專利名稱：：用于組合材料的控制系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于組合材料的方法和控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在本領(lǐng)域中已知有多種用于組合材料的方法。通常，所述材料在混合槽的上游被組合。這些材料然后被共同添加到混合槽中并進(jìn)行攪拌，直到獲得均一化的共混物。匯合區(qū)域下游的進(jìn)一步的加工步驟可包括添加更多的材料、添加或移除能量，例如熱能等。除此之外或作為另外一種選擇，這些材料可在動(dòng)態(tài)混合槽中使用機(jī)械攪拌和/或攪拌的替代形式例如超聲振動(dòng)來(lái)混合。組合的材料或共混物可然后被傳送到下游并成為用于進(jìn)一步加工的中間體。作為另外一種選擇，這些材料可被添加到容器中以用于最終銷售或使用?，F(xiàn)有技術(shù)方法和系統(tǒng)具有幾種缺點(diǎn)。如果使用這種混合槽，它需要相當(dāng)大的能量來(lái)獲得所期望的混合。如果期望改變制劑或甚至次要材料，該更改通常需要清潔整個(gè)槽及相關(guān)系統(tǒng)。清潔整個(gè)系統(tǒng)可能會(huì)既耗時(shí)又費(fèi)力。然后添加新的材料，加工重新開(kāi)始。這可能會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和材料。當(dāng)不同產(chǎn)品之間的更改發(fā)生時(shí)，從停產(chǎn)或低生產(chǎn)率到全能力生產(chǎn)的過(guò)渡是不可避免的。一般期望這種過(guò)渡能夠盡快結(jié)束，并且能夠盡快地恢復(fù)穩(wěn)態(tài)操作。這是因?yàn)槿藗兺ǔＦ谕宰羁炜尚械乃俣冗_(dá)到穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)率。此外，在過(guò)渡期間制造的不符合規(guī)格的產(chǎn)品可能被浪費(fèi)。如果接受較慢的過(guò)渡，則很可能可以在過(guò)渡期間所制造的產(chǎn)品具有更大的精度，并且由于具有較慢的過(guò)渡而可能減少產(chǎn)品的浪費(fèi)。因此，本領(lǐng)域存在著折衷。系統(tǒng)響應(yīng)過(guò)渡的速度經(jīng)常受到硬件的制約。例如，旨在于某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)提供實(shí)際流量的流量計(jì)未能如人們對(duì)于所述過(guò)渡的變化速度那樣快速地跟隨和/或指示流量的變化。例如，提供流動(dòng)控制及最終材料添加速度率的閥門的響應(yīng)速度沒(méi)有人們所期望的那樣迅速。此外，與閥門、同閥門聯(lián)合使用的操作員、甚至不同制造商制造的岡門的不同尺寸在接收到命令時(shí)的響應(yīng)速度可能不同。此外，即使相同的閥門在打開(kāi)/關(guān)閉循環(huán)的不同階段的響應(yīng)速度也可能不同。因此，所需要的是一種設(shè)備以及使用該設(shè)備的方法，所述方法允許快速地更改共混物的配方、準(zhǔn)確地跟隨過(guò)渡、最小化材料浪費(fèi)、以及快速地提供共混物的均一性。除非另外指明，本文中所表示的所有時(shí)間均為秒，本文中的比例和百分比均基于體積?？蛇x地，本發(fā)明可使用基于質(zhì)量的比例禾口百分比。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明包括一種用于組合口材料來(lái)制造組合物的設(shè)備。所述材料可包括至少一種主要材料和至少一種次要材料。所述主要和次要材料在匯合區(qū)域中組合。匯合區(qū)域具有一用于供給每種主要材料的入口和一個(gè)或多個(gè)用于供給每種次要材料的入口。組合的材料通過(guò)共用的出口從匯合區(qū)域排放，而不使用混合槽、流動(dòng)控制閥門或入口與共用的出口之間的流動(dòng)控制反饋回路。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明包括一種用于將兩種或更多種材料共混在一起的方法。所述方法包括以下步驟提供第一材料和至少一種附加材料，然后將這些材料以預(yù)定的比例組合。所述材料可以不同的流量組合，并同時(shí)將預(yù)定的比例保持在相對(duì)的緊密度容限內(nèi)。圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性系統(tǒng)的示意圖，其以局部剖開(kāi)的形式顯示并提供八種次要材料。圖2為根據(jù)本發(fā)明的示例性系統(tǒng)的瞬時(shí)垂直截面圖，示意性地用于向匯合區(qū)域供給次要材料的泵和圍繞其的環(huán)形夾具。圖3為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例性系統(tǒng)的性能曲線圖，所述系統(tǒng)用于具有階躍輸入的命令信號(hào)。圖4為根據(jù)本發(fā)明的用于階躍輸入的示例性系統(tǒng)的瞬時(shí)響應(yīng)曲線圖，與現(xiàn)有技術(shù)的用于相同階躍輸入的理想的理論響應(yīng)形成對(duì)比。圖5為用于0.2秒斜率輸入的瞬時(shí)響應(yīng)曲線圖，其顯示命令信號(hào)和用于一種主要材料和兩種次要材料的某些工藝變量。圖6為圖5中的一種次要材料的瞬時(shí)響應(yīng)曲線的放大圖。圖7顯示圖4的系統(tǒng)的瞬時(shí)誤差。圖8顯示圖4的系統(tǒng)的雷擊錯(cuò)誤。圖9為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的流量反饋控制系統(tǒng)的示意圖。圖10為可用于本發(fā)明的馬達(dá)位置反饋控制系統(tǒng)的示例性示意圖，其以虛線顯示任選組件。具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1-2,本發(fā)明包括用于組合、共混或混合兩種或更多種材料的設(shè)備10和方法。組合是指使用或不使用大量的混合將材料添加在一起以獲得均一性?；旌虾凸不炜苫Q使用，其是指組合并在之后進(jìn)一步獲得相對(duì)更大程度的均一性。所得的材料的組合可設(shè)置在容器內(nèi)(未示出)?？蓪⑷萜鞑迦氲皆O(shè)備10內(nèi)，也可將容器從設(shè)備10中移除。設(shè)備10包括用于將至少一種主要或第一材料添加到容器中和用于將至少一種次要或第二至n種材料添加到容器中的設(shè)備10硬件。用于添加主要材料和次要材料的設(shè)備10使得這些材料中的一些或全部在匯合區(qū)域12中混合。匯合區(qū)域12為一個(gè)區(qū)域或點(diǎn)，所述主要材料和至少一種(可能每種)次要材料在該區(qū)域或點(diǎn)上初始進(jìn)入相互接觸的關(guān)系并可發(fā)生混合。