METHOD AND APPARATUS FOR REGULATING A PELLET PRESS

Abstract: 1. A method of controlling a pellet press wherein the product is pressed by means of press rollers through the bores of a press die, wherein the power E, kW of the motor of the press is held constant at a desired value by varying the quantity of the product M, kg/s which is supplied to the pellet press and wherein the temperature T, degrees C of the product supplied to the press is regulated to a desired value by means of a temperature regulation, characterised in that, when a change of the speed n, U/min of the feed apparatus by a predetermined amount DELTA n occurs, the desired value of the temperature T is changed by a predetermined value DELTA T.

Description: Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Würfelpressanlage Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Würfelpressanlage, bei welcher das Produkt mittels Pressrollen durch Bohrungen einer Pressform hindurch gepresst wird, wobei die Leistung E, kW des Pressemotors durch Veränderung der der Würfelpresse zugeführten Produktmenge M, kg/s auf einem Sollwert konstant gehalten und die Temperatur T, C des zugeführten Produktes durch eine Temperaturregelung geregelt wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Steuerung der Würfelpressanlage. Es ist bekannt, Rohstoffe oder Rohstoffmischungen, z.B. Viehfuttermittel, zu Würfeln zu verarbeiten, in Würfelpressanlagen, die je eine Speiseschnecke, einen mit direkter Dampfzufuhr beheizten Mischer (Konditioneur) und eine Würfelpresse aufweisen. Dabei wird der Rohstoff gemischt und erwärmt und in die Form einer warmen, pressbaren Masse gebracht. Diese Masse wird in der Presse verdichtet und durch Brechen (Schneiden) der aus den Pressbohrungen austretenden Stränge zu Würfeln gemacht. Eine solche Anlage ist z.B. in der CH-PS 600 792 offenbart und weist eine Speiseschnecke auf, welcher ein mit einer Dampfeinspritzvorrichtung ausgerüsteter Mischer nachgeschaltet ist. Die Speiseschnecke und der Mischer sind durch je einen Antriebsmotor angetrieben. Eine durch einen Pressemotor angetriebene Würfelpresse ist dem Mischer nachgeschaltet und besitzt eine sich drehende Pressform mit radial verlaufenden Pressbohrungen. Zwei Pressrollen sind drehbar auf einer feststehenden Brücke angebracht, auf welcher noch Speiseflügel befestigt sind. Der Rohstoff wird durch die Speiseschnecke dosiert, im Mischer mit Dampf vermischt und als pressbare Masse der Presse zugeführt. In dieser wird der Rohstoff zwischen der Pressform und den Pressrollen verpresst und über die Pressbohrungen hindurchgepresst, hinaus gestossen und geschnitten. Die Pressbarkeit eines Rohstoffes ist in grossem Mass von der Temperatur abhängig, bei welcher der Pressvorgang stattfindet. Der Durchsatz durch die Presse steigt bei zunehmender Temperatur, bis diese einen für den Rohstoff charakteristischen Temperaturgrenzwert überschreitet. Dazu kommen noch wirtschaftliche Faktoren, die es erfordern, die Betriebstemperatur kleiner als den Temperaturgrenzwert zu wählen, weil in dieser Gegend eine Erhöhung der thermischen Energie kaum eine Ersparnis an elektrischer Energie bringt. Die für eine Rohstoffzusammensetzung so festgelegte Temperatur ist seit vielen Jahren in einer grossen Zahl Betrieben wie folgt eingestellt worden: Zuerst wird die Presse mit wenig Dampf, d.h. mit Mehl von tieferer Temperatur als normal auf Vollast gebracht. Dann wird etwas Dampf zugesetzt, so dass die Temperatur erhöht wird und die Motorbelastung absinkt. Jetzt kann am Variator der Speiseschnecke mehr Mehl zugespiesen werden, bis wieder Vollast erreicht ist. Erneut kann die Dampfmenge und damit die Mehltemperatur erhöht werden. Wenn die Motorbelastung am Amperemeter weiterhin beträchtlich sinkt, so kann nochmals die Speisemenge erhöht werden und so fort, bis eine Temperatur erreicht ist, bei deren Erhöhung nur noch eine kleinere Erhöhung der Pressenleistung stattfindet. Bei dieser Temperatur arbeitet die Presse nahe der höchsten Leistung pro PS und am wirtschaftlichsten bezüglich Ausnützung der Anlage und bezüglich Lebensdauer der Schleissteile. Die eingestellte Temperatur wird beibehalten bis im Laufe des Betriebes Änderungen in der Pressbarkeit, z.B. durch Änderungen in der Rohstoff zusammensetzung, insbesondere im Feuchtigkeitsgehalt, und damit in der optimalen Temperatur auftreten, was Massnahmen zur Begegnung der neuen Bedingungen erfordert. Zu diesem Zweck ist der Presseführer bislang