DE2810810C2

DE2810810C2 - Verfahren zum genauen Dosieren bzw. Chargieren

Info

Publication number: DE2810810C2
Application number: DE19782810810
Authority: DE
Inventors: Peter Ing.(grad.) 8900 Augsburg Reiber
Original assignee: Pfister GmbH
Current assignee: Pfister GmbH
Priority date: 1978-03-13
Filing date: 1978-03-13
Publication date: 1986-01-23
Also published as: DE2810810A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum genauen Dosieren bzw, Chargieren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Chargierung von zum Beispiel Schüttgütern für Gemengemischanlagen, zum Beispiel Betonmischanlagen, müssen in möglichst kurzen Zeitabständen nacheinander verschiedene gewünschte Menger.sollwerte (zum Beispiel in Kilogramm) verschiedener Schütigüter chargiert werden, die jeweils aus einem Silo durch ein Chargierorgan, zum Beispiel Verschlußklappen, in ein von einer Waage gewogenes Behältnis fließen, das die Charge nach Erreichung des gewünschten Mengensollwertes in einen Mischer entleert. Dabei entstehen Chargierfehler, verursacht durch

eine phasen verschobene, gegenüber der Last nacheilende Gewichtsmessung bzw. V/ägung infolge der Dämpfung der Waage, besonders auftretend bei sehr schnell ablaufender Chargierung bzw. Dosierung;

Veränderung der Fallhöhen der Schüttgüter während der Chargierung;

Änderung der Schüttgewichte der verschiedenen Schüttgüter, auch durch unkontrollierbare Schüttgutverdichtung während der Siloentleerung;
Nachlaufverhalten der Chargierorgane infolge deren Trägheit des Ansprechens und Schließens.

Die Summe dieser Fehler wird hier als Nachlauffehler der Chargierung bezeichnet, der um so größer ist, je schneller die Chargiervorgänge nacheinander ablaufen und je größer damit der Öffnungsquerschnitt des Chargierorgans und je größer damit der chargierte Mengen-Strom sind.

In F i g. 1 ist ein Diagramm eines bekannten Verfahrens dargestellt. Zur Verminderung des Nachlauffehlers ist es üblich, den Chargiervorgang anfangs mit voller, das heißt 100%iger Förderleistung (kg/sec) ablaufen zu lassen und vor dem Ende des Chargiervorganges die Förderleistung τα reduzieren, zum Beispiel auf 25%, indem von einem Grobstromchargierorgan auf ein daneben angeordnetes Feinstromchargierorgan übergegangen wird oder indem der Öffnungsquerschnitt des Grobstromchargierorganes entsprechend verkleinert wird oder die Drehzahl des Chargierorgans verringert wird (zum Beispie! bei Band- oder Schneckenförderer). Durch diese Umschaltung t/(Fig. 1) von Grubstrom auf Feinstrom wird aber die für einen Chargiervorgang insgesamt benötigte Zeit verlängert. Der gewünschte Mengensollwert ist in F i g. 1 mit S angegeben. Beim bekannten Verfahren wird nun der Nachlauffehler (in kg), der wie eingangs geschildert niemals konstant ist, einmalig durch Versuch empirisch ermittelt. Beim Chargieren wird das Chargierorgan dann geschlossen, wenn der von der Waage gemessene Ist-Wert den Sollwert S minus des einmalig ermittelten Nachlauffehlers erreicht hat. Durch dieses Vorabschalten des Chargierorgans mittels des einmalig und konstant eingestellten Korrekturwertes erreicht man aber in der Regel nie genau den Mengensollwert S, so daß dieses Vorabschalten zu zu niedrigeren als auch zu zu hohen endgültigen Mengenistwerten führt. Die Streuung der Istwert/Sollwert-Abweichungen ist in F i g. 1 durch den schraffierten Bereich 10 dargestellt.