主要材料和次要材料的混合可在匯合區(qū)域12、其下游或這兩個(gè)位置發(fā)生。匯合區(qū)域12可包括一個(gè)或多個(gè)入口14A和至少一個(gè)入口141,所述入口14A被稱作主要材料入口并用于供給一種或多種主要材料，每個(gè)所述入口141可被稱作次要材料入口并用于供給一種或多種次要材料。匯合區(qū)域12可進(jìn)一步包括至少一個(gè)共用的出口16,該出口用于將主要材料和次要材料從匯合區(qū)域12排放，并且任選地直接排放到容器中，或任選地在進(jìn)一步加工之后排放到容器中。應(yīng)當(dāng)理解，在材料通過(guò)共用的出口16離開(kāi)匯合區(qū)域12后，可填充單個(gè)的容器，或者可平行填充具有相同容量和流量的多個(gè)容器。用于提供次要材料的設(shè)備10可包括一個(gè)或多個(gè)入口管141,該入口管被插入到設(shè)備10內(nèi)來(lái)用于將次要材料直接供給到匯合區(qū)域12。每種次要材料可具有指定的入口管141或者作為另外一種選擇，可通過(guò)單一入口管141將多種次要材料插入。當(dāng)然，如果需要的話，相同的次要材料可以類似或不同的材料的各種組合、不同的量、不同的供給速率、流量、濃度、溫度等通過(guò)多于一個(gè)的入口管141來(lái)添加。用于每種次要材料的入口141終止于入口排放點(diǎn)18處。入口排放點(diǎn)18可位于一個(gè)共用平面內(nèi)，如圖所示。入口排放點(diǎn)18限定匯合區(qū)域12的起點(diǎn)，如上所述。入口排放點(diǎn)18為次要材料各自入口141和進(jìn)入?yún)R合區(qū)域12的點(diǎn)。入口排放點(diǎn)18可與在線混合器緊密并置，使得材料的混合在匯合區(qū)域12內(nèi)幾乎立刻發(fā)生。盡管圖示了設(shè)備10具有八個(gè)入口管141,每個(gè)管之間等距間隔，但技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明不受此限制?？商峁└嗷蚋俚娜肟诠?41,并且可以周邊、徑向和/或縱向地等距或不等距間隔。此外，入口管141可具有相等或不等的橫截面積、形狀、長(zhǎng)度和通過(guò)它的流量。次要材料可從一個(gè)或多個(gè)共同來(lái)源或從不同來(lái)源供給到入口管141。如果需要，用于次要材料的入口管141的體積相對(duì)于整個(gè)設(shè)備10的總體積可相對(duì)較小。該相對(duì)的尺寸提供了以下有益效果由于泵20和匯合區(qū)域12之間的入口管141的較小體積，因此降低了系統(tǒng)中的滯后的發(fā)生。設(shè)備10可包括多個(gè)用于次要材料的供給線。每條供給線可從至少一種主要材料或至少一種次要材料的源延伸至匯合區(qū)域12內(nèi)的相應(yīng)入口排放點(diǎn)18。入口排放點(diǎn)18可位于入口管141的遠(yuǎn)端。每條供給線由此限定從其各自材料供給到其相應(yīng)的匯合區(qū)域12內(nèi)的排放的體積。所述至少一個(gè)用于添加至少一種主要材料的供給部分對(duì)著第一體積從材料源延伸至發(fā)生入口排放點(diǎn)18的共用平面。用于添加每種所述次要材料的每個(gè)供給部分對(duì)著一個(gè)子體積。將所述子體積組合以產(chǎn)生第二體積。將第一體積和第二體積合計(jì)以得出總體積。第二體積可小于所述總體積的20%,小于10%,小于5%，或小于3°/。。可將第一材料以第一速度注入到匯合區(qū)域12內(nèi)?？蓪⒌诙恋趎種材料以用于N種次要材料的第二速度、第三速度、至第N種速度注入到匯合區(qū)域12內(nèi)。第二至第N種速度可與第一速度或彼此完全匹配、基本上相同或稍微不同。一種或多種次要材料的流量可通常在進(jìn)入?yún)R合區(qū)域12內(nèi)時(shí)與所述至少一種主要材料在匯合區(qū)域12的同一橫截面處的速度對(duì)應(yīng)或匹配。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，次要材料的任何或所有第二至第N種速度可在主要材料的速度的±50百分比內(nèi)，并且可近似匹配至±25百分比內(nèi)，甚至更近似匹配至±5百分比內(nèi)。這種安排允許次要材料以連續(xù)流的形式進(jìn)入物流中而沒(méi)有漏泄，從而促進(jìn)更好的混合。次要材料排放到物流中的速度將由排放孔(如果有的話)與供給該次要材料的泵20的輸出的組合確定。在衰退的情況下，第一速度可與任何或所有第二至第N種速度完全匹配。如果需要，包括本發(fā)明的設(shè)備10和方法可利用多個(gè)匯合區(qū)域12。多個(gè)匯合區(qū)域12可以串行、平行或它們的組合的形式設(shè)置。多個(gè)匯合區(qū)域12的任何或所有主要材料、次要材料、比例、流量、命令信號(hào)等可相同或不同。某些多個(gè)匯合區(qū)域12可用來(lái)預(yù)混將在后來(lái)與其它材料在匯合區(qū)域12中混合的次要材料、主要材料或它們的任何組合。所述容器可以是在主要材料和次要材料共混在一起并離開(kāi)匯合區(qū)域12后用于這兩種材料的組合的最終容器。所述容器可最終運(yùn)輸并銷售給消費(fèi)者，或者可用于運(yùn)輸和存儲(chǔ)主要材料和次要材料的共混物作為中間體。所述容器可依靠自身的原動(dòng)力移入和移出設(shè)備10，如油罐卡車容器，也可以通過(guò)設(shè)備10本身移動(dòng)，或由外部的原動(dòng)力移動(dòng)。在衰退的情況下，在同一點(diǎn)將所有的次要材料添加到一種主要材料中，從而限定匯合區(qū)域12的起點(diǎn)。匯合區(qū)域12的終點(diǎn)被限定為從那里的共用的出口16。在衰退的情況下，共用的出口16可進(jìn)入大氣壓條件下，如進(jìn)入充有空氣的容器中，進(jìn)入真空(如真空容器)中，或甚至進(jìn)入加壓容器中?？蓪⒐不煳锘蚱渌牧系慕M合在從匯合區(qū)域合12到排放到容器中的點(diǎn)期間保持高于大氣壓。所述容器可以是任何適當(dāng)大小、幾何形狀、構(gòu)型、數(shù)目等。容器的容積可為幾立方厘米至至少鐵路油罐車那樣大小。如本領(lǐng)域所熟知，容器可具有脆弱封口或可重新密封的封口，并且可由任何適于容納根據(jù)本發(fā)明組合的材料的材料制成。匯合區(qū)域12的終點(diǎn)也可定義為獲得顯著的均一性并且不同的材料的附加混合不顯著的點(diǎn)。該點(diǎn)可發(fā)生在排放到容器中之前。匯合區(qū)域12的長(zhǎng)度被定義為從匯合區(qū)域12的起點(diǎn)到上述共用口的出口16的距離。匯合區(qū)域12的容積為長(zhǎng)度乘以其內(nèi)的匯合區(qū)域12的橫截面積。匯合區(qū)域12與入口管141和系統(tǒng)中的其它幾何形相比可相對(duì)^^短。盡管顯示了恒定橫截面的匯合區(qū)域12，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不受此限制。本發(fā)明可以是不同的橫截面，如會(huì)聚、分開(kāi)、圓筒形狀、文氏管形狀等。如本文所用，主要材料是最終組合中的最大單一材料，并且是指任何占總組合物的大于33%，在另一個(gè)實(shí)施方案中甚至大于50%,并且甚至大于67%的材料。本文也設(shè)想了等同體積的多種主要材料和次要材料。與主要材料相反，次要材料是指任何一種可占總組合物的小于或等于50%,在另一個(gè)實(shí)施方案中10%，在另一個(gè)實(shí)施方案中小于5%，在另一個(gè)實(shí)施方案小于1%的材料。本發(fā)明也設(shè)想了等同和/或相對(duì)等同的比例和/或流量的多種材料。用于供給主要材料的設(shè)備10可包括材料可流動(dòng)通過(guò)的管道、導(dǎo)管、開(kāi)口通道、或任何其它合適的設(shè)備10。盡管圖示了圓形的管道，但本發(fā)明不受此限制?？梢岳萌魏嗡璧臋M截面、常數(shù)或變量。本文描述和要求保護(hù)的設(shè)備10和方法不需要?jiǎng)討B(tài)混合槽。如本文所用，混合槽是指槽、桶、容器和反應(yīng)器并且包括間歇式或連續(xù)攪拌系統(tǒng)，所述攪拌系統(tǒng)使用葉輪、射流混合噴嘴、再循環(huán)環(huán)路、氣體過(guò)濾、或類似的攪拌裝置來(lái)組合其內(nèi)的材料。使用動(dòng)態(tài)混合槽來(lái)迅速和準(zhǔn)確地跟隨和獲得所需的流量可能較困難。這是因?yàn)椴牧显趧?dòng)態(tài)混合槽中被組合時(shí)，可能會(huì)發(fā)生流動(dòng)停滯和中斷?？赡艹霈F(xiàn)不同的流量比例，從而影響獲得所需的產(chǎn)品配方。如果未獲得所需的產(chǎn)品配方，產(chǎn)品將被浪費(fèi)。此外，獲得材料的混合和軸向分散所需的駐留時(shí)間需要能量并且可能難以獲得次要材料的多重添力口。本文描述和要求保護(hù)的設(shè)備10可利用在線混合器。如本文所用，在線混合器是指如下混合裝置其不歸因于宏觀流動(dòng)停滯，或防止發(fā)生連續(xù)流動(dòng)通過(guò)具有在線混合器的設(shè)備10的部分。一種非限制性類型的在線混合器是例如超聲或氣穴類型的混合器。這樣一種系統(tǒng)是Sonolator均一化系統(tǒng)，其可得自SonicCorporation,Stratford,CT，。另一種非限制性類型的在線混合器是本領(lǐng)域已知的靜態(tài)攪拌器，其公開(kāi)于2001年2月13日授予Phallen等人的美國(guó)專利6,186,193Bl中和2003年4月22曰授予Catalfamo等人的普通轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利6，550，960B2中，2004年5月25日授予Pinyayev等人的6，740，281B2中，2004年6月1日授予Jaffer等人的6,743,006B2中，以及2004年9月21日授予Verbrugge的6,793,192B2中。此外，如果需要，靜態(tài)攪拌器或其它在線混合器可設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)入口管14A內(nèi)或匯合區(qū)域12的上游或與它們一起設(shè)置。另外，浪涌槽可用來(lái)提供被本文描述和要求保護(hù)的設(shè)備10和方法組合的材料的更恒定的流動(dòng)。此外或作為另外一種選擇，可利用一種Zanker板。主要和/或次要材料可包括流體、典型地為液體，盡管也設(shè)想到了氣體的主要材料和次要材料。液體包括懸浮液、乳液、漿液、氣體和非氣體材料、純材料、材料的共混物等，它們均具有物質(zhì)的液態(tài)。可選地，至少一種主要材料和一種或多種次要材料可包括固體，如顆粒狀的物質(zhì)。顆粒狀的材料可以任何已知的形式添加，這些形式包括但不限于2004年3月30日授予Kressin等人的普通轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利6,712，496B2中公開(kāi)的形式。盡管本發(fā)明在下文中以泵20和伺服馬達(dá)的非限制性、示例性術(shù)語(yǔ)進(jìn)要材料和次要材料的裝置。如本文;斤用，原動(dòng)力是指^來(lái)^供能量，八該能量繼而用來(lái)將材料供給到匯合區(qū)域12的任何力，并且可包括但不限于電動(dòng)馬達(dá)、重力自流進(jìn)料、人工進(jìn)料、液壓式進(jìn)料、氣動(dòng)式進(jìn)料等。可將所述至少一種主要材料和/或至少一種次要材料從料斗、槽、貯存器、泵20(如容積式泵20)、或其它供給或來(lái)源供給到管道或其它供給裝置，如本領(lǐng)域所知，并提供用于定量此種材料的所需的準(zhǔn)確性。主要材料和/或次要材料可通過(guò)泵20、螺旋喂送、或任何其它合適的裝置來(lái)供給。用于提供主要材料和/或次要材料的設(shè)備10可包括多個(gè)容積式泵20。每個(gè)泵20可用聯(lián)合的馬達(dá)如AC馬達(dá)或伺服馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)。每個(gè)伺服馬達(dá)可指定用于單個(gè)泵20或任選地可驅(qū)動(dòng)多個(gè)泵20。這種安排消除了本領(lǐng)域使用的流量控制閥、流量計(jì)和聯(lián)合的流量控制反^t回路的必要。如本文所用，流量控制閥是指這樣一種閥門其定量用來(lái)允許特定量和流量的材料由其通過(guò)并用于調(diào)節(jié)實(shí)際流量。流量控制閥不包括允許本發(fā)明的方法來(lái)定性啟動(dòng)或停止的開(kāi)關(guān)閥門。參見(jiàn)圖9，其示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例性流量控制反饋回路。流量控制反饋回路將流量設(shè)定值或命令信號(hào)與實(shí)測(cè)的流量相比較。進(jìn)行減法運(yùn)算來(lái)確定錯(cuò)誤。所述錯(cuò)誤繼而用來(lái)調(diào)節(jié)或糾正速度驅(qū)動(dòng)控制。速度驅(qū)動(dòng)控制與可操作地連接至泵20的馬達(dá)相關(guān)聯(lián)，從泵測(cè)得實(shí)際流量。該系統(tǒng)具有以下缺點(diǎn)系統(tǒng)響應(yīng)可能受流量計(jì)的準(zhǔn)確率和響應(yīng)時(shí)間的控制和約束。參見(jiàn)圖10,其示出了根據(jù)本發(fā)明的非限制性、示例性馬達(dá)控制回路。這種馬達(dá)控制回路可能包括或不包括前饋回路和/或后饋回路，只要在沒(méi)有利用適當(dāng)?shù)那梆伝芈返那闆r下，控制系統(tǒng)在位置控制或速度控制方面不具有零增益。