jederzeit bereit gewesen, Korrekturmassnahmen zur Wiederherstellung optimaler Bedingungen, insbesondere der neuen optimalen Temperatur, zu treffen. Er hat auch das Anliegen, eine Temperaturerhöhung über den Grenzwert hinaus zu verhindern, da dies ein Festfahren der Presse zur Folge haben könnte. Bei einem in der FR-PS 1,301,405 offenbarten Verfahren zur Steuerung einer Würfelpresse wird die dem Mischer zugeführte Produktmenge in einem ersten Regelkreis (I) so justiert, dass ein konstanter Wert des Pressemotorstromes (Pressemotorleistung) aufrechterhalten bleibt. Diese Justierung der Produktmenge wird über einen Schieber am Ausgang der Speisevorrichtung, oder durch Änderung der Speiseschneckendrehzahl gewährleistet. Ausserdem wird eine dem Mischer über ein Dampfventil zugeführte Dampfmenge in einem zweiten Regelkreis (II) so justiert, dass eine konstante, als optimal betrachtete Temperatur im Mischer aufrechterhalten bleibt. In diesem Verfahren wird eine anfängliche Temperatur im Mischer eingestellt und mittels einer Temperaturregelung konstant gehalten. Bei einem anderen, in der DE-OS 28 50 910 offenbarten Verfahren zur Regelung einer Würfelpresse wird ein anfänglicher Betriebszustand mit einer unterhalb der optimalen Temperatur liegenden Temperatur hergestellt, durch Zuführung von Produkt und Dampf in einem konstanten Verhältnis zueinander. In einem anschliessenden Optimierungsvorgang wird ein optimales Verhältnis zwischen Dampfmenge und Rohstoffmenge gesucht durch Erhöhen der Dampfmenge im Verhältnis zur Rohstoffmenge bis die Motorbelastung zu steigen anfängt, wonach die Dampfmenge vermindert wird. Dieses Verhältnis wird dann während des weiteren Betriebes festgehalten. Wenn dann eine Erhöhung des elektrischen Stromes für den Antrieb der Würfelpresse registriert wird, wird ein neues optimales Verhältnis zwischen Dampfmenge und Rohstoffmenge gesucht. Dies geschieht durch die direkte Beeinflussung des Dampfventils entsprechend dem Strom des Pressenmotors. Das Benützen des Motorstromes des Antriebsmotors der Würfelpresse als Parameter für die Notwendigkeit einer Temperaturregelung führt zu einer gewissen Gefahr des Blockierens der Presse, denn das Verfahren basiert auf einer Überschreitung des Grenzwertes, um den optimalen Betriebszustand zu ermitteln. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuerungsverfahren der eingangs genannten Art für eine Würfelpressanlage und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchen trotz Einfachheit und hoher Wirtschaftlichkeit des Betriebes neue und veränderte Betriebsbedingungen mit hoher Flexibilität optimal eingestellt werden können und ein Festtahren der Presse mit Sicherheit verhindert werden kann, wobei auch ein hoher Automatisierungsgrad verwirklicht und die Überwachung für den Presseführer erleichtert werden kann. Ein Steuerungsverfahren zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, dass die zugeführte Produktmenge M während des Betriebes überwacht wird, dass bei einer durch die Leistungsregelung veranlassten Änderung der Produktmenge M, der Sollwert der Temperatur T um einen vorbestimmten Wert n T geändert wird, und dass bei jedem Regelungsschritt, vorzugsweise nach diesem Regelungsschritt, das Verhältnis a A T, und somit in erster Approximation die Neigung der Tangente zur Kurve M = f (T) kontrolliert wird, und dass beim Unterschreiten eine.s bestimmten Sollwertes dieses Verhältnisses, bzw. dieser Neigung, die Temperatur stufenweise herabgesetzt wird, bis dieser Sollwert erreicht ist. Das Verfahren nach der Erfindung besitzt den Vorteil, dass bei Änderungen der leicht überwachbaren Rohstoffmenge, die Temperaturregelung leicht eingreifen und die direkt und kontinuierlich gemessene Temperatur mit hoher Flexibilität ändern kann. Der Betriebspunkt bleibt im sicheren Temperaturbereich gehalten und ein Festfahren der Presse wird verhindert, weil die Regelung des Verhältnisses a M/ tiT, bzw. der Neigung der Tangente zur Kurve M = f (T), naturgemäss einen sicheren Betriebspunkt anstrebt. Gleichzeitig hat diese Art der Regelung eine günstige Wirkung auf die Wirtschaftlichkeit des Betriebes, weil das Verhältnis A M/ a T, bzw. die Neigung der Tangente zur Kurve M = f(T), auch zeigt, ob sich die erreichte Erhöhung des Durchsatzes beim erhöhten Aufwand an thermischer Energie lohnt. Die Arbeit des Presseführers ist nun im wesentlichen auf das Eintasten einiger Werte beschränkt, so dass er andere Aufgaben, z.B. die Bedienung mehrerer Pressanlagen übernehmen kann. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird bei einer durch die Leistungsregelung veranlassten Herabsetzung der zugeführten Produktmenge M um einen vorbestimmten Betrag a mm unter dem vorher einregulierten Wert Mo eine einregulierten Herabsetzung der Temperatur T um einen voreingestellten Betrag #T veranlasst, die über die Leistungsregelung eine Produktmengenänderung # M verursacht und die gegebenenfalls wiederholt wird, bis die durch die letzte Temperaturände rung T hervorgerufene Produktmengensenkung # M die Über- schreitung eines vorgegebenen Wertes des Verhältnisses #M/ 4 T, bzw. der Neigung der Tangente zur Kurve bedeutet. Ein Blockieren der Presse kann nicht stattfinden. Bei einer durch die Leistungsregelung veranlassten Erhöhung der zugeführten Produktmenge M hingegen, um einen vorbe stimmten Betrag #MC über dem vorher einregulierten Wert c M0 wird eine Erhöhung der Temperatur T um einen voreingestellten Betrag #T veranlasst, die über die Leistungsregelung eine Produktmengenänderung AM verursacht und die gegebenenfalls wiederholt wird, bis die durch die letzte Tem peraturänderung # T hervorgerufene Produktmengenerhöhung # #M die Unterschreitung eines vorgegebenen Wertes des Verhältnisses #M/ #T, bzw. der Neigung der Tangente, verursacht, wobei die nun erhöhte Temperatur um den AT-Wert herabgesetzt wird und dadurch die vorletzte Temperatur wieder eingestellt wird, und dass diese Temperatur als Betriebstemperatur behalten wird. Damit wird die zusätzlicke thermische Energie nur so lange zugeführt, als die Pressbarkeit bedeutend verbessert wird. Eine hohe Wirtschaftlichkeit und Sicherheit wird gewährleistet. In beiden vorangehenden Fällen kann anstelle vom Verhältnis d M/ #T die Produktmengenänderung #M M als Steuerungsgrösse verwendet werden, wenn die veranlasste Temperaturänderung aT während der ganzen Dauer einer Regelungsphase gleich bleibt. Damit werden die Regelung und die Steuervorrichtung einfacher. Nach einer vorbestimmten Zeit ss tv, während welcher keine Produktmengenänderung aM stattgefunden hat, wird eine Tem peraturänderung a T, vorzugsweise eine Temperaturerhöhung, veranlasst und ein neuer Optimierungsvorgang eingeleitet. Dies wird als periodische Prüfung des Steuerungsverlaufes und der Funktionstüchtigkeit der Steuerungsvorrichtung ausgeführt. Mit Vorteil wird die Motorleistung E durch den elektrischen Strom I und die zugeführte Produktmenge M durch die Drehzahl n, U/min der Speisevorrichtung, die vorzugsweise eine Speiseschnecke aufweist, gemessen. Diese sind leicht messbare Betriebsgrössen, die den Steuervorgang erleichtern und die Steuervorrichtung vereinfachen. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch die Kombination einer Leistungsregelung zum Konstanthalten der Leistung des Antriebsmotors der Würfelpresse durch Steuerung der Drehzahl des Speiseschneckenmotors mit einer Temperatursteuerung zur Anpassung der Temperatur des Produktes im Mischer unter dem Einfluss von Drehzahländerungen des Speiseschneckenmotors. Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die schematische Darstellung einer Würfelpressan lage mit Steuerung, Fig. 2 ein Drehzahl-Temperatur-Diagramm zur Veranschau lichung notwendiger Betriebs änderungen bei Ände rungen der Pressbarkeit des der Würfelpresse zuge führten Rohstoffes, Fig. 3 ein Temperatur-Drehzahl-Diagramm zur Veranschau lichung einer Startphase und einer Phase grober Optimierung, Fig. 4 ein Drehzahl-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung der Startphase, der Phase grober Optimierung und mehrerer Phasen feiner Optimierung, Fig. 5 ein Temperatur-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung der Phasen nach Fig. 4, Fig. 6 ein Laufdiagramm zur Veranschaulichung einer Aus führungsform des Steuerungsverfahrens, Fig. 7 ein schematisches Diagramm mehrerer, aus einer Steuerzentrale gesteuerten Würfelpressanlagen, und Fig. 8 ein Blockschema einer Variante. In der Fig. 1 ist eine Speiseschnecke 1 durch einen Speiseschneckenmotor 2 mit steuerbarer Drehzahl angetrieben. Der Speiseschnecke 1 ist ein Mischer 3 als Konditioneur nachgeschaltet, der über ein Dampfventil 4 mit Dampf beaufschlagbar ist und durch einen Mischermotor 6 angetrieben ist. Dem Mischer 3 ist eine Würfelpresse 7 nachgeschaltet, die durch einen Pressemotor 8 angetrieben ist. Am Ausgang des Mischers 3 ist ein Temperaturfühler 9 angeordnet, der zur Messung der Temperatur des in die Presse 7 eintretenden