Die CH-PS 5 59 353 beschreibt ein Verfahren der eingangs genannten Art. bei der vor Beginn einer Wägungsserie festgestellt wird, innerhalb welcher Zeitspanne Z der Lastschale durch die Zuführung eine dem Nachstrom entsprechende Wägegutmenge W vermindert um die Fehlanzeige der Waage, welche die Prellkraft in die Lastschale fallenden Wägegutes erzeugt, zugeführt wird. Bei den tatsächlichen Wägevorgängen wird dann ein laufender Mengenistwert- und Sollwert-Vergleich unter Berücksichtigung der einen Nachlauffehler darstellenden Wägegutmenge W und der durch Messungen ermittelten Zuführrate durchgeführt.

Auch hier ist es erforderlich, vor einer Wägungsserie einen Nachlauffehler festzustellen, der dann während

der tatsachlichen Wägevorgänge zur Korrektur herangezogen wird. Mit dem bekannten Verfahren kann zwar die Prellkraft sowie eine von einem Wägevorgang zum anderen unterschiedliche, bei jedem Wägevorgang jedoch konstante Förderleistung korrigiert werden: Unregelmäßigkeiten bei der Gutzuführung, z. B. aufgrund von Klumpen oder dergleichen sowie die sich im allgemeinen ändernd? Schütthöhe gegenüber der Lasischale finden keine Berücksichtigung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgeoiäße Verfahren bezüglich der Chargiergenauigkeit zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Es wird bei jeder Chargierung der jeweils gerade aktuelle Nachlauffehler, der sich von Chargierung zur Chargierung ändern kann, ermittelt und das Chargierorgan wird entsprechend dieses aktuellen Nachlauffehlers vor Erreichen des Mengensclhvertes gezielt abgeschaltet, so daß die Charge auch tatsächlich den gewünschten Mengensollwert erreicht Der technische Aufwand ist gering. Wesentliche Justierarbeiten bei der Inbetriebnahme einer erfindungsgemäß geregelten Anlage und nach Wartungsarbeiten entfallen, da es sich um ein »selbstlernendes System« handelt Komplizierte geregelte Dosieraggregate und Antriebe werden vermieden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der F i g. 2 bis 4 erläutert. Es zeigt

F i g. 2 zur Veranschaulichung des erfindungsgemä-Ben Chargierungsverfahren ein Diagramm, bei dem wie bei F i g. 1 die Förderleistung über dem Mengen-Istwert aufgetragen ist,

F i g. 3 ein gegenüber F i g. 2 abgeändertes Diagramm zur Veranschaulichung eines modifizierten Chargierungsverfahrens,

F i g. 4 schematisch die Ansicht einer Gemengechargierungsanlage, zu deren Betrieb das erfindungsgemäße Chargierungsverfahren eingesetzt wird.

Nach F i g. 2 läuft der Chargierungsvorgang, wie bei Fig. 1, anfangs mit voller, das heißt mit 100%iger Förderleistung ab. Vor dem Ende des Chargiervorganges wird die Förderleistung reduziert, zum Beispiel auf 25%. Die Reduzierung der Förderleistung kann durch Übergang von ε/nem Grobstrom-Chargiororgan auf ein Feinstrcm-Chargierorgan oder durch Drosselung ein und desselben Chargierorgans bewerkstelligt werden. Kurz vor Erreichen des Mengensollwertes 5, das heißt etwa in einem Bereich, in ü_'m zum Beispiel ca. 85% bis 950/0 des gewünschten Mengensollwertes chargiert sind, wird die Chargierung durcn eine Zwischenunterbrechung Z durch Schließen des Chargierorgans gestoppt. Die während dieser Unterbrechung auftretende zusätzliche Chargiermenge in kg wird als aktueller Nachlauffehler N der Chargierung von der Waage gemessen bzw. aus zwei Messungen errechnet. Danach wird die Chargierung durch öffnen des Chargierergans fortgesetzt und erneut dann durch ein zweites Schließen des Chargierorgans abgeschaltet, wenn der Chargiermengen-Istwert der Differenz zwischen dem gewünschten Mengensollwert S und dem gemessenen Nachlauffehler N entspricht. Dann wird gewährleistet, daß der Chargiermengen-Istwert den Sollwert genau erreicht.