如果需要，馬達(dá)控制回路可包括嵌套的控制回路。這些回路的最里面可以是扭矩控制反饋回路，其顯示為同時(shí)標(biāo)識(shí)扭距和電流的單個(gè)框。扭矩命令輸入給扭矩控制器。扭矩控制將扭矩命令轉(zhuǎn)換成等量電流命令，該命令被輸入給馬達(dá)的電流控制器。電流控制器繼而將電流反饋提供給電流控制器。然而，可利用扭矩控制，因?yàn)檎J(rèn)識(shí)到扭矩和電流之間具有數(shù)學(xué)關(guān)系，這可以使用計(jì)數(shù)器來(lái)確定。扭矩控制回路可由速度控制反饋回路圍繞，該速度控制反饋回路繼而可由位置控制反饋回路圍繞。用于速度和/或加速度的速度反饋控制回路、位置反饋控制回路和/或前饋路徑對(duì)于本發(fā)明是可選的功能。速度和加速度反饋回路可利用各自增益Kvff和Kaff,如圖所示?？扇●R達(dá)位置相對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)以得出馬達(dá)速度，或者相反，可求速度反饋相對(duì)于時(shí)間的積分以得出馬達(dá)位置。馬達(dá)位置控制回路可使用馬達(dá)位置命令信號(hào)并將該設(shè)定值或命令信號(hào)與馬達(dá)位置反饋比較以計(jì)算位置錯(cuò)誤。速度設(shè)定值可使用位置控制器從位置錯(cuò)誤衍生。速度設(shè)定值可與實(shí)際馬達(dá)速度比較來(lái)確定速度錯(cuò)誤?？墒褂靡阎募夹g(shù)用該速度錯(cuò)誤來(lái)調(diào)節(jié)馬達(dá)的實(shí)際速度。然后可將馬達(dá)速度與泵20輸出相關(guān)聯(lián)，如本領(lǐng)域所知?？蛇x地，所述位置設(shè)定值可具有相對(duì)于時(shí)間獲取的其導(dǎo)數(shù)以得出前饋速度。前饋速度可輸入給速度設(shè)定值并與位置回路控制的輸出聯(lián)合使用以生成速度回路命令信號(hào)。前饋速度也可使用而不考慮位置回路控制信號(hào)，以便生成速度回路命令信號(hào)。可選地，前饋速度可具有其所取的導(dǎo)數(shù)以得出前饋加速度。同樣，前饋加速度可與速度回路控制器的輸出聯(lián)合使用或不聯(lián)合使用，以確定馬達(dá)的加速度特征，其于發(fā)送給馬達(dá)的扭矩命令信號(hào)成比例。主要材料和次要材料的設(shè)定值可作為總體積設(shè)定值的分?jǐn)?shù)或百分比或命令信號(hào)生成。可定義總體積設(shè)定值的流量、流量、和/或流量改變的時(shí)間速率。盡管上述討論設(shè)計(jì)基于馬達(dá)位置的馬達(dá)控制回路，但技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明不受此限制。馬達(dá)控制回路可基于馬達(dá)位置、馬達(dá)速度、馬達(dá)加速度、馬達(dá)電流、馬達(dá)電壓、扭矩等。這樣一種控制系統(tǒng)和方法可用來(lái)限定總設(shè)定值的扭矩/電流、位置、速度和/或加速度，條件是流量與扭矩/電流/位置/速度/加速度之間有一種直接的關(guān)系，如本發(fā)明的情況。主要材料和次要材料的設(shè)定值可作為命令位置和/或速度和/或扭矩設(shè)定值被輸入給單獨(dú)的原動(dòng)力系統(tǒng)?？蓪ⅠR達(dá)位置設(shè)定值或命令信號(hào)發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)伺服馬達(dá)。根據(jù)本發(fā)明，所有主要材料和次要材料可通過(guò)這種伺服馬達(dá)一致驅(qū)動(dòng)，每個(gè)伺服馬達(dá)可與一個(gè)或多個(gè)泵20連接。除了泵20/伺服馬達(dá)組合之外或?qū)⑵淙〈胀夹g(shù)人員可使用變頻調(diào)速來(lái)變化供應(yīng)給AC馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的泵20的電壓。作為另外一種選擇或除此之外，泵20輸出可使用不同的其它裝置來(lái)改變，如本領(lǐng)域所知。例如，要改變對(duì)于某個(gè)馬達(dá)的泵20的輸出，可以使用機(jī)械變速/可調(diào)速的傳動(dòng)、多速變速箱、和/或液壓式可調(diào)速傳動(dòng)。這種安排提供了以下有益效果一些或所有主要材料和次要材料的流量可一致地升高或降低而不需要共同的傳動(dòng)或流量控制閥，從而提供對(duì)于所有材料的最終共混物的所需配方的最大忠實(shí)性。因此，如果希望步驟變更，升高或降低的變更，或甚至一種或多種流量的啟動(dòng)/停止，該過(guò)渡可比發(fā)明人所知的現(xiàn)有技術(shù)更迅速地適應(yīng)。因此，主要材料和次要材料的比例保持在所希望的配方的相對(duì)緊密度容限內(nèi)而沒(méi)有不適當(dāng)?shù)刂袛嗷虿贿m當(dāng)?shù)亟档涂捎糜谏a(chǎn)量的流量。如上所述，該安排提供以下有益效果沒(méi)有必要具有控制回路來(lái)直接監(jiān)測(cè)流量。相反，用于主要材料和次要材料的流量可由對(duì)于泵20在給定流體粘度、泵20的類型、以及入口/出口壓差下的特性的了解來(lái)確定?；谒璧牧髁?，泵20補(bǔ)償算法可用來(lái)獲得準(zhǔn)確的流量遞送而不需要直接的流量測(cè)量。直接流量測(cè)量可由于在使用儀器、系統(tǒng)滯后方面內(nèi)在的限制而在高速瞬時(shí)響應(yīng)期間產(chǎn)生延遲和不準(zhǔn)確性。泵20可被驅(qū)動(dòng)至其所需的旋轉(zhuǎn)速度，取決于泵20容量，包括任何馬達(dá)或泵20滑動(dòng)系數(shù)以說(shuō)明泵20以小于100%的效率工作。如果需要，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備10和方法可監(jiān)測(cè)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸的扭矩、位置、速度和/或加速度。因此，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備10和方法可能沒(méi)有流量反饋回路來(lái)補(bǔ)償流量的變化，或者甚至沒(méi)有流量計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)主要材料或次要材料的添加和/或添加速率，例如當(dāng)它們被添加到匯合區(qū)域12時(shí)。這樣一種控制系統(tǒng)提供對(duì)于所需的(即，命令的)響應(yīng)的相對(duì)高度的忠實(shí)度。本文要求保護(hù)的設(shè)備10和方法可由本領(lǐng)域已知的命令信號(hào)來(lái)控制。命令信號(hào)可被認(rèn)為是一個(gè)動(dòng)態(tài)的設(shè)定值，并且是每種材料在給定時(shí)間點(diǎn)的材料添加速率。命令信號(hào)可從計(jì)算機(jī)如PLC發(fā)送。來(lái)自PLC的信號(hào)可發(fā)送至馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。PLC和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于所考慮的系統(tǒng)可以是內(nèi)置的或外置的。如果需要，每個(gè)馬達(dá)可具有指定的驅(qū)動(dòng)控制器。命令信號(hào)從計(jì)算機(jī)發(fā)送至少驅(qū)動(dòng)控制器，然后發(fā)送至馬達(dá)，該馬達(dá)可以是伺服馬達(dá)。當(dāng)然，技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可使用用于添加材料的其它設(shè)備10和方法并且命令信號(hào)從控制器發(fā)送至用于材料添加的該設(shè)備10或裝置。在收到命令信號(hào)時(shí)，伺服馬達(dá)加速或減速到適合于其相關(guān)的泵20或用于材料添加的其它設(shè)備io或裝置的指定轉(zhuǎn)速。材料添加速率因此從命令信號(hào)控制。本發(fā)明考慮兩種類型的跟蹤錯(cuò)誤。跟蹤錯(cuò)誤是命令信號(hào)值和工藝變量之間的差異。第一個(gè)是在給定的每單位時(shí)間內(nèi)傳送的材料體積下的瞬時(shí)跟蹤錯(cuò)誤。瞬時(shí)誤差測(cè)定在特定時(shí)間點(diǎn)任何工藝變量和命令信號(hào)之間的差異。第二跟蹤錯(cuò)誤可考慮累積誤差。所述累積誤差是在整個(gè)指定的時(shí)間段內(nèi)每種所考慮的材料的每個(gè)瞬時(shí)誤差的總合并且以體積測(cè)量。所考慮的時(shí)間段將取決于瞬時(shí)現(xiàn)象的長(zhǎng)度。參見(jiàn)圖3和4,所示的跟蹤錯(cuò)誤是命令信號(hào)和反饋程序變量之間的差異。在圖3中，具體的反饋程序變量為了基準(zhǔn)的目的由流量計(jì)測(cè)得的實(shí)際流量。然而，根據(jù)本發(fā)明，流量計(jì)對(duì)于生產(chǎn)材料組合、混合物或共混物而言不是必需的。圖3具體顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種系統(tǒng)的性能。該系統(tǒng)具有標(biāo)稱直徑為5.lcm的管道。使用得自FisherControls(位于Emerson,St.Louis,Missouri的分公司)的流量控制球形閥來(lái)控制流量。所述閥由Allen-BradleyControLogix1756-5550控制器控制?？刂破骰趯?shí)測(cè)的流量將信號(hào)傳送給控制閥。流量使用同樣得自Emerson的具有RFT9739發(fā)射器的MicroMotionCMF100ELITE質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量。系統(tǒng)使用壓力為大約1MPa(lO巴)的水作為對(duì)階躍輸入的響應(yīng)。從圖3可看出系統(tǒng)花費(fèi)了大約40秒鐘才達(dá)到穩(wěn)態(tài)狀況。圖4顯示使用控制閥對(duì)于階躍輸入的理想理論響應(yīng)。命令信號(hào)顯示階躍輸入。所述響應(yīng)根據(jù)以下公式計(jì)算g(t)-1-e"/T使用一秒時(shí)間t常數(shù)(t)。即使在這種有利的理論條件下，圖4顯示可能需要大約四個(gè)時(shí)間常數(shù)，因此在該例子中四秒鐘，才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)狀況。圖4還顯示，對(duì)于階躍輸入，根據(jù)本發(fā)明的穩(wěn)態(tài)狀況可在小于0.1秒內(nèi)達(dá)到。圖4的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)利用來(lái)自從通過(guò)Sercos1756-M16SE通訊卡通訊的AllenBradleyControlLogix1756-L61處理器到用于次要材料的AllenBradleyKinetix6000驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的命令信號(hào)。次要材料(一種染料溶液)由可得自ColfaxPumpGroup,Monroe,NC的ZenithC-9000泵供給并且由AllenBradleyMPF-B330P伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。伺服馬達(dá)具有指定的SercosRackK6000傳動(dòng)。伺服馬達(dá)和泵20通過(guò)可得自AlphaGearofAlphaGearDrives,Inc.(位于ElkGroveVillage,IL.)的AlphaGearSP+傳動(dòng)。如圖3至4所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，使用步驟變更或劇烈升高變更難以實(shí)現(xiàn)低跟蹤錯(cuò)誤和材料的相對(duì)恒定的比例。這是因?yàn)椴⒎撬械拈y門、致動(dòng)器等都能夠在這些急速變更條件下同時(shí)、同步和以相同的比例響應(yīng)。然而，在本發(fā)明的情況下和在沒(méi)有閥門、尤其是流量控制閥、動(dòng)態(tài)混合槽、相關(guān)滯后等的情況下，可獲得對(duì)于命令信號(hào)的更大忠實(shí)性。一種可考慮的過(guò)渡是從流動(dòng)開(kāi)始或流量命令改變的開(kāi)始到實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)操作的點(diǎn)。這樣一種過(guò)渡示于圖5至6中。圖5至6使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)生成。該系統(tǒng)具有水平設(shè)置的、5.1cm直徑的匯合區(qū)域12,該匯合區(qū)域具有恒定的橫截面。匯合區(qū)域12具有八個(gè)入口141,其中每個(gè)入口都具有3ram的內(nèi)徑，設(shè)置在1.5cm的直徑上，如圖1至2所示，盡管本實(shí)例僅<力使用兩個(gè)入口141。主要材料包括液體肥皂混合物。第一和第二次要材料包括兩種不同的染料溶液。將主要材料、第一次要材料和第二次要材料分別設(shè)定為所需的比例98.75%，0.75%和0.5°/。?？筛鶕?jù)已知的泵20補(bǔ)償算法來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)送給伺服馬達(dá)控制的實(shí)際命令信號(hào)以解決共用泵20的低效和不規(guī)則性。主要材料由可得自SPXCorp.,Delavan,WI的WaukeshaUII-060泵供給并由AllenBradleyMPF-B540K伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。每種次要材料由可得自ColfaxPumpGroup,Monroe,NC的ZenithC-9000泵供給并且由AllenBradleyMPF-B330P伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。每個(gè)伺服馬達(dá)具有指定的SercosRackK6000傳動(dòng)并通過(guò)可得自AlphaGearofAlphaGearDrives,Inc.U立于ElkGroveVillage,IL)的AlphaGearSP+傳動(dòng)連4妾。系統(tǒng)分別由通過(guò)Sercos1756-M16SE通訊卡通訊的AllenBradleyControlLogix1756-L61處理器到用于主要材料和次要材料的AllenBradleyUltra3000或AllenBradleyKinetix6000驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制?？傻米許ulzer的第十四元件SMX靜態(tài)攪拌器設(shè)置在匯合區(qū)域12的起點(diǎn)的大約一毫米內(nèi)。第十二元件SMX靜態(tài)攪拌器設(shè)置在第一靜態(tài)攪拌器的下游的大約46cm處。在第二靜態(tài)攪拌器之后，既認(rèn)為材料被充分混合。如圖5至6所示，本發(fā)明可用于以下過(guò)渡中，所述過(guò)渡具有不同的增長(zhǎng)流量、不同的降低流量、或具有在不同恒速下的穩(wěn)態(tài)操作。圖5中所示的曲線可分為三個(gè)大致不同的線段。所述曲線的第一段是上升，其中每種材料的流量從零增加至每種材料的預(yù)定值。所述曲線的第二段是穩(wěn)態(tài)流，其中所述流量相對(duì)保持恒定并可用于生產(chǎn)量。所述曲線的第三段顯示從穩(wěn)態(tài)流量到較不穩(wěn)定流量的下降。在衰退的情況下，較少的流量可能是零，或者其可以是僅僅小于曲線的其他部分中顯示的流量的流量。在這些曲線的所有三個(gè)段中，每種材料與進(jìn)料中的所有材料的總共混物的比例基本上保持恒定。在一個(gè)實(shí)施方案中，命令信號(hào)可以用于過(guò)渡以從沒(méi)有流動(dòng)或零流動(dòng)信號(hào)到在單一過(guò)渡中百分之百滿標(biāo)度流動(dòng)的信號(hào)，盡管也可利用小于百分之百的穩(wěn)態(tài)流量?？擅钸^(guò)渡在不超過(guò)2秒，不超過(guò)一秒，不超過(guò)半秒或更短時(shí)間內(nèi)發(fā)生。在這種過(guò)渡期間，根據(jù)本發(fā)明，每種主要材料或次要材料，即第一、第二、第三至第n種材料在整個(gè)過(guò)渡期間可保持在實(shí)測(cè)的滿標(biāo)度流動(dòng)的±10%、5%、3%或1%內(nèi)。該百分比可基于瞬時(shí)誤差，如下文所述。當(dāng)然，普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于具有三種不同流量的過(guò)渡。從第一穩(wěn)態(tài)流動(dòng)的過(guò)渡可大于或小于穩(wěn)態(tài)流量?？筛鶕?jù)需要使用多重過(guò)渡，相等或不等的時(shí)間段、上升等的任何組合、圖案的增加和降低。根據(jù)本發(fā)明，所述至少一種第一材料和至少一種第二材料以大致恒定的比例發(fā)生，即，在整個(gè)穩(wěn)態(tài)操作時(shí)間段內(nèi)以相對(duì)恒定的流量進(jìn)入到匯合區(qū)域12內(nèi)。同樣，也在整個(gè)過(guò)渡流量時(shí)間段內(nèi)保持基本上恒定的比例。基本上恒定的比例既在流量增加時(shí)保持也在流量降低時(shí)保持，只要流量大雨接近零、非平凡的值。盡管圖5至6顯示了在整個(gè)過(guò)渡區(qū)域的一階、線性變化率，但本發(fā)明不限于此?？衫枚A、三階等變化率，只要保持基本上恒定的比例。僅有必要控制泵20或其它原動(dòng)力，使得大致恒定的比例關(guān)系被保持。盡管可能很容易地設(shè)想、利用線性變化速率更容易地執(zhí)行和編程恒定比例，技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，也有其它選項(xiàng)可用來(lái)在整個(gè)過(guò)渡期間保持恒定比例。再次參見(jiàn)圖3至4的系統(tǒng)并如表1(其列出了圖4中所示的數(shù)據(jù))所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的瞬時(shí)誤差在整個(gè)過(guò)渡期間降低。然而，該錯(cuò)誤從沒(méi)有在5秒的時(shí)間段內(nèi)達(dá)到本發(fā)明的相對(duì)低值，如表l所示。表1也示出了既用于現(xiàn)有技術(shù)也用于本發(fā)明的累積誤差。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>圖7示出，瞬時(shí)誤差可通過(guò)一階指數(shù)公式來(lái)近似計(jì)算:IE=A*M*exp(-t/t)其中IE是每單位時(shí)間體積的瞬時(shí)誤差，并且A是設(shè)定值變化的量值，規(guī)一化為一來(lái)用于本發(fā)明。M是振幅的系數(shù)，其將振幅的值從規(guī)一化為一的設(shè)定值量值降低為從0到1，或從0.1到1,或從0.2到1,或從0.3到1,或從0.4到1,或從0.5到1(根據(jù)需要)的任何值，t是以秒為單位的瞬間時(shí)間，t是以秒為單位的時(shí)間常數(shù)。該近似計(jì)算尤其適用于現(xiàn)有技術(shù)過(guò)渡，該過(guò)渡持續(xù)最多1秒，2秒，3秒，4秒，和甚至5秒。所考慮的系數(shù)、時(shí)間常數(shù)和時(shí)間段的示例性的、非限制性組合如表2所述。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>圖7還顯示，本發(fā)明可通過(guò)跟蹤下列示例的不平等所提供的瞬時(shí)誤差，盡管可利用表2中所示的任何組合。IE<A*M*exp(-t/t),對(duì)于值M-0.5,t=1,從時(shí)間t=0到0.5*t估算，或更具體地講IE<A*M*exp(—t/t),對(duì)于<直M=0.5，t=0.5,t/人0到3.0*t估算，或更具體地講IE<A*M*exp(-t/t)，對(duì)于值M=0.25，t=1.0，t從0到1.5*t估算。可求得瞬時(shí)誤差在所需要的時(shí)間段內(nèi)的積分以根據(jù)下面的公式得到該時(shí)間段的累積誤差CE=丁IEd(t)其中CE是累積誤差，t,為起始時(shí)間并在衰退的情況下設(shè)定為0，和t2為所考慮的時(shí)間段的結(jié)束。圖8示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的累積誤差可用以下公式計(jì)算近似值CEk=(0.5*(IEh+IEk)*AT)+CEk—,其中CE為體積的累積誤差，k為具體離散時(shí)間段的標(biāo)號(hào)，△T為以秒為單位的離散時(shí)間取樣和時(shí)間革殳，和IE保持如前所定義。然而，技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，隨著時(shí)間朝著穩(wěn)態(tài)流動(dòng)繼續(xù)，瞬時(shí)誤差接近零。由于累積誤差取決于瞬時(shí)誤差，因此當(dāng)瞬時(shí)誤差接近零時(shí)，累積誤差不會(huì)顯著增加。普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，表2中所示的值的任何組合可用于本發(fā)明，因此本發(fā)明不限于對(duì)于瞬時(shí)誤差或相關(guān)累積誤差的不平等。如果需要，可將活塞泵用于本發(fā)明?；钊每蔀槟承┝黧w提供更大的靈活性并且可具有脈動(dòng)輸出，所述流體可用于本發(fā)明，所述脈動(dòng)輸出提供流量的重復(fù)性波動(dòng)。如果需要，可對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行編程以具有與實(shí)際泵輸出的負(fù)重疊，使得通過(guò)使用馬達(dá)的凸輪系統(tǒng)來(lái)抑制波動(dòng)，如本領(lǐng)域所知。這提供了以下優(yōu)點(diǎn)在活塞泵的下游系統(tǒng)中將不需要阻尼器。阻尼器可增添滯后或其他不可取的影響，本發(fā)明避免了這些影響。呈現(xiàn)了本發(fā)明的一個(gè)可供選擇的實(shí)施方案。在該實(shí)施方案中，使產(chǎn)品流的一個(gè)小部分(其可以是少數(shù)部分)轉(zhuǎn)向。產(chǎn)品的轉(zhuǎn)向部分可具有所需的最終產(chǎn)品的所有材料。作為另外一種選擇，轉(zhuǎn)向的少數(shù)部分可能缺少一種或多種材料。產(chǎn)品流的轉(zhuǎn)向的少數(shù)部分可具有使用本文公開(kāi)的設(shè)備10和方法添加的至少一種材料。可將次要材料添加到位于超聲變幅桿、靜態(tài)攪拌器的上游處的轉(zhuǎn)向流中。所述流的該部分然后可用作中間體或最終產(chǎn)品。如此完成的少數(shù)部分然后被排放到容器中以用于最終用途。所述流的多數(shù)部分可繼續(xù)不減弱地通過(guò)該過(guò)程，而無(wú)需進(jìn)一步添加次要材料并且無(wú)需轉(zhuǎn)向。作為另外一種選擇，可將附加的次要材料添加到產(chǎn)品流的主要部分中。產(chǎn)品流的主要部分然后被送到容器中以用于最終用途，如上所述。該安排提供以下有益效果可同時(shí)完成主要產(chǎn)品和次要產(chǎn)品的平行制造。例如，產(chǎn)品的主要部分可包括第一染料、香料、添加劑等?？蓪a(chǎn)品流的較不流行或較少使用的次要部分轉(zhuǎn)向并具有第二染料、香料、或最終產(chǎn)品中包括的其他添加劑。作為另外一種選擇，該安排提供以下有益效果可生產(chǎn)產(chǎn)品的主要部分而不使用特定的染料、香料、添加劑等，同時(shí)所需的染料、香料或其他添加劑包括在少數(shù)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)向的流中，反之亦然。該安排提供以下有益效果可以任何所需的比例來(lái)生產(chǎn)兩種產(chǎn)品，而沒(méi)有代價(jià)昂貴的停機(jī)、清潔等。當(dāng)然，技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可轉(zhuǎn)向不止單一少數(shù)產(chǎn)品流?？赊D(zhuǎn)向多種少數(shù)流，每種流在使用或不使用具體和其他添加劑的情況下生產(chǎn)相對(duì)小量的最終產(chǎn)品。該安排為制造工藝提供靈活性，所述制造工藝用于生產(chǎn)大的或多數(shù)第一量的材料的共混物和一種或多種較小、少數(shù)量的材料，所有這些都不需要停機(jī)和清潔設(shè)備10及相關(guān)系統(tǒng)。在發(fā)明詳述中所有引用文獻(xiàn)的相關(guān)部分均以引用的方式并入本文。任含義或定義沖突時(shí)，將以賦予本書面文獻(xiàn)中的術(shù)語(yǔ)的含義或定義為準(zhǔn)。盡管已用具體實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此，有意識(shí)地在附加的權(quán)利要求書中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。權(quán)利要求1.一種用于將材料組合添加到容器中的設(shè)備，所述容器可插入到所述設(shè)備中并可從所述設(shè)備中移除，所述設(shè)備包括至少一個(gè)用于將至少一種主要材料添加到所述容器中的供給部分；至少一個(gè)用于將至少一種次要材料添加到所述容器中的供給部分；用于所述至少一種主要材料的每個(gè)所述供給部分和用于所述至少一種次要材料的每個(gè)所述供給部分具有與其相聯(lián)合的原動(dòng)力，所述原動(dòng)力用于供給相應(yīng)的所述主要材料或次要材料并能夠獨(dú)立于其它所述原動(dòng)力來(lái)操作，每種所述供給部分與匯合區(qū)域連通，由此所述至少一種主要材料和次要材料能夠以預(yù)定的比率在所述匯合區(qū)域中結(jié)合在一起；所述匯合區(qū)域包括用于供給每種所述主要材料的入口；用于供給每種所述次要材料的入口；和用于排放從所述匯合區(qū)域一起結(jié)合到所述容器中的所述至少一種主要材料和所述至少一種次要材料的共用出口；其特征在于沒(méi)有混合槽、流量控制反饋回路或流量控制閥設(shè)置在用于所述材料的所述供給部分和所述共用出口之間并用于保持所述預(yù)定比率。2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述至少一種主要材料包括液體，所述至少一種主要材料由泵提供給所述匯合區(qū)域，并且所述至少一種次要材料包括液體，所述至少一種次要材料由泵提供給所述匯合區(qū)域，用于所述至少一種主要材料和所述至少一種次要材料的每個(gè)所述泵由與其可操作地相聯(lián)合的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，所述泵能夠以多種體積輸出操作，所述設(shè)備還包括馬達(dá)控制反饋回路。3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一多種次要材料和同樣的多個(gè)泵，其特征在于所述同樣的多個(gè)泵中的每個(gè)泵以某一流量供給所述次要材料中的一種并且能夠獨(dú)立于用于供給所述次要材料的其它所述泵來(lái)操作，由此一種所述次要材料的流量通過(guò)操作各自的所述泵而獨(dú)立于另一種所述次要材料的流量而改變，并且所述設(shè)備還包括第二多個(gè)控制器，所述第二多個(gè)控制器的數(shù)目等于用于供給所述至少一種主要材料和所述次要材料的泵的數(shù)目，所述控制器能夠一致操作以根據(jù)命令信號(hào)改變各自泵的流量。4.一種可用于共混多種材料的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括位置控制器，所述位置控制器被構(gòu)造成能夠接收位置設(shè)定值并將所述位置設(shè)定值轉(zhuǎn)換為速度設(shè)定值；速度控制器，其被構(gòu)造成能夠接收所述速度設(shè)定值并將所述速度設(shè)定值轉(zhuǎn)換為馬達(dá)控制設(shè)定值；和馬達(dá)控制器，其被構(gòu)造成能夠接收所述馬達(dá)控制設(shè)定值并將所述馬達(dá)控制設(shè)定值轉(zhuǎn)換為命令信號(hào)，所述命令信號(hào)控制馬達(dá)的速度，其特征在于所述控制系統(tǒng)可被操作來(lái)將多種材料以預(yù)定比率共混而無(wú)需測(cè)量以所述比率共混的所述多種材料中的任何一種的流量。5.如權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)還包括用于接收所述命令信號(hào)的馬達(dá)，所述馬達(dá)與泵可操作地聯(lián)合，其特征在于所述馬達(dá)在操作期間具有馬達(dá)速度，并且所述的控制系統(tǒng)還包括第一加法器，所述加法器接收所述馬達(dá)速度和所述速度設(shè)定值，所述第一加法器能夠識(shí)別其間的速度誤差，所述速度誤差可由所述速度控制器接收，由此所述速度控制器可基于所述速度誤差來(lái)調(diào)節(jié)所述馬達(dá)控制設(shè)定值。6.如權(quán)利要求4或5所述的控制系統(tǒng)，其特征在于還包括第一前饋回路，所述第一前饋回路取所述位置相對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，從而得出速度前饋命令，所述速度前饋命令和所述速度設(shè)定值可由第一加法器接收，所述第一加法器能夠識(shí)別其間的速度誤差并將所述速度誤差提供給所述速度控制器。7.—種用于控制以預(yù)定比例組合在一起的兩種或更多種材料的量的方法，所述方法包括以下步驟將用于速度控制的速度設(shè)定值輸入至可操作地與泵聯(lián)合的馬達(dá)；將所述速度控制轉(zhuǎn)換成扭矩控制信號(hào)或電流控制信號(hào)中的至少一種；將所述扭矩控制信號(hào)或所述電流控制信號(hào)中的所述至少一種輸入給原動(dòng)力，從而確定所述原動(dòng)力的操作速率；其特征在于不測(cè)量被共混的任何所述材料的流量來(lái)控制所述預(yù)定比例。8.如權(quán)利要求7所述的方法，所述方法包括以下步驟將位置設(shè)定值輸入給位置控制器；和根據(jù)所述位置控制器確定所述速度設(shè)定值。確定所述馬達(dá)的實(shí)際位置并將所述實(shí)際馬達(dá)位置與馬達(dá)位置設(shè)定值進(jìn)行比較，從而確定其間的誤差；和將所述誤差輸入給所述位置控制器。9.一種用于組合兩種或更多種材料的方法，所述方法包括以下步驟提供用于組合所述材料的匯合區(qū)域；將第一材料以相應(yīng)的第一材料流量注入到所述匯合區(qū)域中；將至少一種附加材料以相應(yīng)的第二材料流量注入到所述匯合區(qū)域中，所述第一材料和所述至少一種附加材料可被組合以得到材料總量；所述第一材料可由第一原動(dòng)力注入，所述至少一種附加材料可由獨(dú)立于所述第一原動(dòng)力的相應(yīng)的附加原動(dòng)力注入，由此根據(jù)命令信號(hào)，每種所述材料與所述匯合區(qū)域中的材料總量的比例均被保持在預(yù)定比例內(nèi)，將所述命令信號(hào)供給每個(gè)所述原動(dòng)力；改變對(duì)于每個(gè)所述原動(dòng)力的所述命令信號(hào)，從而改變每種所述材料向所述匯合區(qū)域的流量，同時(shí)大致保持每種相應(yīng)的所述材料與所述材料總量的所述比例，其特征在于改變每種所述材料的所述流量的所述步驟的執(zhí)行不需要調(diào)節(jié)流量控制閥或不需要直接測(cè)量所述流量和使用在用于組合所述材料的所述方法中的測(cè)量的所述流量來(lái)保持所述預(yù)定比例。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中將所述第一材料和所述至少一種附加材料注入到所述匯合區(qū)域中的所述步驟包括從泵注入每種所述材料的步驟；用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)每個(gè)所述泵；和將所述命令信號(hào)發(fā)送給與每個(gè)所述相應(yīng)馬達(dá)聯(lián)合的控制器，其特征在于改變所述命令信號(hào)的所述步驟包括在過(guò)渡中將所述命令信號(hào)從零流量命令信號(hào)更改為滿標(biāo)度流量命令信號(hào)的ioo%的步驟。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種用于將多種材料組合成流的設(shè)備(10)及方法。所述多種材料可包括主要材料和一種或多種次要材料。所述次要材料使用入口管(141)來(lái)添加。所述主要材料和次要材料在短暫或穩(wěn)定流量時(shí)添加，這取決于來(lái)自控制信號(hào)的命令。所述設(shè)備和方法利用一種控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)不使用流量控制閥、流量控制反饋回路或動(dòng)態(tài)混合槽。實(shí)際流量跟蹤被指令的流量，但以一定誤差偏離。該受權(quán)利要求書保護(hù)的布置方式提供了據(jù)信現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法獲得的基于時(shí)間的誤差。文檔編號(hào)B01F15/04GK101287542SQ200680038102公開(kāi)日2008年10月15日申請(qǐng)日期2006年8月30日優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日發(fā)明者約恩·凱文·麥克勞克林,羅杰·菲利普·威廉斯申請(qǐng)人:寶潔公司