Rohstoffes vorgesehen ist. Einer Leistungsregelung 10 für den Pressemotor 8 wird über einen Strommesser 12 und eine Verbindung 13 der Wert I des elektrischen Stromes des Pressemotors 8 zugeführt. Die Leistungsregelung 10 steht über der Verbindung 15 mit dem Speiseschneckenmotor 2 in Wirkverbindung und steuert die Drehzahl n des letzteren und damit die Produktmenge N so, dass der Stromverbrauch des Pressemotors 8 gleich dem Sollwert seines Stromes 1 ist, was bedeutet, dass der Pressemotor 8 die Presse 7 mit einer optimalen Leistung antreibt, die nahe am Maximum steht. Eine Temperatursteuerung 16 empfängt über eine Verbindung 17 den Temperatur-Istwert vom Temperaturfühler 9 und über eine Verbindung 18 den Drehzahl Istwert vom Speiseschneckenmotor 2 und beeinflultmit ihrem Ausgangssignal 20 das Dampfventil 4 zur Zuleitung von Dampf an den Mischer 3. Die Steuerung 10 beeinflusst auch ein nicht gezeigtes Melassenventil zur Zuführung von Melasse in der richtigen Proportion zur Produktmenge, die durch die Speiseschnecke 1 zugeführt wird. Die nicht im Detail dargestellte Würfelpresse 7 ist herkömmlicher Konstruktion und besitzt eine an sich bekannte Pressform mit radial verlaufenden Pressbohruhgen, sowie eine oder mehrere Pressrollen, die auf einer feststehenden Brücke drehbar angebracht sind. Der Rohstoff gelangt über einen Speisetrichter 21 in die Speiseschnecke 1 und wird durch diese dosiert und dem Mischer 3 zugeführt. In diesem wird der Rohstoff mit Dampf gründlich vermischt und zu einer warmen, pressbaren Masse gemacht. Die Rohstoffmischung tritt nun in die Presse 7 über und wird in dieser zwischen der Pressform und den Pressrollen verpresst und durch die Pressbohrungen der Pressform hindurchgepresst. In der Fig. 2 stellt die Kurve A die Variation der Speiseschneckendrehzahl n in Funktion der Temperatur T des Rohstoffes bei konstanter Pressemotorleistung I, und damit die Pressbarkeit für einen bestimmten Rohstoff dar. Dem Grenzpunkt PGRrA entspricht eine maximale Drehzahl nmax und damit eine maximale Produktmenge MmaX, bei einem Grenzwert der Temperatur TGR A. Der Punkt PA, hingegen, entspricht dem für die anfängliche Rohstoff zusammensetzung als optimal ermittelter Betriebspunkt, der im linken und damit sicheren und wirtschaftlichen Bereich der Kurve A liegt und durch die Drehzahl nA und die Temperatur TA gekennzeichenet ist. Die Kurve B bezieht sich auf eine zu einem späteren Betriebszeitpunkt zufolge veränderter Rohstoffzusammensetzung, z.B. veränderter Feuchtigkeit, veränderte Pressbarkeit. P GR,B entspricht dem neuen Grenzpunkt und PB dem neuen optimalen Betriebspunkt. Die für die Rohstoffzusammensetzung A optimale Temperatur TA ist von der für die neue Rohstoffzusammensetzung optimale Temperatur TB verschieden. Die Temperatursteuerung hat nunmehr die Funktion zu erfüllen, einerseits den anfänglichen, optimalen Betriebspunkt einzustellen, andererseits nach Massgabe sich ändernder Rohstoff zusammensetzungen und gegebenenfalls anderer Betriebsstörungen, aufeinanderfolgende und sich voneinander unterscheidende, optimale Betriebspunkte einzustellen und dabei den Betrieb in der sicheren Zone, links von der Grenztemperatur T GR zu halten, um damit der Gefahr eines Festfahrens der Presse vorzubeugen. Die Steuerung des Pressebetriebes geht dabei folgendermassen vor sich. In einer Startphase wird dem Mischer 3 Rohstoff und Dampf in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander in einer solchen Menge zugeleitet, dass die Temperatur unter der optimalen Temperatur und der Pressemotorstrom beim Nennstrom I liegt. Dies wird mit Hilfe der Leistungsregelung 10 bewerkstelligt. Die Fig. 3 zeigt die Startphase S und die anschliessende, grobe Optimierungsphase in einem Temperatur-Drehzahl-Diagramm. In der groben Optimierungsphase wird die Temperatur mittels der Temperaturregelung 11 in aufeinanderfolgenden, gleichen Stufen von Tg r beispielsweise 50C hochgeregelt. Jedes ss Tg bewirkt über die Leistungsregelung 10 eine Er g höhung der Drehzahl n und eine zu dieser proportionale Erhöhung der Produktmenge M. Aufeinanderfolgende Temperatur erhöhungen a Tg bewirken aufeinanderfolgend sich einstellende g Drehzahlerhöhungen t n1, # n2, ,,, # nk, von denen jede mit einer vorgewählten, minimalen Drehzahländerung # nmin verglichen wird. Die Unterschreitung des Wertes A nmin bedeutet, dass die zur Erhöhung AT g notwendige thermische Energie keine genügende Erhöhung # M der Produktmenge entspricht, so