Устройство для управления весовым порционным дозатором

Устройство для управления весовым порционным дозатором

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматического управления, 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 точности за счет дополнительной коррекции систематической погрешности дозирования после начального отвеса для каждого значения навески дозатора путем подключения управляющих входов блока суммирования ко входам Пуск и Ввод устройства, а также выполнения указанного блока в виде трех сумматоров, ключа, делителя на два, элемента И, RS-триггера и формирователя импульсов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 05 D 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792509/24 (22) 08.12,89 (46) 15,02.93. Бюл, N 6 (71) Харьковское опытно-конструкторское бюро автоматики Научно-производственного обьединения "Химавтоматика" (72) А.Н. Митин (56) Авторское свидетельство СССР

N.. 1308990, кл. G 05 D 7/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N1522165,,кл. G 05 О 7/00, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕСОВЫМ ПОРЦИОННЫМ ДОЗАТОРОМ (57) Изобретение относится к области автоматического управления, в частности к устройствам управления весодозирующей

Изобретение относится к области автоматического управления, в частности к устройствам управления весодозиру)ощей техникой, преимущественно в системах управления дозированием различных веществ, предназначенных для дальнейшего смешивания, например, при приготовлении композиции в производствах синтетических моющих средств, Известно устройство управления весовым порционным дозатором, содержащее датчик веса, преобразователь, задатчик "перегруза", компаратор напряжения, три цифровых компаратора, сумматор, пять элементов памяти, три ключа, блок коррекции "нуля", задатчики "грубого" и "точного" веса, "нуля" и "зоны нуля", элементы задержки и ИЛИ (1j.

Указанное устройство не обеспечивает требуемую точность дозирования.из-за отсутствия автоматической коррекции погрешности отвеса.,: . Ы „„1795423 А1 техникой, преимущественно в системах управления дозированием различных веществ, предназначенных для дальнейшего смешивания, например при приготовлении композиции в производствах синтетических моющих средств. Устройство обеспечивает повышение точности за счет дополнительной коррекции систематической погрешности дозирования после начального отвеса для каждого значения навески дозатора путем подключения управляющих входов блока суммирования ко входам "Пуск" и "Ввод" устройства, а также выполнения указанного блока в виде трех сумматоров, ключа, делителя на два, элемента И, RS-триггера и формирователя импульсов, 2 ил.

Из известных наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является устройство для управления весовым порционным дозатором, содержащее датчик веса, преобразователь сигнала, за- 4 датчики "перегруза", "нуля", "зоны нуля", 40

"грубого" и "точного" веса и блокировки по (Л

"перегрузу", компаратор напряжения, сумматор и блок суммирования, пять элементов памяти, четыре ключа, блок "коррекции нуля", три цифровых компаратора, элемент задержки и два элемента ИЛИ (21.

Известное устройство обеспечивает высокую точность дозирования за счет коррекции задания на следующий цикл взвешивания по ошибке предыдущего отвеса:

Р;=И+Р -О-1=N+ Р., (1) где: PI — задание на данный цикл взвешивания;

N — навеска (установка) дозатора;

1795423

Рь1 — задание на предыдущий цикл взвешивания;

Оь1 — фактическая доза материала в предыдущем цикле;

При этом погрешность отвеса определяется как

ЬР(п)= — Ь Рр

1 и (9) ЬР = Pi- Оь (2) где: ЬР -абсолютная погрешностьотвеса, включающая систематическую и случайную составляющую:

ЬР = ЬР + ЬPlcslys, (3) В реальных условиях (например, производства СМС) величина Ь Pi«с . определяется быстродействием исполнительных механизмов доэаторэ, величиной навески, высотой и массой избыточного столба мате° ° иала и т.д., и достигает величины 57; и олее от величины навески. При этом выпол1 няется соотношение

ЬР сст. > ЬР1случ. (4j т.е.

A Plcvccx Ь Р (5) Введены следующие обозначения:

Ь Рр - систематическая погреш ность отвеса дозы (для данной навески);

ЬP (n) — абсолютная погрешность отвеса за (n) — циклов дозирования:

ЬР(п) = — Ь Р (n) — погрешность работы

1 и устройства за (n)-циклов дозирования

С учетом приведенных выше соотношений и обозначений работу известного устройства можно представить следующим образом: . 1-й цикл дозирования;

) Р1 Й

D1= N+ ЬРр

ЬР --ЬР

Ь,(1)-ЬР1

ЬР(1) = ЬР1 сумматор 5, элемент 6 памяти, ключи 7 и 8, блок коррекции "нуля", ключ 10, задэтчик 11

"грубого" веса, задатчик 12 "зоны нуля", (6) 45 цифровой компаратор 13, задатчик 14 "нуля" веса, цифровые компараторы 15 и 16, задатчик 17 "точного" веса, элемент 18 задержки, элемент 19 памяти, элемент ИЛИ (7) 20, элементы 21 — 23 памяти, ключ 24, блок 25

50 суммирования, регистр 26, элемент ИЛИ 27, эадатчик 28 блЬкировки по "перегрузу", причем блок 25 содержит сумматор 29, делитель 30 на два, ключ 31, элемент И 32, сумматор 33, RS-триггер 34, сумматор 35 и (8) 55 формирователь 36 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Измерительный сигнал с выхода датчика 1 веса через преобразователь 2 подается в аналоговой форме на вход компаратора 4

2-й цикл дозирования;

Р2-N+ ЬР1

D2=Р2+ ЬРр=N+ ЬP1-ЬP1=N

ЬР2= Р2- D2=ЬР1

ЬР,(г)=О1+О2-2 И= ЬРр

Ь Р(2) = 1/2 Ь Ро

3-й цикл дозирования:

Рз=и+ ЬР2=И+ ЬР1

О -P3+ ЬР.=N+ ЬР1-ЬР1=

ЬРз= Рз-Оз= ЬР

Ь Р (3) = D1 + D2+ D - 3 = Ь

° ЬР(3) = 1/3 .ЬРр и т.д.

T.å. погрешность работы известного устройства за (n)-циклов дозирования:

Следовательно, при работе известного устройства его погрешность уменьшается с увеличением количества отработанных циклов (и), а точность известного устройства достаточна для больших (и). Однако, при небольшом количестве отвесов (для малых (и) при оперативном изменении уставок на взвешивание (проведение их коррекции по различным характеристикам всего технологического процесса), при частой смене рецептуры и т.п. точность известного устройства недостаточна, что отрицательно влияет на эффективность его использования в системах автоматического управления дозированием.

Целью предполагаемого изобретения является повышение точности работы устройства за счет дополнительной коррекции систематической погрешности дози рова ния после начального отвеса для каждого значения навески дозатора.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительные управляющие входы блока суммирования соединены, соответственно, сто входами "Пуск" и "Ввод" устройства, а сам блок суммирования выполнен в виде трех сумматоров, ключа, делителя на два, элемента И, RS-триггера и формирователя импульсов, На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — блока суммирования.

Устройство для управления весовым порционным дозатором содержит датчик 1 веса, преобразователь 2 сигнала, задатчик 3

"перегруза", компаратор 4 напряжения, .1795423

М29=А- В

МЗЗ MZ9=A- B

М35= С+ Мзз= С+ А- В (10) где: М29, МЗЗ, Мз5 — выходные сигналы сооТветствующих блоков устройства. напряжения для сравнения с уставкой на задатчике 3, а также в виде цифрового кода на вход сумматора 5, на выходе которого формируется код текущего веса материала, откорректированный с учетом его начального сдвига с помощью блока 9, В свою очередь, код сигнала текущего веса подается через соответствующие ключи в цепи формирования выходных сигналов устройства, состоящие из следующих элементов:

1} 7, 12, 13, 19 — "Нет нуля";

2) 6, 8, 9, 14, 15, 18, 21 — "Куль";

3) 19, 20, (2, 3, 4) — "Стоп";

4) 10, 11, 16, 22 — Грубый вес";

5) 10, 16, 17, 23 — 27, (29 — 36), (2. 3, 4)—

"Точный вес";

6) 2, 3, 4 — "Перезгруз";

7) 2, 3, 4, 28 — "Блокировка".

Сигналы "Разгрузка", "Пуск" и "Ввод" являются входными сигналами устройства, В исходном состоянии {при включении питания) все элементы памяти 6, 19, 21 — 23 устанавливаются в "нуль" (на выходе — сигнал "лог.О") а в регистр 26 происходит запись величины навески, установленной на задатчике 17 "точного" веса по цепи "сброс па питанию (условно не показана); ключи 7, 8, 10 закрыты, ключ 24 открыт, блок 9 коррекции "нуля" выключен.

При этом RS-триггер 24 включен ("лог.1" на прямом выходе) по цепи "сброс по питанию" (условно не показана), делитель 30 вклюнен ("лог,1" на управляющем входе), ключ 31 закрыт, В регистр 26 также по цепи

"сброс" по питанию" записывается величина навески (N) с выхода задатчика 17 "точного" веса.

После запуска устройства (сигнал

"Пуск" на соответствующем входе устройства) происходит коррекция измерительного сигнала, включение исполнительного механизма загрузки и сравнение откорректированного сигнала текущего веса с заданием

{блок.16). При равенстве этих сигналов происходит отключение исполнительных механизмов загрузки, коррекция величины навески и включение разгрузки, после чего устройства возвращается в исходное состояние, .Коррекция погрешности дозирования осуществляется следующим образом.

В 1-м цикле дозирования выполняются соотношения:

Мзз = M29 + М29 = 2 (А — В)

25 M35=Ñ+2 (А- В) (11) После окончания загрузки заданного веса (в момент включения разгрузки) осуществляется коррекция и фиксация задания

30 следующим образом:

Р2= M+2(P)-01) = N-2 ЛР

02 = Р2+ APp = N APp

Ь Р2 = Р2 D2 = " A Pp

Л Р (2) = 01+ 02 - 2 N = 0

ЬР (2) =0 (12) В начале 3-цикла дозирования формируется сигнал "лог.1" на выходе элемента И

40 32 (т.к, на обоих его входах — сигналы

"лог.1"). В результате происходит сброс RSтриггера 34, устанавливающего в исходное состояние делитель 30, и выключение ключа

31, т,е. выполнение соотношений (10).

45 T.î. для 3-го цикла доэирования:

N+P -D =N- ЬР

Рз= 2 2 о

D3 = P3+ 4 Ро = N

ЛР3= Рз- D3= -ЛРо (13)

Л Р (3) = 0) + Dz+ 0з - 3 М = 0

ЬР (3) =0

Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично, т.е. для (и)-го отвеса:

Рл = N+ Рл-1- Dn-1 = N - Л Ро

Dï = Pï+ APо= N

ЬР. = P.-D. =-ЛPp (14) Л Р<(п) = Di - n М = 0

ЛР(п) = 0

Сигнал (В) на управляющем входе блока

25 подается в момент включения разгрузки (через ключ 24) и соответствует величине фактически загруженного веса (Di), Вид сиг5 нала — последовательный код, по окончанию передачи которого формирователь 36 выдаег импульс записи величины откорректиро- . ванной навески (с разрядного выхода блока

25) в регистр 26.

10 С учетом (10) работа предлагаемого устройства (в 1-м цикле дозирования) описывается системой (6).

Be 2-м цикле дозирования (после окончания второго импульса "ПУСК") на выходе

15 делителя 30 формируется сигнал "лог.1" (делитель представляет собой делитель на 2 и может быть реализован, например, на ИМС

КЕ2 при этом информационный вход блока

30 является счетным входом, управляющий

20 вход — входом сброса, а выход — выходом "2" указанной микросхемы), В результате открывается ключ 31, т,е, 1795423

10

При изменении величины навески на задатчике 17 подается сигнал "Ввод" на соответствующий вход устройства. В результате включается RS-триггер 34 ("лог.1" на прямом выходе), а работа устройства описывается. (последовательно) соотношениями (6), (12), (13), (1 4), Т.о. предлагаемое устройство управления весовым порционным дозатором обеспечивает повышение точности отвеса дозы

Формула изобретения

Устройство для управления весовым . порционным дозатором, содержащее датчик веса, подключенный выходом к входу преобразователя сигнала, четыре кл1оча, информационные входы которых соединены с выходом первого сумматора, подключенного первым разрядным входом к разрядному выходу преобразователя сигнала, первый цифровой компаратор, подключенный первым входом к вйходу первого ключа, вторым входом — к выходу задатчика зоны нуля, а выходом- к входу первого элемента памяти, второй цифровой компаратор, подключенный первым входом к выходу второго клю÷à, вторым входом — к выходу задатчика грубого веса, третьим входом — к выходу регистра, а первым выходом — K информационному Входу второго элемента памяти, третий цифровой компаратор, связанный первым входом с выходом задатчика "нуля" веса, а выходом — с информационным входом третьего элемента памяти, подключенного выходом к управляющему входу второго ключа и к входу сброса четвертого элемента памяти, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа, элемент задержки, подключенный выходом к информационному входу четвертого элемента памяти, компаратор напряжения, первый вход которого соединен с выходом преобразователя сигнала, а второй вход — с рыходом задатчика перегруза, первый элемент ИЛИ, подключенный первым входом кпервому входу второго элемента ИЛИ, к вйходу компаратора напряжения и к первому входу задатчика блокировки по перегрузу, а вторым входом — к выходу первого элемента памяти и первому входу элеме Фга задержки, пятый элемент памяти, подключенный информационным входом к второму выходу второго цифрового компаратора, а выходом — к второму входу второго элемента ИЛИ, блок коррекции "нуля", связанный информационным входом с выходом третьего ключа, входом сброса — с входом сброса пятого

45 (см. соотношение для Л Р(п) в системах (14) и (8), (9)) за счет дополнительной компенсации систематической погрешности после начального цикла дозирования с данной навеской. При этом повы шается эффективность использования устройства в различных системах управления дозированием, что, в свою очередь, положительно влияет на качество выходного продукта. элемента памяти, с управляющим входом четвертого ключа и вторым входом задатчика блокировки по перегрузу, первым выходом — с вторым входом третьего компаратора., а вторым выходом — с вторым разрядным входом первого сумматора, блок суммирования, управляющий выход которого подключен к управляющему входу регистра, первый разрядный вход — к выходу регистра, второй разрядный вход — к выходу задатчика точного веса, третий разрядный вход — к выходу четвертого ключа, а разрядный выход — к разрядному входу регистра, причем выходами "Нет нуля", "Стоп", "Перегруз", "Нуль", "Грубый вес", "Точный вес" и "Блокировка" являются соответственно выход первого элемента памяти, выход первого элемента ИЛИ, выход компаратора напряжения, выход третьего элемента памяти, выход второго элемента памяти, выход второго элемента ИЛИ, подкл1оченный к входам сброса второго и третьего элементов памяти и выход задатчика блокировки по перегрузу, а входами "Пуск" и "Разгрузка" — соответственно второй вход элемента задержки и вход сброса пятого элемента памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, первый управляющий вход блока суммирования подключен к входу "Пуск", а второй управляющий вход — к дополнительному входу устройства "Ввод", причем блок суммирования включает в себя три сумматора, пятый ключ, делитель на два, элемент И, RS-триггер и формирователь импульсов, вход которого подключен к первому разрядному входу второго сумматора и к третьему разрядному входу блока суммирования, а выход — к управляющему выходу блока суммирования, управляющий вход делителя на два связан с первым управляющим входом блока суммирования и с первым входом элемента И, вход — с выходом RS-триггера, а выход — с вторым входом элемента И и с управляющим входом пятого ключа, подключенного информационным входом к вы1795423

1О ходу второго и к первому разрядному входу третьего сумматоров, а выходом — к второму разрядному входу третьего сумматора, выход элемента И соединен с R-входом RSтриггера, S-вход которого подключен к второму управляющему входу блока суммирования, первый разрядный вход которого связан с вторым разрядным входом второго сумматора, первый разрядный вход четвертого сумматора подключен к второму разрядному входу блока суммирования, 5 второй разрядный вход — к выходу третьего суммирования, а выход — к разрядному выходу блока суммирования.

1795423

Составитель А.Митин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Лисина

Заказ 429 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101