DE19809814B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Schwingsystems - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Schwingsystems, wobei eine erste Hauptmasse (m_F) und eine gegenüber dieser schwingfähig angeordnete zweite Hauptmasse (m_A)mittels einer elektrischen Antriebseinrichtung in Schwingung versetzt werden, wobei ein Ist-Wert X_SG einer Gesamtschwingungsbreite erfasst wird und wobei bis zum Erreichen eines Grenzwertes der Gesamtschwingungsbreite mittels eines ersten Reglers eine Betriebsspannungsregelung der elektrischen Antriebseinheit durchgeführt wird, indem eine Stellgröße Y_UB in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Soll-Wert W_UB auf einen gleich bleibenden Wert geregelt wird, wobei der Ist-Wert X_SG der Gesamtschwingungsbreite mit dem Soll-Wert W_UB verglichen wird und beim Überschreiten des Ist-Wertes X_SG der Gesamtschwingungsbreite S_G über einen durch den Soll-Wert W_UB vorgegebenen Grenzwert eine Regelabweichung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelabweichung einem zweiten Regler zugeführt wird und dass der zweite Regler als Gesamtschwingungsbreitenregler eine Stellgröße Y_SG erzeugt, welche zur Soll-Wert-Führung des ersten Reglers von dem vorgegebenen Soll-Wert W_UB subtrahiert wird.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Schwingsystems nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriffs des Anspruches 5.
• Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist in der DE 196 06 971 A1 beschrieben. Darin wird eine "ablösende Regelung" vorgeschlagen, bei der ab einem vorgebbaren Wert für die Gesamtschwingbreite ein Wechsel von einer Betriebsspannungsregelung zu einer Gesamtschwingbreitenregelung erfolgt. Die Vorrichtung weist einen einzigen Regler auf, dem eine Vergleichseinrichtung vorgeschaltet ist, dem jeweils Ist-Werte der Gesamtschwingbreite und der Betriebsspannung zugeführt werden, von denen ein Maximalwert als Ist-Größe für den nachgeschalteten Regler zur Verfügung gestellt wird.
• Da die Betriebsspannungsregelung während der Gesamtschwingbreitenreglung inaktiv ist, ist bei dem bekannten Verfahren nicht ausgeschlossen, dass ein Förderstrom von Schüttgut von Netzspannungsschwankungen oder unterschiedlichen Beladungen mit Schüttgut abhängig ist.
• Aus der DE 29 35 739 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Resonanzschwingrinne mit einer Arbeitsmasse und einer Resonanzmasse bekannt, die durch eine rotierende Unwucht, insbesondere durch einen Unwuchtmotor, in Schwingung versetzt werden, wobei die Schwingweite in der Arbeitsmasse konstant gehalten wird.
• In der CH 666 359 A5 ist eine Vorrichtung zur Steuerung von magnetisch angetriebenen Massenschwingsystemen beschrieben. Die Vorrichtung weist einen Elektromagneten auf, mit dem das System auf eine gewünschte Schwingungsamplitude einstellbar ist.
• Die GB 2 213 293 A bezieht sich auf eine elektronische Ansteuerung für einen Schwingungserzeuger. Die Schaltung erzeugt Signale zur Ansteuerung einer induktiven Last wie z.B. eines Elektromagneten eines Schwingungserzeugers. Dabei wird ebenfalls auf eine konstante Schwingweite geregelt.
• In der GB 2 030 731 A ist ein Schwingungsförderer beschrieben. Der Antrieb ist ebenfalls als Elektromagnet ausgebildet, wobei über einen elektrischen Schaltkreis eine konstante Schwingweite geregelt wird. Es ist vorgesehen, hierzu entweder die wirklich gemessene Schwingweite oder eine zur Schwingweite proportionale Größe wie die Spannung oder den Strom durch den Elektromagneten zu verwenden.
• Durch die bekannten Maßnahmen kann ein Überschreiten eines Maximalwertes für die Summe der Schwingweiten der Massen nicht verhindert werden.