dass die Wirtschaftlichkeit leidet. Dies bedeutet auch, dass man sich des Grenzpunktes PGR nähert, und somit, dass die Gefahr des Blockierens der Presse grösser wird. Wenn t nk den Wert anhin unterschreitet, wird deshalb die k Temperatur um den Betrag # Tg zurückgestellt und die vor g letzte Temperatur als Betriebstemperatur behalten. In der Fig. 3 ist t #n4 < nmin und die Temperatur wird um 4 min i T zurückgestellt. Der Punkt P ist der neue Betriebs g punkt nach der ersten groben Optimierung. Das beschriebene Verfahren für die beschriebenen beiden ersten Phasen entspricht somit weitgehend dem seit Jahrzehnten Praktizierten. Spätere Änderungen im Betrieb, die durch Änderung in der Rohstoffzusammensetzung, in der Dampfzuleitung oder durch allgemeine Anlagenveränderungen bedingt sein können, können eine neue Situation schaffen, die eine Änderung der Speiseschneckendrehzahl n und damit der Produktmenge M verursacht. Dann wird eine neue, feine Optimierung vorgenommen. Bei der feinen Optimierung wird die Drehzahl des Speise schneckenmotors 2 während des Betriebes überwacht und bei einer unter Einwirkung der Leistungsregelung 10 sich ein stellenden vorbestimmten Drehzahländerung a n und entsprechen- der Produktmengenänderung a M wird der Sollwert der Temperatur T verändert. Dabei werden drei verschiedene Möglichkeiten berücksichtigt. Wenn sich eine Drehzahlerhöhung mit mindesten einem vorbestimmten Wert bnc, z.B. 2% von n über dem vorher einregulierten Wert n0 einstellt, wird die Temperatur um ATf, einen einen bestimmten Wert, z.B. +2 C,erhöht. Die sich an- schliessend einstellende Drehzahlerhöhung d n wird nun mit einem Wert #nb verglichen und der Vorgang in gleichen Stufen von Tf wiederholt, bis der Wert 4 nk den einen vorher eingegebenen Wert n#b unterschreitet und die Tem b peratur wieder um # Tf reduziert wird. Ansonsten ist der Vorgang dem vorangehend beschriebenen ähnlich. Wenn der Wert n den Wert A nb unterschreitet, wird der Optimierungsvorgang, ähnlich wie zuvor abgebrochen und die Temperatur um tTf vermindert und die vorletzte Temperatur als Betriebstemperatur behalten. Wenn unter der Einwirkung der Leistungsregelung bei gleichbleibendem Strom und gleichbleibender Temperatur ein Abfall der Drehzahl n um mindestens den voreingestellten Be trag nc unter dem vorher einregulierten Wert n0 regi- striert wird, wird die Temperatur über die Temperatur regelung 16 um einen vorbestimmten Wert # T, vorzugsweise Tf herabgesetzt. Die sich als Folge einstellende Dreh zahl n wird nun mit einem voreingestellten Wert na ver- glichen, und der Vorgang in gleichen Stufen von tiTf so lange wiederholt, bis ein sich einstellender Drehzahlab fall #nk den Wert na überschreitet. Anstelle der k a b n-Werte können n/ #T Werte überwacht und mit einem vorgegebenen Wert ana/ 8 T verglichen werden. Dies er- laubt z.B. je nach Temperatur T verschiedene Werte von a T vorzusehen. Wenn nach einer im Einzelfall zu bestimmenden Zeitspanne ss tv, z.B. 10 Minuten, keine Änderung in der vorher einregulierten Drehzahl n0 registriert wird, wird ein neuer Optimierungsversuch unternommen. Zu diesem Zweck wird eine vorzugsweise positive Temperaturänderung XTf veranlasst und die sich darauf einstellende Drehzahländerung bn registriert. Nun wird in der vorangehend beschriebenen Weise eine neue Optimierung vorgenommen und ein optimaler Betriebspunkt bestimmt, der dem vorherigen gleich oder von diesem verschieden sein kann. Sollte sich wider Erwarten nach der Temperaturerhöhung um & f ein Drehzahlabfall einstellen, was auf eine Überschreitung der Grenztemperatur hindeutet, wird der Optimierungsvorgang unterbrochen. Nach einer Herabsetzung der Temperatur in den sicheren Betriebsbereich wird die Optimierung dann wieder aufgenommen. In den Figuren 4 und 5 ist der Verlauf eines beispielsweisen Steuervorgangs veranschaulicht. Die aufeinanderfolgend ausgeführten Steuerungsschritte werden besonders gut verständlich, wenn die Fig. 4 und 5, die beide die Zeit t als Abszisse aufweisen, zusammen betrachtet werden. An dieser Stelle wird nur auf die Phasen OF feiner Optimierung eingegangen, da die anderen Phasen, die Startphase S und die grobe Optimierungsphase OG schon im Zusammenhang mit der Fig. 3 erläutert worden sind. Aus zeichnerischen Gründen ist bei diesen beiden Phasen S und OG ein kleinerer Massstab als bei den Phasen OF feiner Optimierung benützt worden. Der Punkt P entspricht einem ersten Optimum, das in der Phase grober Optimierung