DE3037025C2 - - Google Patents
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- Weight Measurement For Supplying Or Discharging Of Specified Amounts Of Material (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer
Fördervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine
Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei allen Arten von
teilchenförmigen oder fließfähigen Stoffen anwendbar,
bei denen auch mit den bisherigen Wiege- und Dosier
verfahren Probleme auftraten. Mit besonderem Vorteil
kann der Erfindungsgegenstand jedoch im Zusammenhang
mit der Einspeisung von Fasern in eine Karde bei der
Herstellung von gesponnenem Garn oder von stichge
bundenem Faservliesmaterial eingesetzt werden.
Im Zusammenhang mit derartigen Verfahren werden Fasern
auf eine Waagschale geschüttet, wobei die Förderung
unterbrochen wird, sobald das angezeigte Gewicht einen
bestimmten Wert erreicht. Die Fasern werden alsdann von
der beladenen Waagschale abgeworfen oder geschoben,
worauf der nächste Beladungsvorgang beginnt.
Obwohl ziemlich empfindliche Waagschalen entwickelt
worden sind, bleibt der Prozeß des Abwiegens in
Folge der Regulierung der Stoffzufuhr weniger als
zufriedenstellend. Einerseits kann sich das Tara-
Gewicht der Waagschale dadurch verändern, daß
Fasern von der Waagschale zufällig eingefangen und
durch eine Anzahl aufeinanderfolgender Wiegevorgänge
geschleppt werden. Darüberhinaus besteht eine Zeitver
zögerung zwischen dem Augenblick, in dem das Gewicht
auf der Waagschale einen vorgegebenen Wert erreicht
hat, und dem Augenblick, in dem eine Gewichtszunahme
tatsächlich aufhört. All dies führt zu einer "Über
füllmenge" von nicht vorhersehbarer Größe, die sich
in einem Ober- oder Unterschuß des betreffenden
Stoffs im Vergleich zu dem vorgegebenen Sollwert
äußert.
Durch die US-PS 41 37 976 ist es bekannt, große Textil
ballen mit einem Gewicht zwischen 200 und 360 kg
mittels zahlreicher Einzelportionen schrittweise auf
zufüllen. Die Gewichte der Einzelportionen werden
gespeichert und addiert, und es ist auch angegeben,
daß der in einem Sollwertspeicher gespeicherte
Sollwert während des Transports einer jeden Einzel
portion innerhalb einer Folge von Portionen neu vor
gegeben werden kann. Dadurch soll der sich summierende
Einfluß von nicht-abgesetztem Material im Wiegebehälter
ausgeglichen und das Erreichen des genauen Gesamtge
wichts des Ballens auf einer idealen Treppenkurve er
reicht werden. Auch wird es zugelassen, daß mehrere
Einzelportionen im Wiegebehälter gesammelt werden
und daß ein Gewichtsausgleich erst bei den letzten
Einzelportionen oder bei der allerletzten Einzel
portion erfolgt, was naturgemäß zu sehr viel
größeren Abweichungen führt. Hinweise darauf, der
Treppenkurve eine bestimmte Steilheit zu geben oder
gar die Abweichung von der durchschnittlichen
Fördermenge pro Zeiteinheit möglichst gering zu
halten, sind der genannten Druckschrift nicht zu
entnehmen. Die bekannte Verfahrensweise ist bei
einem Förderstrom, der unmittelbar einem Verbraucher
zugeführt wird, nicht anwendbar, weil die Berücksichtigung
von Fehldosierungen entweder zu einem viel zu späten
Zeitpunkt erfolgt oder Fehldosierungen pro Einzel
portion zwar berücksichtigt, nicht jedoch hinsicht
lich ihres zeitlichen Einflusses im Rahmen einer
durchschnittlichen Fördermenge pro Zeiteinheit
kompensiert werden.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,
ein Regelverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1
dahingehend zu verbessern, daß trotz unvermeidbar
ungleichförmiger Fördervorgänge etwaige Unter- oder
Überschüsse in bezug auf die vorgegebene Fördermenge
vom frühestmöglichen Zeitpunkt, d. h. vom zweiten
Wiegevorgang an, kompensiert und auch unvorhersehbare
unregelmäßige Fördervorgänge während des laufenden
Portionstransports außerordentlich kurzzeitig ausge
glichen werden können. Außerdem soll eine Anordnung
zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt durch die
im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.
