Устройство управления весовым порционным дозатором

Устройство управления весовым порционным дозатором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к устройствам управления весодозирующей техникой, преимущественно в системах управления дозированием различных веществ, предназначенных для дальнейшего смешивания, например при приготовлении композиции в производствах синтетических моющих средств. Устройство обеспечивает повышение производительности дозирования за счет расширения допустимого диапазона взвешивания при работе с предельными навесками путем дополнительного введения третьего сумматора, второго элемента сравнения и мультиплексора. 1 ил.

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 05 D 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

iM

Ф

ОО фь !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877039/24 (22) 04.09.90 (46) 23.12.92, Бюл. N 47 . (71) Харьковское опытно-конструкторское бюро автоматики. Научно-производственного объединения "Химавтоматика" (72) А.Н.Митин (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1520486, кл. G 05 0 7/00,; 988 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО YllPABËÅHÈß ВЕСОВЫМ ПОРЦИОННЫМ ДОЗАТОРОМ (57)Изобретение относится к автоматическому управлению. в частности к устройстИзобретение относится к области автоматического управления, в частности, к устройствам уп )авления весодозирующей техникой, преимущественнс в системах управления доэированием различных веществ, предназначенных для дальнейшего смешивания, например, при приготовлении композиции в г роизводствах синтетических моющих среде. с (CMC).

Известно устройство управления весовым порционным дозатором, содержащее датчик . веса, преобразователь, задатчик "пер.груза", компаратор напряжения, три цифровых ком. паратора, сумматор, пять элементов памяти, . три ключа, блок "коррекции нуля", задатчики

"грубого" и "точного" веса, "нуля" и "эоны нуля", элементы задержки и ИЛИ.

Известно» устройство обеспечивает высокую точность дозирования однако надежность работы устройства недостаточна из-за отсутствия допускового контроля величины иэмерлтельного сигчала и уставок на взвешивание..!Ж 1783484 А1 вам управления весодозирующей техникой, преимущественно в системах управления дозированием различных веществ, предназначенных для дальнейшего смешивания, например при приготовлении композиции в производствах синтетических моющих средств. Устройство обеспечивает повышение производительности дозирования за счет расширения допустимого диапазона взвешивания при работе с предельными навесками путем дополнительного введения третьего сумматора. второго элемента сравнения и мультиплексора. 1 ил.

Иэ известных наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является устройство управления. весовым порционным доэатором, содержащее датчик веса, преобразователь, задатчики "перегруза", "грубого" и "точного" веса, "нуля"," эоны нуля" и допуска, а также датта чик "перегруза", цифроаналоговый преоб-, разователь (ЦАП), компаратор напряжения, три цифровых компаратора, два сумматора> пять элементов памяти, три ключа, блок коррекции "нуля", элементы задержки и сравнения и два элемента ИЛИ, Известное устройство обеспечивает высокую надежность работы за счет контроля äîïóстимой величины загружаемого в дозатор материала как по весу, так и по объему, а также допускового контроля диапазона изменения сигнала текущего веса и исправности цепей эадатчиков на взвешивание.

Однако производительность известного устройства недостаточна по следующей причине.

1783484

Величина уставки на взвешивание известным устройством ограничивается следующим соотношением;

М" " -НПД- ЛН- Л М, . (1) где М " " - максимальное значение уставки. устанавливаемое на задатчике "точного" веса;

НПД вЂ” величина наибольшего предела дозирования, устанавливаемая на эадатчике "перегруза";

b, Н вЂ” допустимая величина сдвига "нуля", устанавливаемая на задатчике эоны

"нуля";

b, M — допуск на величину дозы, устанавливаемый на задатчике допуска.

При работе на верхнем пределе диапазона взвешивания (т;е. с максимальной производительностью) предельное значение величины уставки на взвешивание составляет

М"Р д= НПД- ЬН; (г) так как с учетом (1)

МпРед > Ммак (3) то известным устройством осуществляется избыточное ограничение уставки (при работе на верхнем пределе диапазона взвеши.вания) в пределах

НПД-Л Н- b,Ì Mi = НПД-Л Н;(4) где Mi — величина уставки дозатора.

В ы шеи зложеч ное снижает (ограничивает) производительность известного устройства, особенно при работе с произвольной или оперативно изменяемой рецептурой.

Целью изобретения является повышение производительностй дозйрования за счет расширения допустимого диапазона взвешивания при работе с предельными навесками.