• Aus der DE 38 13 387 A1 ist ein Resonanzschwingungssystem bekannt, das eine Regeleinrichtung hat, mit der die Gesamtschwingbreite der gegeneinander schwingenden Massen im Betriebsbereich zwischen unbeladenem Zustand und dem Zustand bei maximaler Fördergutbelastung (an einer der beiden Massen) konstant gehalten wird.
• Das bekannte Resonanzschwingungssystem, das als Zweimassenschwingsystem ausgebildet ist, hat eine Eigen- bzw. Resonanzfrequenz, die sich mit zunehmender Gesamtmasse (der beiden schwingenden Massen) zu kleineren Werten verschiebt.
• Wenn das Resonanzschwingungssystem in der Fördertechnik angewandt wird, ist beispielsweise eine Schwingrinne Bestandteil der einen schwingenden Masse. Auf einer Schwingrinne wird körniges Fördergut transportiert. Wenn die Menge des Fördergutes erhöht wird, steigt zum einen die Massenankopplung an der Schwingrinne und zum anderen die Dämpfung. Bei vermehrtem körnigen Fördergut wird nämlich die Reibung der Körner untereinander in ihrer Gesamtheit vergrößert und damit eine Erhöhung der Dämpfung hervorgerufen. Die Resonanzkurve des Resonanzschwingungssystems verläuft um so flacher, je größer die Dämpfung ist.
• Ein Betrieb des Resonanzschwingungssystems im Resonanzbereich ist hinsichtlich der Schwingungsamplitude um so kritischer bzw. labiler, je geringer die Dämpfung ist. Andererseits wird eine möglichst geringe Dämpfung angestrebt, um die Verlustleistung gering zu halten. Der Arbeitspunkt wird daher üblicherweise in den unterkritischen oder überkritischen Bereich der Resonanzkurve gelegt.
• Bei einem Betrieb im unterkritischen Bereich ist die Eigenfrequenz größer als die Antriebsfrequenz. Mit zunehmender Dämpfung findet eine Verringerung der Schwingungsamplitude statt. Durch die Massenankopplung nähert sich der Arbeitspunkt des Resonanzschwingungssystems dem Resonanzpunkt, der durch den Maximalwert der Schwingungsamplitude gekennzeichnet ist. Zugleich verringert die Massenankopplung die Schwingungsamplitude der Schwingrinne.
• Dämpfung und Massenankopplung wirken folglich bezüglich der Schwingungsamplitude einander entgegen, was zu einer Stabilisierung des Betriebs im Sinne einer Kompensation der beiden Effekte ("selbsthelfendes System") führt. Da im Resonanzfall die Schwingung instabil sein kann, wird das bekannte System so eingestellt, dass unter Berücksichtigung aller Einflüsse durch die Belastung der Abstand zur Resonanz so groß ist, dass sich ein stabiler Betrieb ergibt. Um den Einfluß der Ankopplung und Dämpfung durch das Fördergut möglichst gering zu halten, besteht die Möglichkeit, die beiden Hauptmassen des Resonanzschwingungssystems möglichst groß zu wählen. Dadurch wird auch in Resonanznähe eine gute Schwingungsstabilität erzielt. Die hohe Gesamtmasse ist allerdings von der Handhabung her und aus Kostengründen unerwünscht.
• Die Gesamtschwingbreite eines Resonanzschwingungs systems, bei dem eine Freimasse und eine Arbeitsmasse gegeneinander schwingen, ist die den Systemzustand beschreibende Kenngröße. Es ist zwischen der Gesamtschwingbreite, also der Summe der Schwingbreite der Freimasse und der Schwingbreite der Arbeitsmasse, und der Schwingbreite der Ar beitsmasse – mit dem Nutzgerät, beispielsweise einer Schwingrinne, als Bestandteil – zu unterscheiden. Die Gesamtschwingbreite als Kenngröße hat den Vorteil, daß sie zur Vermeidung des Anschlagbetriebs, also dem Aufeinanderschlagen von Freimasse und Arbeitsmasse, herangezogen werden kann. Ein solches Aufeinanderschlagen ist unbedingt zu vermeiden. Dies wird durch die Regelung der Gesamtschwingbreite auf einen konstanten Sollwert erreicht.