Während nach F i g. 2 die Zwischenunterbrechung Z des Chargiervorgangs bei reduzierter Förderleistung, also bei einem Feinstron! vorgenommen wird, erfolgt nach F i g. 3 die Zwischenunterbrechung Z des Chargiervorganges bei voller, d. h. 100%iger Förderleistung des Chargiesorgans. Der Nachlauffehler ist hier mit N₁ bezeichnet.

Nach F i g. 3 kann also eine zweistufige Chargicrung entfallen. Auch bei diesem sehr schnell ablaufenden Chargierverfahren wird trotzdem genau der gewünschte Mengensollwert Serreicht

Bei jedem Chargiervorgang wird also immer der aktuelle Nachlauffehler bei der Zwischenunterbrechung der Chargierung gemessen und bei der Endabschaltung der Chargierung sofort noch einmal gemessen; während der letzten Chargierphase können sich die Faktoren des Nachlauffehlers nur unwesentlich verändern.

Der Nachlauffehler N bzw. Ni der Chargierung wird aus der Differenz statische Wägung minus dynamische Messung von einer Recheneinheit errechnet, die auch die Differenz zwischen dem gewünschten Mengensollwert S und dem Nachlauffehler errechnen kann. Die Recheneinheit führt das Rechenergebnis einer Korrektureinheit zu, welche die Endabschalt'.?^g der Chargierung einleitet. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann nach der Endabschaltung der Chargierung, d. h. nach dem zweiten Schließen des Chargierorgans, eine etwa noch vorhandene Abweichung des Chargiermengen-Istwertes vom gewünschten Mengensoilwert S errechnet bzw. gemessen und gespeichert werden und diese Abweichung kann als Korrekturwert für den Nachlauffehler entsprechend weiterer Chargierungen verwendet werden.

Der Nachlauf kann sowohl nach der Zwischenunterbrechung als auch nach der Endabschaltung der Chargierung durch Differenzmessung ermittelt und gespeichert werden. Dies geschieht in Abhängigkeit der jeweiligen Chargenkomponente und des jeweiligen vorgegebenen Mengensollwerts des Mischungsrezepts. Bei den weiteren Chargierungen der entsprechenden Komponente desselben Rezepts wird der gespeicherte Nachlauf erneut der Korrektureinheit zugeführt, um den aktuellen Abschaltpunkt bei der Chargierung dieser Komponente mit dem bestimmten Mengensollwert zu bestimiv.sn. Somit handelt es sich hier um ein »selbstlernendes System«.

Bei jedem Chargiervorgang wird also imm/ϊΓ der aktuelle Nachlauffehler bei der Zwischenunterbrechung der Chargierung gemessen und bei der Endabschaltung der Chargierung sofort noch einmal gemessen; während der letzten Chargierphase können sich die Faktoren des Nachlauffehlers nur unwesentlich verändern.

Zahlenbeispiel	1,550 kg
Eingestellter Sollwert S
Unterbrechung	1,450 kg
der Chargierung bei	(dynamische
	Messung)

Gemessener Istwert
(nach Unterbrechung	1,458 kg
statische Messung)	8 kg
Errechneter Nachlauffehler
Ermittelter Vorabschalt-	1.542 kg
punkt	+ 8 kg
Nachlauffehler	1350 kg
Erreichter Istwert

F i g. 4 zeigt die Anwendung des Chargierverfahrens für eine Gemengechargiervorrichtung einer Betonmischanlage. Im Silo 11 ist Sand gespeichert, während in den Silos 12, 13, und 14 Splitt jeweils verschiedener