Vereinfacht ausgedrückt, beruht die Erfindung auf der
Überlegung, daß ungleichmäßige Fördervorgänge, bei
spielsweise beim Anfahren oder aufgrund einer An
häufung oder Klumpenbildung während des quasi
kontinuierlichen Stofftransports für die gerade in
Wägung befindliche Portion bzw. Charge nicht mehr aus
geglichen werden können, sondern daß es genügt,
diesen Über- bzw. Unterschuß bei einer oder wenigen
unmittelbar nachfolgenden Messungen zu kompensieren,
d. h. einen Überschuß abzuziehen oder einen Unterschuß
aufzufüllen. Der Überlegung liegt dabei die soge
nannte Mittelwertbildung zugrunde, d. h. die durch
schnittliche Fördermenge pro Wiegevorgang, die möglichst
konstant bleiben sollte. Bei dem gesamten Stand der
Technik ist ein solcher Vorschlag nirgends zu
finden.
Beim Erfindungsgegenstand handelt es sich um eine
Regelung innerhalb eines quasi-kontinuierlichen
Förderstromes zu einem Verbraucher, d. h. die Einzel
portionen werden nach dem Wiegevorgang wieder mehr oder
weniger zusammengeführt, so daß ein Ausgleich zwischen
den durchaus unterschiedlichen Einzelportionen er
folgen kann. Dadurch unterscheidet sich der Erfindungs
gegenstand ganz wesentlich von sogenannten Dosiervor
gängen, bei denen der Ausgleich auch am Ende des
Stoffstromes erfolgen kann, d. h. die gewogenen Mengen
werden auf einzelne Verpackungseinheiten wie Tüten, Ballen,
Säcke, Schachteln, etc. verteilt.
In besonders vorteilhafter Weise wird der Sollwert
für einen jeden Wiegevorgang nach Maßgabe des un
mittelbar vorausgegangenen Wiegevorgangs bestimmt.
In wiederum besonders vorteilhafter Weise wird die
Waagschale nach jeder Entleerung tariert.
Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist
durch die im
Kennzeichen des Anspruchs 5 angegebenen Merkmale
ausgestaltet.
Der Mikroprozessor kann in einfacher Weise mit den
vorhandenen Einrichtungen der Waagschale verbunden
werden, so daß diese im Hinblick auf die Lösung
der gestellten Aufgabe verwendet werden. Die Waag
schale betätigt bereits die Unterbrechungs
einrichtung für die Stoffzufuhr zu ihr selbst,
und die einfachste Ausführung besteht in der Zwischen
schaltung des Mikroprozessors zwischen der Waag
schale und der Unterbrechungseinrichtung. Das
Tarieren ist dann einfach ein erneuter Nullabgleich,
so daß das Unterbrechungssignal dann erzeugt wird,
wenn eine vorgegebene Gewichtszunahme erreicht wird,
und nicht wenn ein vorgegebenes Gesamtgewicht er
reicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird
nachfolgend anhand der einzigen Figur näher erläutert,
die eine schematische Darstellung der gesamten Anordnung
zeigt:
Die Figur zeigt eine Fördervorrichtung 11 in Form einer
Fasertransportleitung mit einer Unterbrechungseinrichtung
12. Die Unterbrechungseinrichtung 12 ist als ein Ventil
ausgebildet, welches geöffnet und geschlossen werden kann,
um die Zufuhr an Fasern zu einer Waagschale 13 zu beein
flussen. Die Waagschale 13 besitzt Gewichtsmeßeinrichtungen
14 in Form zweier Gewichtsmeßzellen, wobei jedoch in Über
einstimmung mit herkömmlichen Gepflogenheiten jede Anzahl
von Gewichtsmeßzellen, gewöhnlich bis zu 4, eingesetzt
werden kann. Die Gewichtsmeßeinrichtungen 14 sind mit
einem Mikroprozessor 15 vorhanden, der in einer Weise
programmiert ist, daß er den Betriebsablauf in der
nachfolgend näher beschriebenen Weise regelt.
Die Entleerung der Fasern aus der Waagschale 13 nach jedem
Wiegevorgang wird durch eine hydraulische oder pneumatische
Entleerungsvorrichtung 16 bewirkt, welche die Waagschale
13, die nach Art von Muschelschalen ausgebildet ist,
öffnet und deren Inhalt auf ein Förderband 17 abwirft,
welches diesen an eine Stelle transportiert, an der die
Fasern ihrer Verwendung zugeführt werden.