• Diese Regelungsart hat den Vorteil, daß der Sicherheitsabstand zwischen den schwingenden Hauptmassen zugunsten höherer Magnetzugkraft erheblich reduziert werden kann, d.h. die Eigenfrequenz kann bei einem Schwingfördergerät im Leerlauf so eingestellt werden, dass die Eigenfrequenz bei maximaler Fördergutbelastung gleich der Antriebsfrequenz ist. Bei der Gesamtschwingbreitenregelung ist allerdings der oben beschriebene Vorteil des selbsthelfenden Systems (größere Streckenverstärkung bei zunehmender Beladung) nicht vorhanden. Eine variable Abstimmung der Eigenfrequenz an die jeweiligen Gegebenheiten des Einsatzes des Schwingfördergeräts ist bei der Gesamtschwingbreitenregelung nicht möglich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass trotz Überwachung der Gesamtschwingbreite die eigentliche Nutzgröße, nämlich die Schwingbreite des Nutzgerätes, konstant bleibt, d.h. von Beladungsschwankungen und Netzspannungsschwankungen unabhängig ist.
• Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Bei dem Verfahren handelt es sich um eine Begrenzungsregelung mit Sollwert-Führung. Dabei wird die die elektrische Antriebseinrichtung beeinflussende Stellgröße auf einen durch eine Sollgröße vorgegebenen konstanten Wert geregelt. Beim Überschreiten eines Grenzwertes für die gesamte Schwingbreite wird eine zweite Stellgröße erzeugt, die von dem vorgegebenen Sollwert subtrahiert wird, so dass die die elektrische Antriebseinrichtung beeinflussende Stellgröße begrenzt wird.
• Das Verfahren bietet den Vorteil, dass zum einen die Vorzüge eines "selbsthelfenden Systems" vorhanden sind und zugleich trotz Überwachung der Gesamtschwingbreite die eigentliche Nutzgröße, nämlich die Schwingbreite des Nutzgerätes, konstant bleibt.
• Im Falle der Anwendung des Verfahrens bei einem Schwingfördergerät mit einem Magnetantrieb tritt im motorkritischen Betrieb zunächst der selbsthelfende Effekt mit konstantem Förderstrom bei unterschiedlicher Beladung mit Schüttgut auf; der Förderstrom ist von Netzspannungsschwankungen und Beladungen unabhängig. Bei dieser Betriebsweise (mit einer Regelung in der Betriebsspannung) entsteht mit zunehmender Gesamtschwingbreite die Gefahr eines Aufeinanderschlagens der beiden Hauptmassen (Freimasse und Arbeitsmasse).
• Zur Vermeidung des Aufeinanderschlagens wird der der Regelung vorgegebene Sollwert bei Überschreiten eines Grenzwertes für die Gesamtschwingbreite begrenzt, bevor es zu einer Gerätezerstörung kommen kann. Somit lässt sich bei bestmöglichem Betriebsverhalten und geringem Sicherheitsabstand zwischen Magnetkern und Anker des Magnetvibrators auskommen, d.h. die Leistung des Schwingfördergeräts wird optimal ausgenutzt. Die mit dem vorgegebenen Sollwert verknüpfte zweite Stellgröße ergibt sich aus einer Regeldifferenz aus vorgegebenem Sollwert und Istwert der Gesamtschwingbreite.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Regelabweichung zwischen dem IST-Wert X_UB der Stellgröße Y_UB und dem weiteren SOLL-Wert W'_UB einem ersten Regler zugeführt, und eine Regelabweichung zwischen dem IST-Wert X_SG und dem SOLL-Wert W_UB wird einem zweiten Regler zugeführt, wobei das Regelverhalten des ersten Reglers gegenüber dem Regelverhalten des zweiten Reglers schneller eingestellt ist.