Поставленная цель достигается дополнительным введением в известное устройство третьего сумматора, второго элемента сравнения и мультиплексора, разрядные выходы которого подключены к разрядным выходам ЦАП, а первые разрядные входы— к" соответствующим разрядным выходам второго сумматора и соответствующим -разрядным входам второго элемента. сравнения, выход которого подключен к управляющему входу мультиплексора, вторые разрядные входы которого соединены с разрядными входами первого элемента сравнения и разрядными выходами третьего сумматора, первые и вторые разрядные входы которого подключены к соответству ющим разрядным входам второго сумматора, а втОрые разрядные входы второго элемента сравнения соединены с соответствующими разрядными выходами задатчика.

"перегруза", На чертеже приведена блок-схема устройства.

5 Устройство управления весовым порционным дозатором содержит датчик 1 веса, преобразователь 2, задатчик 3 "перегруза", компаратор 4 напряжения, сумматор 5, элемент 6 памяти, ключи 7 и 8, блок 9 коррекция

10 "нуля", ключ 10, эадатчики 11 "грубого" веса и 12 "зоны нуля", цифровой компаратор 13,. задатчик 14 "нуля" веса, цифровые компараторы 15 и 16, эадатчик 17 "точного" веса, .элементы 18 задержки, 19 памяти, ИЛИ 20, t5 элементы 21, 22, 23 памяти, задатчик 24 допуска, датчик 25 перегруза, элемент 26 . сравнения, сумматор 27; цифроаналоговый преобразователь 28, элемент ИЛИ 29, сумматор 30, элемент 31 сравнения и мульти20 плексор32.

Устройство работает следующим образом;

В исходном состоянии (при включении питания) все элементы 6, 19„21, 22, 23 памя25 ти устанавливаются в нулевое состояние по цепи "сброс по питанию" (условно не показана). На входе "Пуск" устройства присутствует сигнал логического "0", а на входе

"Разгрузка" — логической "1" (включен ре30 жим разгрузки дозатора, т.е. открыт донный клапан весового бункера). Последним сиг. налом выключается блок 9 коррекции "ну- ля", на выходах которого формируются нулевые сигналы. Все ключи 7, 8 и 10 выклю35 чены, а на выходах элементов 13, 15, 16 и 18 устанавливаются сигналы логического "0".

На выходах-соответствующих эадатчи- . ков формируются сигналы; соответствующие следующим значением:

40 3 — наибольший предел дозирования (Н ПД);

11 — заданйе на "грубую" дозировку;

12-допустимыйсдвиг "нуля" веса(b, Н):

14 — численное значение "нуля" веса;

45 17- общее задание(уставка) на взвешивание (Mi);

24 — допуск на величину дозы (Ь М).

В результате на выходе соответствующих блоков устанавливаются следующие

50 сигналы:

0и-Ю+ ЛМ+ Ь Н (5)

Uao=Mi+b Н - (6)

Указанные сигналы подаются на соот55 ветствующие входы мультиплексора 32. выходной сигнал которого используется для

: контроля допустимого диапазона изменения сигнала текущего веса.

1783484

Управление указанным мультиплексором осуществляется элементом 31 сравнения, который проверяет условие:

Ml+ Ь М+ Ь Н .нпд - (7) При выполнении последнего условия на выходе элемента 31 формируется сигнал логической "1", переключающий сигнал со входа "1" мультиплексора 32, соответствующий выражению (5), на выход указанного

10 мультиплексора

Если условие (7) не выполняется, то на выходе элемента 31 сравнения формируется сигнал логического "0", коммутирующий на выход..мультиплексора 32 сигналы с его

"нулевого" входа соответствующий выражению (6).

35 нала "1", соответствующий величине.

032=027=MI+ Ь М+ Ь Н (9)

Указанный сигнал, установленный на выходе сумматора 27, соответствует величине допустимой зоны изменения сигнала текущего веса и подается на вход ЦАП 28 для преобразования в. аналоговую форму (для контроля величины сигнала текущего веса).

Если условие (7) не выполняется, то на выходе элемента 31 сравнения формируется сигнал логического "0", а величина допустимой зоны .изменения сигнала текущего веса на выходе мультиплексора 32 соответствует значению

032 = 030 Ml+ Ь Н, (10) установленному на выходе сумматора 30. а 50 устройство работает в зоне предельных навесок (с максимальной производительностью).

Одновременно последний сигнал подается на вход элемента 26 для сравнения с величи55 ной НПД (с выхода задатчика 3), Если выполняется соотношение

М + Ь Н Нпд, (11) то на выходе элемента 26 сравнения формируется сигнал логического "0", а устройство

Сигнал устэвки на взвешивание (М ), формируемый на выходе задатчика 17 "точного" веса, суммируется на выходе суммато-. 20 ра 27 с величиной допуска (Ь М) и величиной допустимой зоны "нуля" (Ь Н) и подается на соответствующие входы мультиплексора 32 и элемента 31.сравнения, на другой вход которого с выхода задатчика 3 25

"перегруза" поступает величина НПД, Если величина устэвки лежит в допустимой зоне (с учетом допуска), т.е. выполняется соотношение (7), соответствующее условию

М < М"" (8) 30 то на выходе элемента 31 сравнения форми- руется сигнал логической "1", поступающей на управляющий вход мультиплексора 32, на выход которого коммутируется сигнал каработает на верхнем пределе диапазона взвешивания, Если условие (11) не выполняется, то на выходе элемента 26 устанавливается сигнал логической "1", т.е. формируется сигнал

"Ошибка", свидетельствующий о неверной установке задания на взвешивание или его допуска (или неисправности соответствующих задатчиков), который через элемент

ИЛИ 20 формирует на выходе сигнал "Стоп"

-(запрет на включение загрузки). После устранения неисправности и выполнения соотношения (11) сигналы "Ошибка" и "Стоп" автоматически снимаются, При запуске дозатора в работу режим разгрузки выключается (закрывается донный клапан весового бункера) и снимается запрет на.включение блока 9, Сигнал "Пуск" дозатора поступает на управляющий вход ключа 7, который соеди-. няет через сумматор 5 выход преобразователя 2 с одйим из входов компаратора i3, другим своим входом связанного с задатчиком 12 "зоны нуля", Если сигнал фактического "нуля" веса находится вне пределов допустимой зоны, срабатывает компарэтор

13, и сигнал логической "1" запоминается элементом 19 памяти, который формирует на выходе аварийный сигнал "Нет нуля", выключающий элемент 18 задержки, и через элемент ИЛИ 20 — сигнал ".Стоп" (запрет на включение загрузки). Если сигнал фактического "нуля" веса находится в пределах допустимой зоны, то сигналы "Нет нуля" и

"Стоп" не формируются и элемент 18 задержки не выключается.

После окончания сигнала "Пуск" дозатора закрывается ключ 7, а на выходе элемен- " та 18 задержки формируется сигнал логической "1"; который запоминается эле- ментом 6, В результате сигнал логической

"1" с выхода элемента 6 поступает на управляющий вход ключа 8, который соединяет выход преобразователя 2 через сумматор 5 со входом блока 9. Этот блок запоминает величину фактического "нуля" и изменяет ее до величины "нуля", заданной задатчиком

14. При этом срабатывает компаратор 15, сигнал логической "1" с его выхода запоминается элементом 21, который формирует на выходе сигнал "нуль". Под действием этого сигнала сбрасывается элемент 6, который закрывает ключ 8, а блок 9 формирует на своем другом выходе сигнал разности между фактическим и заданным."нулем" веса, который поступает на вход сумматора 5 для алгебраического суммирования с сигналом измерения от преобразователя 2, Сигнал "Нуль" с выхода элемента 21 па.мяти поступает"также в цепь включения ис1783484 полнительного механизма загрузки (не показан) и на управляющий вход ключа 10, который. открывается и соединяет выход сумматора 5 с одним из входов компаратора

16, другими своими входами связанного с задатчиками 11 "грубого" и 17 "точного" веса.

При наборе "грубого" веса на первом выходе.компаратора 16 формируется сигнал логической "1",. который запоминается элементом 22, а на выходе его появляется сигнал "грубый вес", переключающий исполнительный механизм загрузки дозатора в режим досыпки (доливки), При наборе "точного" веса на втором выходе ком паратора 16 формируется сигнал логической "1", который запоминается элементом 23, а на выходе его появляется сигнал "Точный вес", отключающий исполнительный механизм загрузки и устанавливающий в исходное состояние элементы 21 и 22 памяти, B результате закрывается ключ 10 и отключает выход сумматора 5 от входа-компаратора 16.

При включении режима разгрузки происходит сброс памяти "нуля" веса в блоке 9 и сброс элемента 23 памяти, устройство переходит в исходное состояние, С приходом очередного импульса "Пуск" цикл работы устройства управления весовым порционным дозатором повторяется, При превышении сигналом текущего веса максимально допустимой (для данной дозировки) величины срабатывает компаратор 4 и через элемент ИЛИ 29 формирует аварийный сигнал "Перегруз", а через элемент ИЛИ

20 — сигнал "Стоп" аварийного отключения исполнительных механизмов загрузки, При достижении загружаемым в весовой бункер дозатора материалом предельного уровня срабатывает датчик 25 перегруза и через элемент ИЛИ 29 также формирует аварийные сигналы "Перегруз" и

"Стоп".

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить производительность дозирования за счет расширения допустимого диапазона взвешивания путем устранения избыточного ограничения величины уставки на взвешивание при работе с предельными навесками. А это, в свою очередь, позволяет повысить эффективность исполь зования предлагаемого устройства в системах управления дозированием различных веществ, например, при приготовлении композиции в производствах СМС, особенно при работе с произвольной или оперативно изменяемой рецептурой.

Формула изобретения устройство управления весовым порционным дозатором, содержащее датчик веса. подключенный выходом к входу преобразователя, три ключа, информационные входы которых соединены с выходом сумматора, подключенного первыми разрядными вхо5 дами к соответствующим разрядным выходам преобразователя, первый цифровой компаратор, подключенный первым счетным входом к выходу первого ключа, а выходом — к входу первого элемента памяти, рого ключа, а первым выходом — к первому входу второго элемента памяти, третий цифровой компаратор, связанный первыми разрядными входами с соответствующими выходами задатчика "нуля" веса, а выходом — с первым входом третьего элемента памяти, подключенного выходом к управляющему входу второго ключа и первому входу

20 четвертого элемента памяти, соединенного выходом с управляющим входом третьего ключа, а также элемент задер>кки, задатчик

"грубого" веса и задатчик "точного" веса, подключенный разрядными выходами к соответствующим вторым разрядным входам

25 второго цифрового компаратора, при этом выходами "Грубый вес" и "Нуль" являются выходы соответственно второго и третьего элементов памяти, а также компаратор на30 пря>кения, подключенliûé первым входом к выходу преобразователя, задатчик "перегруза", первый элемент ИЛИ, подключенный первым входом к выходу первого элемента памяти, а выходом — к первому

35 входу элемента задержки, связанного выходом с вторым входбм четвертого элемента памяти,.а вторым входом — с управляющим входом первого ключа, задатчик "зоны нуля", подключенный разрядными выходами к соответствующим вторым разрядным вхо-. дам первого цифрового компаратора, пятый элемент памяти. подключенный первым входом к второму выходу второго цифрового компаратора, а выходом — к вторым входам второго и третьего элементов памяти; и блок коррекции "нуля", связанный первым входом с выходом третьего ключа. вторым вхо-дом — с вторым входом пятого элемента памяти, выходом — с вторым входом третьего цифрового компаратора, а разрядными выходами — с соответствующими вторыми разрядными входами сумматора, причем разрядные выходы задатчика "грубого" веса соединены с соответствующими третьими разрядными входами второго цифрового компаратора, входами "Пуск" и "Разгрузка" устройства являются вторые входы соответственно элемента задержки и пятого элемента памяти, а выходами "Нет нуля", "Стоп", и "Точный вес" устройства являются

10 второй цифровой компаратор, подключенный первым счетным входом к выходу вто1783484

Составитель А,Митин

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор Г.Бельская

Заказ 4515, Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 выходы соответственно первого элемента памяти, первого элемента ИЛИ и пятого элемента памяти, а.также содержащее задатчик допуска, датчик перегруза. первый элемент сравнения, второй сумматор, цифроаналоговый преобразователь и, второй элемент ИЛИ, включенный между выходом компаратора напряжения и вторым входом первого элемента ИЛИ, третий дополни,тельный вход которого соединен с выходом первого элемента сравнения, первые разрядные входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам задатчика перегруза„выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом компаратора напряжения, разрядные выходы задатчика "эоны нуля" подключены к первым разрядным входам сумматора, вторые разрядные входы которого подключены к соответствующим разрядным выходам задатчика допуска. а третьи разрядные входы — к соответствующим разрядным выходам задатчика тсчного веса, причем выход датчика перегруза соединен с вторым входом второго элемента

ИЛИ, выход которого является выходом

"Перегруз" устройства, выходом "Ошибка" которого является выход первого элемента сравнения. отл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения производительности до5 зирования, в устройство введены третий сумматор, второй элемент сравнения и мультиплексор, разрядные выходы которого подключены к разрядным входам цифроаналогового преобразователя, а первые раз-

10 рядные входы — к соответствующим разрядным выходам второго сумматора и соответствующим разрядным входам второго элемента сравнения, выход которого подключен к управляющему входу

15 мультийлексора, вторые разрядные входы которого соединены с разрядными входами первого элемента сравнения и разрядными выходами третьего сумматора, первые и вторые разрядные входы которого подклю20 чены к соответствующим разрядным входам второго сумматора, а вторые разрядные входы второго элемента сравнения соединены с соответствующими разрядными вы. ходами задатчика "перегруза" и

25 разрядными входами первого элемента сравнения.