Im Betrieb verhält sich das System ähnlich wie die her
kömmlichen Systeme, bei denen ein Signal zum Schließen
der Unterbrechungseinrichtung 12 gegeben wird, sobald das
Fasergewicht in der Waagschale 13 einen vorgegebenen
Wert, den Sollwert, erreicht. Obwohl keine weiteren Fasern
durch die Unterbrechungseinrichtung 12 hindurchgehen, fallen
Fasern, die die Unterbrechungseinrichtung bereits vor dem
Schließvorgang passiert haben, auch noch auf die Waagschale,
nachdem diese das vorgegebene Gewicht erreicht hat, und
verursachen auf diese Weise eine Überschreitung des vorge
gebenen Gewichts. Die in der Waagschale 13 enthaltenen
Fasern werden nunmehr mittels der Entleerungseinrichtung
16 auf das Förderband 17 abgeworfen.
An dieser Stelle greift nunmehr die Erfindungsgemäße
Lösung ein: Diese unterscheidet sich von dem her
kömmlichen Regelverfahren in zwei wesentlichen Gesichts
punkten. Der erste Gesichtspunkt ist der, daß die
Waagschale 13 bei Bedarf tariert wird. Aufgrund
ihrer Eigenschaften konnten Fasern zuvor von irgend
welchen Haken oder Vorsprüngen an der Waagschale
eingefangen werden und sich dort über eine gewisse
Zeitspanne aufbauen. Dadurch änderte sich das Tara
gewicht der Waagschale 13 und dieses beeinflußte
seinerseits wirksam die vorgegebene Gewichtsdifferenz,
die erforderlich war, um die Unterbrechungsein
richtung zu betätigen.
Fasern, die auf die beschriebene Weise eingefangen werden,
haben bei der erfindungsgemäßen Lösung keinen Einfluß auf die
vorgegebene Gewichtsdifferenz, da der Mikroprozessor 15
automatisch den Anfangspunkt vor jedem Wiegevorgang auf
Null zurückstellt und danach die Unterbrechungseinrichtung
12 erst betätigt, wenn die vorgegebene Gewichtszunahme
erreicht worden ist. Auf diese Weise wird die Waagschale
tariert, ohne daß ihr Gewicht tatsächlich beobachtet wird.
Der andere Unterschied liegt darin, daß der Mikroprozessor
automatisch die Gewichtszunahme, bei der die Unterbrechungs
einrichtung geschlossen wird, in Verbindung damit neu
festsetzt, was bei einem vorangegangenen Wiegevorgang
oder bei mehreren vorangegangenen Wiegevorgängen gemessen wurde.
Bei einem Ausführungsbeispiel arbeitet der Mikroprozessor
wie folgt: Falls das System eine Fördermenge von einem
Kilogramm pro Minute vorschreibt, wird die Anordnung auf
einen Betriebsablauf mit der Dauer von einer Minute einge
stellt. Unter der Annahme, daß beim ersten Wiegevorgang
eine überschießende Menge von 100 Gramm in die Waagschale
gelangt, stellt der Mikroprozessor 15, das System soweit
zurück, daß beim nachfolgenden Wiegevorgang die Unter
brechungseinrichtung 12 geschlossen wird, nachdem nur
800 Gramm in die Waagschale gelangt sind. Unter der gleichen
Annahme, daß wiederum eine überschießende Menge von 100
Gramm vorhanden ist, beläuft sich die tatsächlich abge
worfene Menge auf 900 Gramm, wobei unterstellt wird, daß
keine Fasern von der Waagschale eingefangen worden sind.
Dieser Eingriff bringt die Gesamtmenge für zwei Ent
leerungen bzw. Abwürfe auf 200 Gramm, d. h. auf die vor
geschriebene Menge.
Falls der Mikroprozessor nunmehr das System in Überein
stimmung mit dem letzten vorangegangenen Entleerungs
vorgang justiert, wird die Unterbrechungseinrichtung
12 geschlossen werden, nachdem 1000 Gramm hindurchgegangen
sind, wobei man die gleiche überschießende Menge von 100
Gramm erwartet, so daß das Gesamtgewicht wiederum 1100
Gramm beträgt. Beim nachfolgenden Entleerungsvorgang
wird der Mikroprozessor den Betätigungspunkt der Unter
brechungseinrichtung wiederum auf 800 Gramm zurückstellen,
so daß sich eine Gesamtmenge von 900 Gramm ergibt und
die Förderrate von 1000 Gramm/Minute ausgemittelt wird.
