DE4030665C1 - Regulating RPM of drive motor(s) of load-excited screening machine - supplying actual oscillating value to regulator and measuring resultant power output of motor(s) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl von zumindest einem Antriebsmotor einer belager­ regten Siebmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Aus der DE-PS 38 21 689 ist eine Siebmaschine bekannt, die aus zwei relativ zueinander schwingenden Rahmen mit Querträgern besteht, wobei die Rahmen derart angeordnet sind, daß die Querträger der Rahmen jeweils paarweise ineinandergreifen. Ein an den Querträgern befestigter Siebbelag wird bei gegensinniger Schwingbewegung der beiden Rahmen abwechselnd gespannt und entspannt. Die Schwingbewegung der Rahmen wird durch zumindest einen an einem Rahmen befestigten Unwucht-Schwingungserreger, der eine gerichtete Fliehkraft erzeugt und über einen Motor angetrieben wird, erreicht. Durch das Spannen und Entspannen des Siebbelags erfährt das Siebgut eine Beschleunigung, die sogenannte Produktbeschleunigung, so daß eine Auflockerung und somit eine Entmischung des Korngemisches bewirkt wird.

Da mit der beschriebenen Siebmaschine unterschiedliche Siebgüter gesiebt werden, die sich in den Materialeigen­ schaften wie der Materialfeuchtigkeit, Größe der Körnung und der Höhe der prozentualen Verunreinigung unterscheiden können und auch die Materialbeladung auf die Siebmaschine schwanken kann, ist die Dämpfung, die das Siebgut auf die Maschine ausübt, unterschiedlich. Zwar ist bei dieser Siebmaschine vorgesehen, die Drehzahl des Antriebsmotors oder die Unwucht der Unwuchtschwingungserreger nach den zu siebenden Siebgütern auszuwählen, jedoch besteht die Gefahr, daß bei schwankenden Dämpfungswerten der Siebbelag sich mit anhaftendem Siebgut zusetzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung dahingehend weiterzubilden, daß für unterschiedliche zu siebende Materialien selbst bei schwankender Materialbeladung der Siebmaschine unter Sicherstellung eines weitgehend störungsfreien Siebvorganges das Siebergebnis verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß für unterschiedliche Siebgüter und/oder unterschiedliche Materialbeladung selbsttätig ein neuer Schwingungs- Sollwert vorgegeben wird und der gemessene Schwingungs- Istwert auf diesen Schwingungs-Sollwert nachgeregelt wird. Durch eine sofortige Vorgabe eines neuen an das Siebgut und/oder die Beladung angepaßten Schwingungs- Sollwertes kann jederzeit ein gutes Siebergebnis erzielt werden. Die Produktbeschleunigung stellt sich dabei so groß ein, daß das Siebgut tatsächlich gesiebt wird und der Siebbelag sich nicht mit anhaftendem Siebgut zusetzt. Weiterhin wird die Standzeit der Siebbeläge in belagerreg­ ten Siebmaschinen erhöht, da das jeweilige Siebgut nur mit der zur Erzielung eines guten Siebergebnisses notwendigen Beschleunigung beaufschlagt wird. Mit der vorliegenden Erfindung wird ein unregelmäßiger Materialzufluß nivel­ liert. Durch die an das Siebgut und/oder die Beladung der Siebmaschine angepaßte Schwingungs-Sollwert-Vorgabe wird die Effektivität und damit die Wirtschaftlichkeit des Siebvorganges verbessert. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den in den Unteransprüchen angegebenen Merkmalen.