• Das Regelverfahren zeichnet sich besonders durch ein gleichmäßiges Regelverfahren aus, da beim Einwirken der Sollwertführung, d.h. bei der Verknüpfung des vorgegebenen Sollwertes mit der zweiten Stellgröße keine Unstetigkeiten auftreten können.
• Um die Stabilität des Regelkreises weiterhin zu verbessern ist vorgesehen, dass die Regelung der ersten Stellgröße im Vergleich zu der Regelung der zweiten Stellgröße ein schnelleres Verhalten zeigt.
• Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5.
• Dabei wird die Aufgabe vorrichtungsmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
• Ein Betrieb ohne einen Aufnehmer für die Gesamtschwingbreite ist ohne eine Einstellungsänderung ebenfalls möglich. Sollte ein Anwender einen solchen Aufnehmer nicht wünschen, beispielsweise bei Anlagen in Übersee, oder sollte der Aufnehmer funktionsunfähig werden, kann die Anlage ohne irgendwelche Anpassungsmaßnahmen weiterbetrieben werden.
• Resonanzschwingsysteme mit einem Magnetantrieb können im spannungsgeregelten Betrieb eingesetzt werden. Es wird hierbei der Effektivwert der Betriebsspannung (für den Magnetantrieb) auf einen gleichbleibenden Wert geregelt. Diese Maßnahme schränkt das erwähnte selbsthelfende System in keiner Weise ein: bei einer Zunahme der Arbeitsmasse (z.B. durch Fördergutbeladung im Falle eines Schwingförderers) wird die Regelstreckenverstärkung des Schwingsystems, d.h. die von der Antriebseinrichtung aufgebrachte Wirkung, automatisch angehoben. Dies führt zu einer erhöhten Schwingleistung. Dieser Effekt ist im praktischen Einsatz, beispielsweise bei einer Schwingrinne sehr vorteilhaft, da der Austrag des Schüttgutes von Schwingrinnen somit nahezu von Beladungen unabhängig und damit konstant ist.
• Magnetantriebe als Antriebseinrichtungen für Resonanzschwingungssysteme sind sehr empfindlich, was Netzspannungsänderungen betrifft, da diese direkt eine überproportionale Erhöhung oder Erniedrigung der Magnetzugkraft bewirken.
• Eine Spannungsregelung gleicht diese Schwankungen aus, indem als Stellgröße – z.B. der Phasenwinkel des Thyristors in einem dem Magnetantrieb vorgeschalteten Stromrichter – mit dem Ziel konstanter Magnetzugkraft korrigiert wird.
• Magnetantriebe werden im Werk auf das Fördergerät abgestimmt. Dabei wird die Eigenfrequenz des Resonanzsystems eingestellt. Die Abstimmung am leeren Gerät erfolgt unter Annahme durchschnittlicher Schüttgutbeladungen, die das spätere Systemverhalten beeinflussen.
• Dieser Durchschnittswert trifft natürlich nicht immer auf die tatsächlichen Einsatzfälle zu, so dass sowohl eine Überlastung, die zum Anschlag gegeneinander schwingender Teile führt, als auch eine Unterauslastung vorkommen kann. Sind diese Einsatzfälle bekannt, so kann man durch eine Modifizierung der Abstimmung diese Sonderfälle berücksichtigen. Bezogen auf das leere Gerät liegt dann eine andere Schwingbreite als die Nennschwingbreite vor.
• Die Vorrichtung kann für die Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens eingesetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, den Istwertgeber für die Gesamtschwingbreite oder die Erfassungsvorrichtung für den Effektivwert der Betriebsspannung wegzulassen und die Vorrichtung nur im betriebsspannungs- oder nur im gesamtschwingweitengeregelten Betrieb einzusetzen, wenn dies für bestimmte Anwendungsfälle ausreichend ist.
• Des Weiteren wird eine Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung für eine Steuerung zur geregelten Stromversorgung von Schwingfördersystemen der oben genannten Art vorgeschlagen, wobei die Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung mit der elektronischen Steuerung zum Datenaustausch koppelbar ist.