ermittelt wurde. Kurz vor dem Zeitpunkt t1 beginnt sich eine Drehzahlerhöhung # n ein- zustellen. Diese erreicht den vorbestimmten Betrag #nc im Zeitpunkt t1. Die Temperatur bleibt dabei unverändert, d.h. T1 = To. Nun wird die Temperatur T1 um Tf = 20C f erhöht. Dabei stellt sich eine neue Drehzahl n2 ein, die aber relativ zu n1 genug angestiegen ist, # n > t nb um b eine weitere Korrekturmassnahme zu gerechtfertigen. Eine weitere Erhöhung der Temperatur von T2 aus um t Tf = 20C f verursacht dann eine neue Drehzahl n21, die aber relativ zu n2 eine zu kleine Erhöhung t n < # nb veranlasst. Die Temperatur wird um t Tf = 2 C vermindert, so dass T2" = T2 und die Drehzahl kommt zurück auf einen Wert n2", der ungefähr gleich ist wie n2. Kurz vor dem Zeitpunkt t3 wird eine Drehzahlsenkung registriert, die im Zeitpunkt t3 den vorbestimmten Wert anc erreicht, was eine Korrekturmassnahme erfordert. Die Temperatur wird um t T = 2 0C auf T4 herabgesetzt. Dies ruft jedoch keine zusätzliche Änderung in der Drehzahl hervor, d.h. n4 = n3, was bedeutet, dass.der Betrieb im unsicheren Bereich, in der Nähe der Grenztemperatur verläuft. Nun wird die Temperatur wieder um aTf 20c herabgesetzt. Die sich einstellende Drehzahlsenkung bn überschreitet nun den vorgegebenen Wert A na, so dass das notwendige Kriterium für ein neues Optimum erfüllt ist. P5 wird als der neue, optimale Betriebspunkt belassen. Die Fig. 6 veranschaulicht einen Steuerungsvorgang in der Form eines Laufdiagramms. Dieses Diagramm zeigt die Folge der notwendigen Verfahrensschritte, einerseits für einen Drehzahlabfall, andererseits für einen Drehzahlanstieg und kann z.B. zur Programmierung der Temperatursteuerung zweckmässig verwendet werden. Es ist zu beachten, dass in Fig. 6 die Werte n1, n2 usw.nicht die gleiche Bedeutung wie in Fig. 4, 5 haben, sondern irgend eine Serie bezeichnen. Beim Drehzahlanstieg wird als optimale Temperatur TOPT die vorletzte Temperatur Tk 1 als Betriebstemperatur gewählt. Als Steuervorrichtung 10, 16 kann zweckmässig ein Mikroprozessor verwendet werden, der sowohl die Leistungsregelung als auch die Temperatursteuerung bewerkstelligen kann. Über einen Mikroprozessor können aber auch mehrere Würfelpressanlagen gleichzeitig gesteuert werden. Als Beispiel sind in der Fig. 7 drei verschiedene Würfelpressanlagen 31, 32, 33 an einen zentralen Mikroprozessor 35 angeschlossen. Jede Anlage besitzt einen an der Presse angeordneten, dem Presseführer zugänglichen Eintastteil 37, 38, 39 zur einzelnen Eingabe der durch ihn zu bestimmenden Betriebsgrössen für jede Anlage, z.B. des maximalen Stromes, der Werte t nein, 4 na, b nc/ c usw. Der Mikroprozessor könnte im zentralen Computerraum untergebracht und zusammen mit anderen Steuergeräten durch das Computerpersonal bedient werden. Selbstverständlich können mit einem Mikroprozessor nicht nur drei, sondern eine ganze Reihe von Würfelpressanlagen erfolgreich gesteuert werden. Die Fig. 8 zeigt ein Blockschema einer Ausführungsform der Erfindung für die gleiche Würfelpressanlage wie die Fig. 1, deren Bezugszeichen benützt werden. Die Leistungsregelung 10 ist bekannt und wird seit Jahren angewendet. Die Verbindung 18 meldet die Drehzahl n des Speiseschneckenmotors 2 als Regelgrösse 51. Die Regelgrösse 51 und der Soll wert 52 für die Drehzahl nt 1 die am Ende der vorherigen Regelphase bestimmt worden ist, sind über Verbindungen 53, bzw. 54 mit einem Subtrahierer 56, der den Wert n=n-n berechnet. Eine Eingabe 58 für die minimale wirksame Änderung an min der Drehzahl n des Speiseschneckenmotors 2 und der Subtrahierer 56 sind über Verbindungen 59, bzw. 60 mit einem Komparator 62 für den Vergleich des absoluten Wertes von A n mit t nmin, wobei auch das Vorzeichen von n n festgestellt wird. Die Verbindung 17 meldet die Temperatur T des zu verpressenden Produktes als Regelgrösse 63. Eine Eingabe 65 für den Temperatursprung T und der Sollwert 66 für die Temperatur Tut 1 die am Ende der vorherigen Regelphase bestimmt worden ist, sind über Verbindungen 67 bzw. 68 mit einem Addierer 71 verbunden, der den Wert Tut 1 + # T bildet. Die Regelgrösse 63 und der Addierer 71 sind über Verbindungen 73 bzw. 74 mit einem Subtrahierer 75 zur Bildung der Differenz T - (Tt1 + d T) die über die Verbindung 20 das Dampfventil 4 steuert. Der Komparator 62 ist über eine Verbindung 76 mit dem Addierer 71 verbunden. Sobald der absolute Wert von n grösser ist als a nmin gibt der Komparator einen Impuls ab, der das Zurechnen