Die vorliegende Erfindung ist schematisch in dem Block­ schaltbild in Fig. 1 dargestellt und wird im einzelnen nachfolgend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine belagerregte Siebmaschine 1 und eine dazugehörige Auswerteeinheit 15 und Regeleinrichtung 2. Unter belagerregten Siebmaschinen versteht man allgemein Siebmaschinen, mit einer Vielzahl zur Siebguttransport­ richtung quer angeordneter, zueinander paralleler Querträger, auf oder zwischen denen ein biegsamer Siebbelag befestigt ist, wobei die Querträger mindestens zwei Bewegungssystemen zugeordnet sind und gegeneinander beweglich sind. Die zwei Bewegungssysteme sind derart angetrieben, daß einander benachbarte Querträger sich abwechselnd nähern und voneinander weg bewegen, so daß sich die zwischen zwei Querträgern aufgespannte Siebfläche abwechselnd spannt und entspannt. Die Siebmaschine 1 nach Fig. 1 besteht aus zwei schwingfähig auf einem ortsfesten Grundgestell 13 abgestützten Rahmen 3, 4, die in Förder­ richtung relativ zueinander beweglich sind. Die gegensin­ nige Schwingbewegung der beiden Rahmen 3, 4 wird durch stirnseitig an den Rahmen 3, 4 angeordnete als Richter­ reger ausgebildete Unwucht-Schwingungserreger 7, 8 erzeugt, die jeweils eine gerichtete, um 180° phasenver­ schobene, gleich große Fliehkraft erzeugen. Die Unwucht- Schwingungserreger werden jeweils über eine Gelenkwelle 9, 10 durch je einen Antriebsmotor 11, 12 angetrieben, wobei die Antriebe synchronisiert sind. Die Rahmen 3, 4 weisen jeweils in gleich großen Abständen befestigte Querträger 5, 6 auf und sind derart ineinandergesetzt, daß die Querträger 5, 6 der Rahmen jeweils abwechselnd in Förder­ richtung in einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Ein nicht dargestellter, flexibler Siebbelag ist an den Querträgern 5, 6 befestigt und wird bei gegensinniger Schwingbewegung der beiden Rahmen 3, 4 zwischen zwei Querträgern 5, 6 abwechselnd gespannt und entspannt. Ein auf dem Siebbelag befindliches Siebgut erfährt durch das ständig abwechselnde Spannen und Entspannen des Siebbelags eine Beschleunigung. Diese Produktbeschleunigung kann durch Ändern der Unwucht des Unwuchtschwingungserregers 7, 8 und/oder durch Ändern der Drehzahl der Antriebsmotoren 11, 12 beeinflußt werden. Bei Schwingungsmaschinen, die in der Nähe der Resonanz betrieben werden (Resonanzsysteme) kann die Produktbeschleunigung zusätzlich durch Ändern der Relativbewegung der Querträger 5, 6 eingestellt werden, indem der Abstand der Betriebsdrehzahl zur Resonanzdreh­ zahl der Siebmaschine verändert wird. Die Größe der Relativbewegung der Querträger zueinander wird Spannweg genannt.

An einem schwingfähigen Teil der Siebmaschine 1 beispiels­ weise an einem der beiden Rahmen 3, 4 ist ein Schwingungs­ aufnehmer 14 angeordnet. Dieser Schwingungsaufnehmer ermittelt einen das Schwingungsverhalten kennzeichnenden Istwert (Schwingungs-Istwert) und kann beispielsweise als Beschleunigungsaufnehmer, Schwinggeschwindigkeitsaufnehmer oder Schwingwegaufnehmer ausgebildet sein. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist ein Beschleuni­ gungsaufnehmer 14 angeordnet, der die Beschleunigung des Rahmens 3, 4 aufnimmt und diesen Beschleunigungs-Istwert einem Summierglied 16 der Regeleinrichtung 2 zuführt. Das Summierglied 16 bildet die Differenz eines von der Auswerteeinheit 15 vorgegebenen Beschleunigungs-Sollwertes und des von dem Beschleunigungsaufnehmer 14 zugeführten Beschleunigungs-Istwertes des Rahmens 3, 4. Diese Differenz wird einem dem Summierglied 16 nachgeschalteten Regler 17 als Regelabweichung zugeführt, der anhand einer den Regler 17 charakterisierenden Kennlinie den Beschleu­ nigungs-Istwert dem Beschleunigungs-Sollwert nachregelt. Ein der Regelabweichung entsprechendes Ausgangssignal des Reglers 17 wird anschließend einem Frequenzumformer 18 zugeführt, der dieses Signal in eine entsprechende Frequenz umsetzt. Mit dieser Frequenz als Ausgangssignal des Frequenzumformers 18 werden die Antriebsmotoren 11, 12 gespeist und arbeiten nun mit einer dementsprechenden Drehzahl. Durch die geänderte Drehzahl der Antriebsmotoren 11, 12 und somit der Unwuchtschwingungserreger 7, 8, ändert sich die Größe der resultierenden Fliehkraft. Eine Änderung der resultierenden Fliehkraft bewirkt eine Änderung der Beschleunigung der Rahmen 3, 4 und bei einer Siebmaschine, die in der Nähe der Resonanz betrieben wird (Resonanzmaschine), ändert sich zusätzlich der Schwingweg der Siebmaschine 1 und damit ändert sich auch die Produktbeschleunigung. Da die Produktbeschleunigung selbst nicht meßtechnisch erfaßt werden kann, wird sie aus den gemessenen Schwingungswerten rechnerisch bestimmt.

Damit für unterschiedliche Siebgüter jeweils ein dem Siebgut angepaßter Beschleunigungs-Sollwert in der Auswerteinheit 15 bestimmt werden kann, der von der Dämpfung, die das Siebgut auf die Maschine 1 ausübt, abhängig ist, wird eine Größe, die proportional der aufgenommenen Wirkleistung zumindest eines Antriebsmotors ist, gemessen. Diese Größe kann beispielsweise die Stromaufnahme, die Leistungsaufnahme oder der Schlupf der Antriebsmotoren sein. In diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird die Stromaufnahme der beiden Antriebsmotoren 11, 12 gemessen und ebenfalls als Eingangssignal der Auswerteeinheit 15 zugeführt.

