Ji
290 konstant. Temperaturabweichungen sowie Druckunterschieden entsprechende Dehnungen werden laufend
mitber;~ksichtigt, insbesondere wird der Mahlspalt
auch nach den von Hand eingegebenen Sollwerten geregelt. Statt der dargestellten Regelung des Abstandes
der beiden Walzen 300 und 301 kann auch der Druck als Regelgröße und der Abstand der beiden Walzen als
operativer Verfahrensparameter ausgewählt werden.
Insgesamt erlaubt der erfindungsgemäße Gedanke, die Beherrschung einer Getreidemühlenanlage vom
einfachsten Schritt aufbauend bis zu den komplexesten Eingriffsmöglichkeiten auszubilden (hierarchisches
Prinzip bei gleichzeitiger Dezentralisierung), so daß ständig auf der gemachten Erfahrung weitergebaut und
schließlich die höchste Stufe sicher erreichbar ist. Gerade dieser Weg ist in besonderem Maße erfolgversprechend,
da in einer Getreidemühlenanlage eines der komplexesten, heute bekannten Verfahren abläuft.
Jeder Eingriff in eine Mühlenanlage kann zu unübersehbaren Folgen führen. Gilt es doch gleichermaßen
chemische, biologische und physikalische Faktoren bzw. Veränderungen zu beherrschen. Der Obermüiier kann
zunächst, wie er es gewohnt ist, die Mühle laufen und einlaufen lassen und durch Zuschalten der entsprechenden
Baugruppen die eingestellten bzw. gefundenen Werte automi'isch regeln lassen. Andererseits kann
nach Erstellen eines Programmes, ζ. B. für eine bestimmte Mischung, durch den Leitrechner, eine rohe
Basiseinstellung der Sollwerte für alle Regler innerhalb der Baugruppe befohlen werden. Der Obermüller
überprüft, wie er es bisher gewohnt war, das Mahlergebnis und kann jederzeit korrigierend von
Hand eingreifen. Das hierarchische, gleichzeitig aber dezentrale Prinzip des Aufbaues der erfindungsgemäßen
Getreidemühlenanlage erlaubt es durchaus, daß innerhalb einiger Verfahrenszonen oder Teilbereichen
derselben in der höchsten Aufbaustufe, beispielsweise also unter Einsatz des Hauptrechners gearbeitet wird, in
anderen Ausbaustuien jedoch lediglich unter Einsatz der konventioneilen Steuermittel, je nach Bedarf
können die einzelnen Funktionen zugeordneten Elemente der Steueiketten und/oder Regelkreise aber auch
ganze Baugruppen und die Leitrechner in den Hauptrechner baulich integriert werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen