Verfahren zur Prozeßführung einer Trocknungsanlage und zuge¬ hörige Anordnung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prozeßfüh¬ rung einer Trocknungsanlage, insbesondere zur Schnitzel- trocknung in der Zuckerindustrie. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf die zugehörige Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Zuckerherstellung kommt der Aufarbeitung der angelie¬ ferten Zuckerrüben eine wesentliche Bedeutung zu. Die Zucker¬ rüben werden zunächst zu Schnitzeln zerkleinert, woraus der sogenannte Rohsaft extrahiert wird. Die verbleibenden Schnit¬ zel werden in großvolinnigen Schnitzeltrocknungsanlagen wei¬ terverarbeitet.

Bekannte Anlagen zur Schnitzeltrocknung werden bisher per Hand durch erfahrene Bedienpersonen gesteuert, wodurch insbesondere externe Produktionseinflüsse berücksichtigt werden können. Eine automatische Betriebsführung an Schnitzeltrocknungsanlagen in der Zuckerindustrie, die mit herkömmlichen Trommel rocknern arbeiten, ist dagegen bisher durch die stark schwankenden Eingangsgrößen nicht über einen längeren Zeitraum hinweg möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und die zu¬ gehörige Anordnung vorzuschlagen, mit denen die Prozeßführung insbesondere bei der Schnitzeltrocknung in der Zuckerindu¬ strie automatisiert werden können.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Verwendung von Fuzzy-Logik bei der Prozeßfύhrung gelöst. Im Rahmen der Er- findung werden die Eingangsgrößen bei der Schnitzeltrocknung mit den Erfahrungsgrößen der Anlagenfahrer zur Aufstellung

von Fuzzy-Regeln verwendet. Insbesondere werden zur Aufstel¬ lung der Fuzzy-Regeln die Menge zugeführten Preßschnitzel, die Veränderung des Preßschnitzeleintrages, die Temperaturen in der Trommelmitte und am Trommelausgang, der Feuchtigkeits- gehalt der Schnitzel nach der Trocknung und die Druckdiffe¬ renz innerhalb der Trommel verwendet. Gegebenenfalls kann weiterhin die Feuchte der Preßschnitzel erfaßt und bei der Aufstellung der Fuzzy-Regeln berücksichtigt werden.

Zur Realisierung einer erfindungsgemäßen Anordnung wird eine herkömmliche Betriebssteueranlage mit einer über einen Bren¬ ner betriebenen Trommel zur Schnitzeltrocknung und einem zu¬ gehörigen Verbundregler derart modifiziert, daß vor dem Ver¬ bundregler eine Fuzzy-Einheit mit einer Mehrzahl von Eingän- gen und einem Ausgang zur Erzeugung eines Ansteuersignals für den Regler geschaltet ist. Vorzugsweise ist zwischen Ver¬ bundregler und Fuzzy-Regler noch ein PID-Funktionsbaustein geschaltet. Letzterer kann in üblicher Weise softwaremäßig realisiert sein.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt in schemati- scher Form die mögliche Automatisierung der Schnitzel- trocknung im Rahmen einer Schnitzeltrocknungsanlage für die

Zuckerindustrie.

In der Figur ist ein herkömmlicher Trommeltrockner einer Schnitzeltrocknungsanlage mit 10 gekennzeichnet. Einer sol- chen Trommel, die etwa eine Länge von 20 m und einen Durch¬ messer von 5 m hat, sind zur Rotation um deren Längsachse spezifische Mittel 11 zugeordnet, auf die in diesem Zusammen¬ hang nicht näher eingegangen wird. Weiterhin ist ein nicht dargestellter Brenner vorhanden, mit dem die Trommel 10 auf vorbestimmbare Temperaturen geheizt wird. An verschiedenen Stellen der Trommel 10 sind Temperatursensoren vorhanden,

beispielsweise die Sensoren 12 bis 14. A L::de der Trommel 1 ist ein sogenanntes Ausfallgehäuse 15 zum Austrag der ge¬ trockneten Schnitzel angeordnet. Die Feuchte der getrockneten Schnitzel kann mittels eines Sensors 16 außerhalb der Trommel 10 erfaßt werden.

In die Trommel 10 werden die Schnitzel als Rohmaterial über eine sogenannte Einfall- oder Eintragsschnecke 5 eingebracht. Üblicherweise ist die Eintragsschnecke 5 Bestandteil der Trommel 10. Die Menge des absoluten Schnitzeleintrages und die Differenzmenge des jeweiligen relativen Schnitzeleintra- ges werden an den Meßpunkten 7 und 8 erfaßt.

In der Figur ist über die bekannten Mittel zum Steuern und Regeln der Schnitzeltrocknungsanlage hinaus weiterhin ein

Fuzzy-System 20 mit Eingängen 21 bis 26 und einem Ausgang 28 vorhanden. Als Eingangssignale werden die Temperaturmeßwerte der Sensoren 12 und 13, die Menge der Preßschnitzel, der Dif¬ ferenzbetrag des Schnitzeleintrages, die Temperatur am Aus- gang der Trommel 10 und die Feuchte der Schnitzel nach der Trommel 10 erfaßt. Nach Fuzzifizierung unter Anwendung ent¬ sprechender Regeln und Defuzzifizierung wird vom Ausgang 28 der Fuzzy-Einheit ein Signal geliefert, das über einen Soft¬ ware-PID-Funktionsbaustein 29 einem Verbundregler 30 zuge- führt wird. Vom Verbundregler 30 werden Signale auf einen

Motor 35 für die Rotation der Trommel 10 einerseits und auf eine Stelleinheit 40 für den nicht dargestellten Brenner andererseits gegeben. Es ist somit eine automatische Be- triebsführung der gesamten Schnitzeltrocknungsanlage möglich.

Für das Fuzzy-System f werden Regeln gemäß den Vorschriften der Fuzzy-Logik aufgeε_ellt. Dabei sind üblicherweise die Be¬ griffe "normal, klein, kalt, feucht etc." über die Zugehörig¬ keitsfunktionen des Fuzzy-Systems 20 definiert. Speziell für die Schnitzeltrocknung werden folgende Regeln verwendet, die nachfolgend wiedergegeben sind:

Regel 1 :

WENN Delta für den Schnitzeleintrag normal ist UND Feuchte der Trockenschnitzel nach der Trommel normal ist UND Temperatur in der Trommelmitte normal ist UND Feuchte der Preßschnitzel normal ist DANN Verbundregler mi ttel öffnen

Regel 2:

WENN Feuchte der Trockenschnitzel nach der Trommel trocken ist

ODER Drehzahl der ZulaufSchnecke kl ein ist

ODER Die zweite Temperatur in der Trommelmitte groß ist

ODER Feuchte der Preßschnitzel trocken ist

DANN Verbundregler halb schließen

Regel 3:

WENN Delta für den Schnitzeleintrag negativ kl ein ist

DANN Verbundregler schließen

Regel 4:

WENN Drehzahl der ZulaufSchnecke mi ttel ist UND [ Delta für den Schnitzeleintrag posi tiv groß ist ODER Feuchte der Trockenschnitzel nach der Trommel feucht ist ODER Temperatur in der Trommelmitte klein ist ] ODER Drehzahl der ZulaufSchnecke klein ist ODER Temperatur im Ausfallgehäuse klein ist ODER Die zweite Temperatur in der Trommelmitte klein ist DANN Verbundregler fast vol l öffnen

Regel 5:

WENN Drehzahl der ZulaufSchnecke nicht klein ist UND Feuchte der Preßschnitzel naß ist DANN Verbundregler voll öffnen

Die beispielhaft angegebenen Regeln können bei Bedarf vari¬ iert werden. Gegebenenfalls kann auch die Feuchte der an die Trommel 10 eingebrachten Preßschnitzel erfaßt und bei Auf¬ stellung der Fuzzy-Regeln berücksichtigt werden. Der Wasser- gehalt der Preßschnitzel kann durch eine Gewichtsmessung dann erfaßt werden, wenn die Eintragsschnecke 5 für sich gewogen wird, was mit dem Meßpunkt 6 zur fakultativen Eingabe in das Fuzzy-System angedeutet ist. Zur praktischen Durchführung sind hier allerdings apparative Weiterbildungen, insbesondere eine Entkopplung der Eintragsschnecke 5 von der Trommel 10, notwendig.

Mit dem angegebenen Verfahren ist eine automatische Betriebs¬ führung der gesamten Schnitzeltrocknungsanlage möglich. Der entscheidende Vorteil der Regelung mittels Fuzzy-Logik liegt im Vergleich zum Stand der Technik insbesondere in einer gleichmäßigeren Prozeßführung und vor allem im Hinblick auf die Trockenschnitzelfeuchte und die Schwankungen in der Bren¬ nerleistung.