• Um einen flexiblen Einsatz und eine einfache Handhabung der Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung als Handgerät mit eigener und/oder externer Spannungsversorgung ausgebildet ist und dass Bedien- und Anzeigemittel vorgesehen sind, die einerseits eine Einstellung von Parametern der elektronischen Steuerung bzw Regelung und andererseits eine Fehlerdiagnose durch Auslesen eines in der elektronischen Steuerung integrierten Speicherbausteins erlauben.
• Durch die Ausbildung als Handgerät, insbesondere in Form eines Steckmoduls wird eine einfache Handhabung durch den Bediener ermöglicht. Eine interne Spannungsversorgung bietet den Vorteil, dass elektronische Steuerungen programmiert werden können, ohne dass diese an Betriebsspannung angeschlossen sein müssen. Auch ist eine Fehlerdiagnose möglich. Die interne Spannungsversorgung ist dabei so ausgelegt, dass die in der elektronischen Steuerung enthaltenen elektronischen Bauteile von der Programmier- und/oder Diagnoseeinheit versorgt werden.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung ist vorgesehen, dass diese über eine Steckerleiste (gegebenenfalls mit einer Kabelverbindung) mit einer in einer Vorderwand des Steuergeräts angeordneten Anschlussleiste koppelbar ist.
• Dadurch ist das Programmier- und/oder Diagnosemodul flexibel einsetzbar. Auch kann eine Infrarot-Schnittstelle vorgesehen sein. über die Daten zwischen der Programmier- und/oder Diagnoseeinheit und dem Steuergerät ausgetauscht werden.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der Ansprüche und/oder in Kombiantion- mit der nachfolgenden Beschreibung eines den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines Resonanz-Schwingungssystems mit einem Magnetvibratorantrieb,
• 2 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Betrieb des Resonanz-Schwingungssystems,
• 3 eine mit einem Steuergerät koppelbare Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung und
• 4 ein Blockschaltbild der Programmier- und/oder Diagnoseeinheit.
• In 1 ist schematisch ein Resonanzschwingungssystem 10 mit einer ersten Hauptmasse bzw. Freimasse m_F und einer dieser gegenüber schwingfähig angebrachten, während des Betriebs nicht unbedingt ein gleichbleibendes Gewicht aufweisenden Hauptmasse bzw. Arbeitsmasse m_A sowie einer elektrischen Antriebseinrichtung 12 zur Erzeugung der Schwingungsbewegungen dargestellt. Die elektrische Antriebseinrichtung 12 besteht aus einem Anker 14 der mit seinem Gehäuse Bestandteil der Freimasse m_F ist und einem schwingfähig zu dem Anker 14 angebrachten Magnetkern 16, der in der Arbeitsmasse m_A angeordnet ist. Die Freimasse m_F ist über eine Feder 18 mit der Arbeitsmasse m_A gekoppelt, wobei die Feder 18 eine Federkonstante c aufweist. Neben dem Magnetkern 16 umfaßt die Arbeitsmasse m_A eine nicht im einzelnen dargestellte Förderrinne, in der Schüttgut 20 transportiert werden soll.
• Die Eigenfrequenz f_e des Schwingfördergeräts ergibt sich nach der Formel fe = (c/mR)½,wobei die resultierende Masse m_R nach der Beziehung mR= mF × mA/(mF + mA)bestimmt wird.
• Die Eigenfrequenz f_e kann durch Veränderung der Federkonstante c oder der Freimasse m_F auf gewünschte Wert eingestellt werden. Bei Einstellung im Leerlauf ist dabei die maximale Fördergutbelastung in Betracht zu ziehen.