Körnungen gespeichert ist. Mit dem Transportschnekkenförderer 15 wird Zement zudosiert. Die verschiedenen Komponenten, auch Wasser, müssen in möglichst kurzen Zeitabständen nacheinander in bestimmten gewünschten Mengensollwerten chargiert werden. Die Komponenten werden durch ein Chargierorgan, in Fig.4 als Verschlußklappen 16 dargestellt, in ein von einer Waage gewogenes Behältnis 17 chargiert, das die Charge nach Erreichung des gewünschten Mengensollwertes durch öffnen eines als Schieber ausgebildeten Verschlußorgans 18 in einen Doppelwellen-Zwangsmischer 19 entleert. Der fertiggemischte F^:lüssigbeton wird über einen Rundschieberverschluß 20 abgezogen. Der Zeigerkopf 21 der Waage mit Fernübertragung mißt den in den F i g. 2 und 3 veranschaulichten Nachlauffehler W bzw. A/| der Chargierung und führt das Meßergebnis einer Korrektureinheit zu, welche den genauen Zeitpunkt der Endabschaltung des jeweiligen Verschlußorgans 16 bestimmt, d. h. genau dann die Endabschaltung auslöst, wenn der gewogene Mengen-Istwert der Differenz zwischen dem Mengensollwert und dem gemessenen Nachlauffehler entspricht.

Das Chargierverfahren kann allgemein bei der Chargierung eines einzigen Materials, bei der Zubereitung von Mehrstoffgemengen, zum Beispiel bei der Asphalt- oder Betonzubereitung, bei Absackstationen zur Chargierung bzw. Dosierung von feinkörnigen Schüttgütern wie z. B. Getreide in Säcke, bei Abfüllanlagen zur Chargierung bzw. Dosierung von Flüssigkeiten in Behältnisse, oder bei ähnlichen Anlagen verwendet werden. Bei jo neuen Rezepten, die aus beliebig vielen Komponenten bestehen, kann die Nachlaufermittluni; durch Speicherung des jeweiligen Nachlaufs automatisiert und die Rezeptur optimal genau dosiert werden.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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bO

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum genauen Dosieren bzw. Chargieren gewünschter Mengensollwerte von fließfähigen Schüttgütern, Flüssigkeiten oder dergleichen, die durch ein Chargierorgan in ein von einer Waage gewogenes Behältnis fließen unter Feststellen eines durch den nach Schließen des Chargierorgans auftretenden Nachstromes hervorgerufenen Nachlauffehlere und Berücksichtigen desselben bei einem laufenden Mengensollwert und Mengenistwert-Vergleich, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Dosier- bzw. Chargiervorgang im wesentlichen kurz vor Errreichen des Mengensollwertes (S) \5 die Zuführung unterbrochen und die während der '.Jnterbrechung (Z) zufließende Gutmenge als jeweils aktueller Nachlauffehler (N bzw. M in kg) bestimmt wird, daß die Zuführung danach fortgesetzt und errieqt dann abgeschaltet wird, wenn der Mengenistwert der Differenz zwischen dem Mengensoiiwert (S) und dem gemessenen Nachlauffehler (N bzw. M) entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Mengensollwert (S) und dem gemessenen bzw. errechneten (Nachlauffehler N bzw. M) von einem Rechner gebildet und einer Korrektureinheit zur Endabschaltung der Zuführung zugeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, «aß nach der Zwischenunterbrechung und/ oder EndabschaltuD? jeder Zuführung der Nachlauffehler gemessen, gespeichert und als Korrekturwert für den Nachlauffehler (N bzw. M) weiterer Dosierbzw. Chargiervorgänge verwendet wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenunterbrechung des Dosier- bzw. Chargiervorganges zur Ermittlung des Nachlauffehlers (N bzw. M) in einem Bereich stattfindet, in dem ca. 85% bis 95% des Mengensollwertes fSJ zugeführt sind.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadi-Tch gekennzeichnet, daß die Zwischenunterbrechung des Chargiervorganges bei voller (F i g. 3) oder reduzierter (F i g. 2) Förderleistung des Chargierorgans vorgenommen wird.

6. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 bei der Chargierung und Zubereitung von Mehrstoff mengen, zum Beispiel bei der Asphaltoder Betonzubereitung, bei Absackstationen zur so Chargierung bzw. Dosierung von feinkörnigen Schüttgütern in Säcke, bei Abfüllanlagen zur Chargierung bzw. Dosierung von Flüssigkeiten in Behältnisse oder bei ähnlichen Anlagen.