Falls sich irgend eine Veränderung im Tara-Gewicht der
Waagschale oder hinsichtlich der Größe der überschießenden
Menge einstellt, werden diese selbstverständlich in der
angegebenen Weise ausgeglichen.
Die durch den Erfindungsgegenstand verbesserte Genauigkeit
der Regelung ist von besonderem Vorteil bei der Mischung
von Fasern.
Der verwendete Mikroprozessor kann aus im Handel erhältlichen
Baugruppen zusammengesetzt und in der Weise programmiert
werden, daß er besonderen Anforderungen im Zusammenhang
mit den bekannten Funktionsprinzipien der Mikroprozessor-
Technologie genügt. Falle eine ausreichend große Kapa
zität vorgesehen wird, kann der gleiche Mikroprozessor
die Leistung einer ganzen Anzahl von Waagschalen regeln,
wobei eine optische Anzeigeeinrichtung vorgesehen ist,
welche die Systemeinstellungen und den Betriebszustand
an jeder einzelnen Waagschale anzeigt. Diese Einrichtung
kann außerdem die betreffende Leistung für die Zwecke
der Aufzeichnung und der Inventur speichern.
Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, ist die Anwen
dung des Erfindungsgegenstandes nicht auf das Wiegen
von Fasern für textile Anwendungszwecke beschränkt. Die
Beschreibung anhand der Zeichnung geschieht auch viel
mehr zum Zwecke der Erläuterung des Funktionsprinzips
als zum Zwecke der Beschreibung eines speziellen Aus
führungsbeispiels. Wenn im Zusammenhang mit der zeichnerischen
Darstellung von einem "Ventil" die Rede ist, so steht
dieser Ausdruck für jede Unterbrechungseinrichtung, die
im Hinblick auf eine Stoffzufuhr oder einen Stoffeinlaß
geregelt werden kann. Im Falle von textilen Fasern ist
das Ventil 12 üblicherweise ein mit Nadeln versehenes
Gitter, welches in Bewegung gesetzt wird, um Fasern zu
transportieren, und welches stillgesetzt wird, wenn der
Fasertransport unterbrochen werden soll.
Eine oder mehrere Warneinrichtungen können in das System
einbezogen werden, um ein Warnsignal abzugeben, wenn bei
spielsweise ein Über- oder Unterschuß der Menge auftritt,
der außerhalb vorgegebener Grenzen liegt, oder wenn
eine Betriebsstörung des Systems vorliegt.
Claims (5)
1. Verfahren zur Regelung einer Fördervorrichtung für
eine portionsweise Zufuhr von fein unterteilten,
fließfähigen Stoffen wie Textilfasern durch Wiegen
einer Folge ähnlicher Portionen des Stoffes an
Stelle des Zufuhrweges, wobei der Stoff auf eine
bei Bedarf zu tarierende Waagschale gefördert,
die Fördervorrichtung bei Erreichen eines Soll
werts für das Gewicht stillgesetzt und die je
weilige Fördermenge in Abhängigkeit von einem
Unter- oder Überschuß des Stoffs während
mindestens eines vorangegangenen Wiegevorgangs
neu vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Waagschale nach jedem Wiegevorgang entleert
wird und daß der Sollwert für jeden Wiegevorgang
nach Maßgabe des Ergebnisses mindestens eines
unmittelbar vorausgegangenen Wiegevorgangs um
einen Betrag geändert wird, durch den die Ab
weichung von der durchschnittlichen Fördermenge
pro Zeiteinheit im wesentlichen kompensiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sollwert für einen jeden Wiegevorgang nach
Maßgabe des unmittelbar vorangegangenen Wiegevor
ganges bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß bei zwei aufeinanderfolgenden Wiegevorgängen
der Sollwert beim zweiten Wiegevorgang um das
Doppelte der Abweichung aus dem ersten Wiegevor
gang verstellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Waagschale nach einer jeden Ent
leerung tariert.
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, gekennzeichnet durch einen Mikro
prozessor (15), durch den bei einem Unter- oder
Überschuß bei mindestens einer vorausgegangenen
Messung in bezug auf die vorgegebene Fördermenge
der Sollwert für die Gewichtszunahme für jeden
folgenden Wiegevorgang in der Weise verändert
wird, daß die Abweichung von der durchschnitt
lichen Fördermenge im wesentlichen kompensiert
wird.
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