• In 2 ist eine Vorrichtung 22 zum Betreiben des Resonanzschwingungssystems 10 als Blockschaltbild dargestellt. Ein Bestandteil der Vorrichtung 22 ist die als Magnetvibrator ausgebildete Antriebseinrichtung 12, die an ein Stellglied 24 angeschlossen ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stellglied 24 als Thyristorsteller ausgebildet, der z.B. als Frequenzumrichter arbeitet, d.h. aus der Netzfrequenz eine für den Betrieb des Schwingfördergeräts 10 gewünschte Antriebsfrequenz erzeugt, die beispielsweise 33 1/3 Hz betragen kann. Das Stellglied 24 erzeugt eine durch Phasenanschnittsteuerung einer Versorgungsspannung einstellbare Betriebsspannung U_B der Antriebseinrichtung 12.
• Dem Stellglied 24 ist ein erster Regler 26 vorgeschaltet, dem eine Regelabweichung eines Summierglieds 28 zugeführt wird. Das Summierglied 28 wird von einem IST-Wert X_UB und einem SOLL-Wert W'_UB beaufschlagt. Der SOLL-Wert W'_UB ist eine Ausgangsgröße eines Summiergliedes 30, dem einerseits ein voreingestellter SOLL-Wert W_UB und andererseits eine Stellgröße Y_SG für die Gesamtschwingbreite des Resonanzschwingsystems 10 zugeführt wird. Die Stellgröße Y_SG wird von einem zweiten Regler 32 zur Verfügung gestellt, dem von einem Summierglied 34 eine Regelabweichung zugeführt wird, wobei das Summierglied 34 von dem voreingestellten SOLL-Wert W_UB und einem IST-Wert X_SG der Gesamtschwingbreite beaufschlagt ist.
• Zur Ermittlung des IST-Wertes X_SG der Gesamtschwingweite S_G zwischen dem Magnetkern 16 und dem Anker 14 des Magnetvibrators 12 ist ein Istwertgeber 36 vorgesehen, der über eine Abtastschaltung 38 mit dem Summierglied 34 verbunden ist.
• Im Folgenden soll die Verfahrensweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 22 beschrieben werden:
  Das Schwingfördergerät wird durch die Freimassen m_F und die Federkonstante c bei einer bestimmten Antriebsfrequenz f_A für den unterkritischen Betrieb eingestellt. Mittels des SOLL-Wertes W_UB wird eine geregelte Betriebsspannung U_B eingestellt, die eine große Gesamtschwingbreite S_G hat, die jedoch nicht zu einem Aufeinanderschlagen von Anker 14 und Magnetkern 16 führt. Der SOLL-Wert W_UB kann insbesondere derart eingestellt werden, dass die Nennschwingweite bei einer bestimmten Frequenz, vorzugsweise nahe der Eigenfrequenz f_e ist.
• Sofern keine Stellgröße Y_SG anliegt, wird dem Regler 26 die SOLL-Größe W_UB = W'_UB zugeführt. Das Schwingfördergerät arbeitet im betriebsspannungsgeregelten Betrieb mit automatischer Verstärkung bei zunehmender Fördergutbelastung, so dass eine höhere Schwingungsleistung entsteht. Übersteigt der IST-Wert X_SG der Gesamtschwingbreite den vorgegebenen SOLL-Wert W_UB, wird dem Regler 32 eine Regelabweichung zugeführt, so dass eine Stellgröße Y_SG erzeugt und dem Summierglied 30 zugeführt wird. Die Stellgröße Y_SG wird von dem SOLL-Wert W_UB zur Bildung einer weiteren SOLL-Größe W'_UB für den Regler 26 subtrahiert. Mit anderen Worten begrenzt der Regler 32 durch Sollwertführung den Regler 26, sobald die Gesamtschwingbreite S_G größer ist als der SOLL-Wert W_UB. Die Stellgröße Y_SG ist einstellbar, so dass damit eine obere Grenze der Gesamtschwingungsbreite S_G einstellbar ist. Dieses Regelverfahren tritt dann auf, wenn die Eigenfrequenz nahe an der Betriebsfrequenz liegt. Es wird hierdurch ein Anschlagen von Anker 14 und Magnetkern 16 vermieden, obwohl ein Betrieb im Resonanzfall möglich ist.
• Der Regler 26 für die Betriebsspannung U_B bildet einen schnellen Regelkreis, während der Regler 32 für die Gesamtschwingbreite einen langsamen Regelkreis bildet.
• Es ist vorgesehen, dass der SOLL-Wert W_UB linearisiert ist, insbesondere in Abhängigkeit von der Betriebsspannung U_B. Auch kann vorgesehen sein, dass den Regler 32 ein unlinearisierter SOLL-Wert W_UB zugeführt wird.
• In 3 ist ein Regelgerät 40 dargestellt, in dem z.B. Teile der Vorrichtung 22 als Schaltungseinheit integriert sind. Dabei sind die Regler 26, 32 als digitale Regler ausgebildet, deren interne Regelalgorythmen durch Programmierung veränderbar sind. Auch ist vorgesehen, dass Extremwerte der Gesamtschwingbreite S_G bzw. von Spannungsschwankungen sowie weitere im Regelkreis auftretende Fehler in einem Speicherelement gespeichert werden.
• Bei Regelschaltungen nach dem Stand der Technik werden vielfach die Regelparameter bei Inbetriebnahme des Regelkreises eingestellt und können nach Inbetriebnahme nur durch geschultes Fachpersonal eingestellt werden. Auch war es üblich, ein erhebliches Maß an Bedien- und Anzeigeelementen in einer Frontseite des Regelgerätes 40 zur Programmierung und Diagnose zu implementieren, was jedoch mit erheblichen Kosten verbunden ist.
• Es wird eine handliche Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung 42 vorgeschlagen, die mit dem Regelgerät 40 zum Datenaustausch koppelbar ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Anschlussgerät 40 eine Stiftleiste 44 auf, in die ein an der Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung angeordnetes Steckermodul 46 einsteckbar ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein Programmieren und/oder Diagnostizieren des internen Schaltungsaufbaus ohne Öffnen des Gerätes 40 möglich ist. Insbesondere kann eine Programmierung bzw. Diagnose vor Ort, d.h. am Einbauplatz des Regelgerätes 40 erfolgen. Als weitere Vorteil ist anzumerken, dass auf einer Frontseite 48 des Steuergerätes 40 weniger Bedienelemente angeordnet werden müssen. Die zur Programmierung und Diagnose notwendigen Anzeige- und Bedienelemente 50, 52 sind einheitlich in der transportablen und handlichen Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung integriert.
• Ein interner Aufbau der Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung 42 ist in 4 dargestellt. Der Schaltungsaufbau besteht im wesentlichen aus einer programmierbaren Steuereinheit 54 wie Mikrocomputer (bestehend aus CPU 63 und Speicher 64), die an eine Energieversorgung 56 angeschlossen ist. Bei der Energieversorgung handelt es sich entweder um eine Akkumulatorbatterie oder um ein extern gespeistes Netzteil. Zur Ein- und Ausgabe von Daten ist der Mikrocontroler 54 des Weiteren mit einem Interface 58 verbunden, über das eine Datenkommunikation zwischen Schaltungseinheiten des Steuerungsgerätes 40 und dem Mikrocomputer 54 über Datenleitungen 60, 62 stattfindet.
• Des Weiteren sind die Eingabeeinrichtung 52 und die Anzeigeeinrichtung 50 mit dem Mikrocontroler 54 verbunden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Betreiben eines Schwingsystems, wobei eine erste Hauptmasse (m_F) und eine gegenüber dieser schwingfähig angeordnete zweite Hauptmasse (m_A)mittels einer elektrischen Antriebseinrichtung in Schwingung versetzt werden, wobei ein Ist-Wert X_SG einer Gesamtschwingungsbreite erfasst wird und wobei bis zum Erreichen eines Grenzwertes der Gesamtschwingungsbreite mittels eines ersten Reglers eine Betriebsspannungsregelung der elektrischen Antriebseinheit durchgeführt wird, indem eine Stellgröße Y_UB in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Soll-Wert W_UB auf einen gleich bleibenden Wert geregelt wird, wobei der Ist-Wert X_SG der Gesamtschwingungsbreite mit dem Soll-Wert W_UB verglichen wird und beim Überschreiten des Ist-Wertes X_SG der Gesamtschwingungsbreite S_G über einen durch den Soll-Wert W_UB vorgegebenen Grenzwert eine Regelabweichung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelabweichung einem zweiten Regler zugeführt wird und dass der zweite Regler als Gesamtschwingungsbreitenregler eine Stellgröße Y_SG erzeugt, welche zur Soll-Wert-Führung des ersten Reglers von dem vorgegebenen Soll-Wert W_UB subtrahiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Regler (26) gegenüber dem zweitel Regler (32) ein schnelleres Regelverhalten zeigt.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Soll-Wert W_UB abzuziehende Stellgröße Y_SG über Parameter in ihrem Wert einstellbar ist.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Antriebseinrichtung (12) ein Magnetantrieb verwendet wird und dass als Stellgröße Y_UB der Effektivwert der den Magnetantrieb speisenden Betriebsspannung UB vorgegeben wird.
5. Vorrichtung mit einem Schwingsystem mit einer ersten Hauptmasse (m_F) und einer dieser gegenüber schwingfähig angebrachten, während des Betriebs nicht unbedingt ein gleich bleibendes Gewicht aufweisenden zweiten Hauptmasse (m_A) sowie einem ersten Regler mit einem Summierglied und einem Stellglied zur Betriebsspannungsregelung einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung der Schwingungsbewegungen sowie einem Ist-Wert-Geber zur Erfassung eines Ist-Wertes X_SG einer Gesamtschwingungsbreite S_G des Schwingsystems, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Regler (26) ein zweiter Regler (32) zur Soll-Wert-Führung des dem ersten Reglers zugeführten Soll-Wertes W_UB vorgeschaltet ist, dass dem zweiten Regler (32) ein Summierglied (34) vorgeschaltet ist, das einerseits mit dem Ist-Wert-Geber (38, 36) für die Gesamtschwingbreite S_G und andererseits mit einem Anschluss für den Soll-Wert W_UB verbunden ist und dass dem zweiten Regler (32) ein Summierglied (30) nachgeschaltet ist, an dessen ersten Eingang eine Stellgröße Y_SG des zweiten Reglers (32) und an dessen zweiten Eingang der Sollwert W_UB anliegt, und dass ein Ausgang des Summiergliedes (30) zur Soll-Wert-Führung mit dem Summierglied (28) des ersten Reglers verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte für die Gesamtschwingbreite S_G und die Stellgröße Y_UB in ständiger Wiederholung digitalisiert werden.
7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied ein Thyristorsteller (24), die elektrische Antriebseinrichtung ein Magnetantrieb (12) und die Stellgröße Y_UB der Effektivwert des den Magnetantrieb (12) speisenden Betriebsstroms ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung bei einem Vibriergerät, einem Schwingfördergerät oder bei einer Rüttelsiebeinrichtung verwendet wird.
9. Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung für eine elektrische Steuerung zur geregelten Stromversorgung von Schwingfördersystemen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung mit der elektronischen Steuerung zum Datenaustausch koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung als Handgerät mit eigener und/oder externer Spannungsversorgung ausgebildet ist und dass Bedien- und Anzeigemittel vorgesehen sind, die einerseits eine Einstellung von Parametern der elektronischen Steuerung bzw. Regelung und andererseits eine Fehlerdiagnose durch Auslesen eines in der elektronischen Steuerung integrierten Speicherbausteins erlauben.
10. Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in der elektronischen Steuerung enthaltenen elektronischen Bauteile von der Programmier- und/oder Diagnoseeinheit versorgbar sind.
11. Programmier- und/oder Diagnoseeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese über eine Steckerleiste (gegebenenfalls mit einer Kabelverbindung) mit einer in einer Vorderwand des Steuergeräts angeordneten Anschlussleiste (Buchse oder Stecker) koppelbar ist.