DE3037025C2 - - Google Patents

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.