von #T T mit dem korrekten Vorzeichen veranlasst. Vor diesem Impuls überträgt der Addierer 71 erst den Wert von Tut 1 an den Subtrahierer 75. Ferner gibt der Komparator 62 über eine Verbindung 70 gleichzeitig wie der Impuls der Verbindung 76 einen Impuls auf den Sollwert 52, welcher den Wert n der Regelgrösse 51 im Zeitpunkt des Impulses anstatt des bisherigen Wertes nut 1 übernimmt. Der Subtrahierer 56 und die Eingabe 65 sind über Verbindungen 77 bzw. 78 mit einem Dividierer 79 zur Bildung des Verhältnisses a n/ t T verbunden. Im Dividierer 79 sind eine Aufgabe für die gewünschten Werte von An/ T und ein Komparator eingebaut. Die Verbindung 76 aus dem Komparator 62 führt den Impuls über eine Abzweigung 81 zu einem Zeitrelais 82, das über eine Verbindung 83 zu einem Kompa-;: rator 85 führt, der andererseits vom Subtrahierer 75 über eine Verbindung 87 gespiesen wird. Der Komparator 85 überwacht den Wert von T - (Tt 1 + a T) und wenn dieser gleich Null wird, leitet er über eine Verbindung 88 einen Impuls an den Dividierer 79 zu dessen Einschalten. Der Dividierer 79 stellt fest, ob a n/ a T gross genug ist, wenn # T positiv ist, bzw. ob # n/ T zu klein ist, wenn T negativ ist. In beiden Fällen wird die Optimierung fortgesetzt mit dem neuen Wert von T. Zur Übertragung des entsprechenden Impulses ist der Dividierer 79 über eine Verbindung 100 mit dem Sollwert 66 verbunden. Der Impuls veranlasst den Sollwert 66, den neuen Wert TX = Tut 1 + als neuen Sollwert für den nächsten Optimierungsschritt zu übernehmen. Zur Übertragung des Wertes T 1 + t T dient eine Verbindung 101 vom Addierer 71 zum Sollwert 66. Der Dividierer 79 ist ferner über eine Verbindung 103 mit dem Sollwert 52 verbunden. Ein gleichzeitiger Impuls wie bei der Verbindung 100 veranlasst den Sollwert 52, den Wert von n als neuen Sollwert nt für den nächsten Optimier rungsschritt zu übernehmen. Zur Übertragung des Wertes von n dient eine Verbindung 102 von der Regelgrösse 51 zum Sollwert 52. Der gleiche Impuls vom Dividierer 79 über eine Verbindung 105 stellt die Bereitschaft des Komparators 62 für den nächsten Optimierungsschritt wieder her. Mit einer leichten Verzögerung gegenüber dem Impuls bei der Verbindung 100 (die Änderung beim Sollwert 66 muss stattgefunden haben) gibt der Dividierer 79 über eine Verbindung 104, die zur Verbindung 76 führt, einen Impuls auf den Addierer 71, der das Zurechnen von T mit dem gleichen' Vorzeichen wie vorher veranlasst. Der nächste Optimierungsschritt ist somit ausgelöst und läuft ähnlich wie der vorher beschriebene ab. Wenn der Dividierer 79 feststellt, dass n/ tiT gross genug ist, wenn T negativ ist, werden die Sollwerte 52 und 66 gleich wie im vorherigen Absatz beschrieben, verändert. Dagegen unterbleibt der Impuls vom Dividierer 79 über die Verbindung 104. Wenn der Dividierer 79 feststellt, dass tn/ 6 T zu klein ist, wenn d T positiv ist, überträgt er über eine Verbindung 106 einen Impuls zum Addierer 71. Dieser Impuls hebt die Übernahme von # T im Addierer 71 auf, so dass dieser über die Verbindung 74 wieder den Wert von Tut 1 an den Subtrahierer 75 überträgt. Der Sollwert Tut 1 bleibt unverändert (Tt = Tt-1) Eine Verbindung 107 führt vom Dividierer 79 zu einem Zeitrelais 108 verzögerten Impuls zur Einschaltung des Komparators 85. Wenn der Wert von T-Tt ins T wird jetzt nicht mehr übertragen) den Wert Null erreicht, wird über die Verbindung 111 ein Impuls an den Sollwert 52 zur Übernahme des Wertes der Regelgrösse 51 als neuer Sollwert nt für die nächste Optimierungsstufe abgegeben. Die Verzögerung durch das Zeitrelais 108 (wie diejenige durch das Zeitrelais 82) verhindert, dass der Komparator 85 zu früh nach der Änderung im Addierer 71 eingeschaltet wird und den Wert o meldet, bevor die Steuerung wieder stabilisiert ist. Eine Verbindung 115 zweigt von der Verbindung 111 ab, um den gleichen Impuls aus dem Komparator 85 dem Komparator 62 zuzuführen, damit die Bereitschaft dieses Komparators 62 für die nächste Optimierungsoperation wieder hergestellt wird. Es ist am einfachsten, gleiche Temperatursprünge a T vorzusehen. Wie die Verbindung 117 zwischen dem Sollwert 66 und der Eingabe 65 zeigt, wäre es möglich, ein Programm a T = f (Tt -1) einzugeben, wobei die Temperatursprünge bei wachsender Temperatur z.B. kleiner gewählt werden können. Es wäre auch möglich, den Dividierer 79 mit der Eingabe 65 zu verbinden, um nach Ende der ersten, groben Optimierungsphase kleinere Werte von # T zu veranlassen.