Die Stromaufnahme stellt ein Maß für die Dämpfung, die das zu siebende Gut auf die Maschine ausübt, dar und ändert sich bei unterschiedlichen Siebgütern in Abhängigkeit von Korngröße des Siebgutes, Dichte des Siebgutes, Feuchtege­ halt des Siebgutes, im Siebgut enthaltenen Verunreinigun­ gen oder auch bei schwankendem Durchsatz bzw. unterschied­ licher Beladung der Siebmaschine 1. In Abhängigkeit von der gemessenen Stromaufnahme der beiden Antriebsmotoren 11, 12 als Maß für die Dämpfung, wird in der Auswerteein­ heit 15 ein dem Siebgut angepaßter Beschleunigungs- Sollwert ermittelt. Dieser Beschleunigungs-Sollwert wird anhand von in der Auswerteeinheit 15 abgelegten Kennlinien ermittelt. Zur Bestimung der Kennlinien, die die Abhängig­ keit zwischen Stromaufnahme, Dämpfung und erforderlicher Produktbeschleunigung festlegen, werden Kalibrierläufe durchgeführt. Der so ermittelte Beschleunigungs-Sollwert wird als Ausgangssignal der Auswerteeinheit 15 dem Summierglied 16 zugeführt.

Zur Bestimmung des Schwingungs-Sollwertes kann zusätzlich zur Messung der Stromaufnahme, der elektrischen Leistungs­ aufnahme oder des Schlupfs der Antriebsmotoren die Beladung der Siebmaschine herangezogen werden.

Mit der Ermittlung der Stromaufnahme kann nur ein Summeneffekt der Dämpfung, der sich aus den Materialeigen­ schaften des Siebgutes und der Beladung der Siebmaschine zusammensetzt, erfaßt werden.

Durch die zusätzliche Bestimmung der Beladung der Siebmaschine können die Einflußgrößen - das sind die Materialeigenschaften und die Beladung der Siebmaschine - der Dämpfung genauer unterschieden werden. Die Materialei­ genschaften wie z. B. der Feuchtegehalt des Siebgutes kann zusätzlich mit einem Sensor erfaßt werden und zur Ermittlung des Beschleunigungs-Sollwertes herangezogen werden.

Bei gleichbleibenden Materialeigenschaften des Siebgutes, jedoch schwankender Durchsatzleistung genügt eine Gewichtserfassung des Siebgutes, um einen Beschleunigungs- Sollwert zu ermitteln.

Die Beladung des Siebmaschine kann durch eine Gewichtser­ fassung des auf die Siebmaschine 1 aufgegebenen Siebgutes ermittelt werden. Die Gewichtserfassung kann beispiels­ weise durch eine nicht dargestellte Bandwaage oder indirekt über eine Schütthöhenabtastung 19 erfolgen oder wenn die Siebmaschine über Federn abgestützt ist, über den Federweg ermittelt werden, wobei die hierbei ermittelte Meßgröße ebenfalls der Auswerteeinheit 15 als Eingangssi­ gnal zugeführt und ebenfalls zur Ermittlung des Beschleu­ nigungs-Sollwertes herangezogen werden kann.

Claims (8)

1. Verfahren zur Regelung der Drehzahl von zumindest einem Antriebsmotor, der einen an zumindest einem schwingfähig gelagerten Rahmen angeordneten Schwin­ gungserreger einer belagerregten Siebmaschine antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß an zumindest einem schwingfähigen Teil der Siebmaschine (1) ein das Schwingungsverhalten kennzeichnender Istwert (Schwin­ gungs-Istwert) gemessen und einer Regeleinrichtung (2) als Eingangssignal zugeführt wird, und in Abhängigkeit von einem der Regeleinrichtung (2) vorgebbaren material- und/oder beladungsabhängigen Schwingungs- Sollwert ein Ausgangssignal der Regeleinrichtung die Drehzahl von zumindest einem Antriebsmotor (11, 12) regelt und die aufgenommene Wirkleistung oder eine ihr proportionale Größe von mindestens einem Antriebsmo­ tor (11, 12) gemessen wird, und bei Änderung der aufgenommenen Wirkleistung oder einer ihr proportiona­ len Größe, selbsttätig ein neuer material- und/oder beladungsabhängiger Schwingungs-Sollwert vorgegeben wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Istwert an einem Rahmen (3, 4) gemessen wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Istwert ein Schwinggeschwindigkeitswert verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl derart geregelt wird, daß der Istwert mit dem Sollwert übereinstimmt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromauf­ nahme von einem Antriebsmotor (11, 12) gemessen und einer Auswerteeinheit (15) zugeführt wird, und zur Sollwertvorgabe herangezogen wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Beladung der Siebmaschine entsprechender Wert ermittelt wird, und zur Sollwertvorgabe herangezogen wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Feuchtegehalt des Siebgutes entsprechender Wert ermittelt wird, und zur Sollwertvorgabe herangezogen wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewichts­ erfassung des Siebgutes durchgeführt wird, und zur Sollwertvorgabe herangezogen wird.