Claims: 1. Verfahren zur Steuerung einer Würfelpressanlage, bei wel cher das Produkt mittels Pressrollen durch Bohrungen einer Pressform hindurch gepresst wird, wobei die Leistung E, kW des Presserrotors durch Veränderung der der Würfelpresse zugeführten Produktmenge M, kg/s auf einem Sollwert kon stant gehalten und die Temperatur T, C des zugeführten Produktes durch eine Temperaturregelung geregelt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die zugeführte Produktmenge M während des Betriebes überwacht wird, dass bei einer durch die Leistungsregelung (10) veran lassten vorbestimmten Änderung der Produktmenge M der Soll wert der Temperatur T um einen vorbestimmten Wert 6 T geändert wird, und dass bei jedem Regelungsschritt, vor zugsweise nach diesem Regelungsschritt, das Verhältnis a a T, und somit in erster Approximation die Neigung der Tangente zur Kurve M = f (T) kontrolliert wird, und dass beim Unterschreiten eines bestimmten Sollwertes dieses Verhältnisses, bzw. dieser Neigung, die Temperatur stufenweise herabgesetzt wird, bis dieser Sollwert erreicht ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einer durch die Leistungsregelung (10) veranlassten Herabsetzung der zugeführten Produktmenge M um einen vorbestimmten Betrag ÄM unter dem vorher ein c regulierten Wert Mo eine Herabsetzung der Temperatur T um einen voreingestellten Betrag A T veranlasst wird, die über die Leistungsregelung (10) eine Produktmengenände rung t M verursacht und die gegebenenfalls wiederholt wird, bis der durch die letzte Temperaturänderung # T hervorgerufene Produktmengenabfall M die Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des Verhältnisses LIM/ AT, bzw. der Neigung der Tangente, verursacht. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass bei einer durch die Leistungsre gelung (10) veranlassten Produktmengenerhöhung um einen vorbestimmten Betrag M über dem vorher einregulier c ten Wert M eine Erhöhung der Temperatur T um einen 0 voreingestellten Betrag # T veranlasst wird, die über-die Leistungsregelung (10) eine Produktmengenerhöhung 4 verursacht und die gegebenenfalls wiederholt wird, bis die durch die letzte Temperaturänderung T hervorge rufene Produktmengenerhöhung # M die Unterschreitung eines vorgegebenen Wertes des Verhältnisses M/ T, bzw. der Neigung der Tangente, verursacht, wobei die nun er höhte Temperatur um den # T-Wert herabgesetzt wird und dadurch die vorletzte Temperatur wieder eingestellt wird, und dass diese Temperatur als Betriebstemperatur behal ten wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass während der ganzen Dauer einer Regelungsphase der Wert der jeweiligen Tem peraturänderung A T gleich bleibt, so dass die Messung des Wertes a M ein direktes Mass für das Verhältnis a M/ a T gibt. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass nach einer vorbe stimmten Zeit # während welcher keine Produktmengen änderung # M stattgefunden hat, eine Temperaturänderung 4 T veranlasst und eine neue Optimierung unternommen wird. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Temperaturänderung # T eine Temperaturerhöhung ist. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Motorleistung E durch den elektrischen Strom I, A gemessen wird. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die zugeführte Produktmenge M durch die Drehzahl n,U/min der Speise vorrichtung, die vorzugsweise eine Speiseschnecke (1) aufweist, gemessen wird. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch die Kombination einer Leistungsregelung (10) zum Konstanthalten der Leistung des Antriebsmotors (8) der Würfelpresse (7) durch Steuerung der Drehzahl des Speiseschneckenmotors (2) mit einer Temperatursteuerung (16) zur Anpassung der Temperatur des Produktes im Mischer (3) unter dem Einfluss von Drehzahländerungen A n des Speiseschnecken- motors (2). 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Mikroprozessor (13) zur Steuerung der Betriebsgrössenvorgesehen ist. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass ein gemeinsamer Mikroprozessor (35) zur Steuerung mehrerer Würfelpressanlagen (31,32,33) vorgesehen ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens einigen der Würfelpress anlagen (31,32,33) je ein Eintastteil (37,38,39) zum Eintasten vorgewählter Betriebsgrössen zugeordnet ist.

Inventors: KUMMER, EMANUEL, SCHAFFNER, HANSPETER, WETZEL, WILLI
Applicants: GEBRUDER BUHLER AG
Application year: 1982
Main classification: B30B11
IPC codes: B30B11, A23N17