Устройство для программного управленияпотоком жидкости

Устройство для программного управленияпотоком жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ о>849013

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.1178 (21) 2708484/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230781. Бюллетень № 27 (5!)М. Кла

G F 11/00

6 08 0 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621.646 (088. 8) Дата опубликования описания 2 307.81

В.В.Скибенко, И.Я.Колокольцев, В.Д.Комар и Т.К.Тихонова (72) Авторы изобретения

A.Ä1 ПротаЖтв-.Ю,).

-. М ичеД@ДМт1.»..., „

Научно-исследовательский институт по.биол испытаниям химических соединений (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области регулирования и распределения жидкостей с использованием электрических средств для программного управления дозирукщнми устройствами при отборе проб жидкой среды и может найти применение в медицинской, химической, пищевой промышленностях, где требуется повышенная точность доэирования жидкости.

Известно устройство для автоматического программного управления потоком жидкости, содержащее схему управления, блок формирования сигкалов, блоки сравнения, логические бло- 1з ки регулирования (1} .

В известном устройстве программного управления последовательность выдаЧи сигналов управления жестко задана и ее изменение в процессе обработки программы невоэможно без изменения последовательности в целом.

Использование большого количества ячеек в регистре памяти и блоков сравнения снижает надежность устройства. Отсутствие контроля состояния регулируемого объекта и использование подстраивающих и сравнивающих блоков снижает эффективность управления. 30

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для программного управления потоком жидкости, содержащее индикаторный блок и последовательно соединенные задатчик программы, блок управления, широтно-импульсный пре-. образователь, привод, исполнительный механизм и датчик положения исполнительного механизма C2J.

Недостатком этого устройства является его низкая точность, так как для устранения случайных ошибок, обусловлЕнных неточным ограничением хода исполнительного механизма конечными выключателями, производится электрическая выборка люфтов, -,,å. рабочий ход исполнительного механизма начинается не с истинного нуля, а С условного, а так же то, что при работе привода в,реверсивном режиме (забор и выдача доз) люфт исполнительного механизма не учитывается.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для.программного управления потоком жидкости, содержащее индикаторный блок и последовательно сбединенные задатчик программы, 849013

t5

d0

dS блок управления, широтно-импульсный преобразователь, привод, исполнительный механизм и датчик положения исполнительного механизма, дополнительно содержит несимметричный триггер, коммутатор и делитель частоты, выход которого подключен ко входу индикаторного блока, а вход — к одному из выходов датчика положения исполнительного механизма, другой выход которого соединен со входом несимметричного триггера, выходы которого соЕдинены с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого соединен со вторым входом блока управуправления, а выходы — со вторыми входами. широтно-импульсного преобразователя и привода, причем коммутатор содержит последовательно соединенные первый токоограничивающий элемент, первый и второй тиристорные элементы и первое и второе электромагнитные .реле, последовательно соединенные третий тиристорный элемент, второй токоограничивающий элемент, первый вентильный элемент, ключевой транзисторный элемент и второй вентильный элемент, выход которого соединен с первым выходом коммутатора .и через заьыкакщий контакт второго электромагнитного реле со вторым выводом первого токоограничивакщего элемента, первый вход коммутатора подключен к базе ключевого транзисторного элемента и к аноду первого ключевого тиристорного элемента, .второй вход через последовательно соединенные третьи токоограничивающие элементы и третьи вентильные элементы — ко входам ключевых тиристорных элементов, катод первого ключевого тиристорного элемента соединен с третьим входом коммутатора, второй выход которого подключен к аноду третьего ключевого тиристорного элемента, катод которого через размыкающий контакт первого электромагнитного реле соединен со вторым выводом второго электромагнитного реле, первый вывод которого через четвертый вентильный элемент соединен с выходом первого вентильного элемента.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для программного управления потоком жидкости; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема коммутатора.

Устройство для программного управления потоком жидкости содержит индикаторный блок 1 и последовательно соединенные задатчик 2 программы, блок 3 управления, широтно-импульсный преобразователь 4, привод 5, исполнительный механизм 6 и датчик

7 положения. исполнительного механизма 6, несимметричный триггер 8, коммутатор 9 и делитель 10 частоты, коммутатор 9 содержит первый токоограничивающий элемент 11, первый ключевой тиристорный элемент 12, второй ключевой тиристорный элемент 13, первое электромагнитное реле 14, второе электромагнитное реле 15, третий ключевой тиристорный элемент,16, второй токоограничивакщий элемент 17, первый вентильный элемент 18, ключевой транзисторный элемент 19, второй вентильный элемент 20, третьи вентильные элементы 21 и 22, третьи токоограничивакщие элементы 23 и 24, четвертый вентильный элемент 25, первый вход a, второй вход о, третий вход В, первый выход г, второй выход д.

Устройство для программного управления потоком жидкости работает следующим образом.

С задатчика 2 программы подается

20 определенный сигнал в блок 3 управления на обработку одной или нескольких доз в прямом и обратном направлении (выдача дозы либо забор ее).

Блок 3 управления управляет работой

25 широтно-импульсного преобразователя (ШИП) 4, который в свою очередь управляет работой .привода 5 (двигатель, электромагнитная муфта, редуктор). Выходной вал привода 5 механически соединяется с валом исполнительного механизма 6, на оси которого размещен датчик 7 положения исполнительного механизма, подающего импульсы об отработке дозы через

35 делитель 1 0 частоты виндикаторный блок .

Для обеспечения точного дозирования как при прямом, так и при обратном вращении, предусмотрен переход на пониженную скорость. При этом

40 датчик положения исполнительного механизма выдает два импульса при выдаче каждой дозы. В момент прихода первого импульса на вход коммутатора 9 начинается торможение привода, 45 а в момент прихода второго импульса — останов привода. На каждую дозу в датчике 7 положения исполнительного механизма выполнено по две .прорези. Датчик положения исполнительного механизма состоит из фотодиода, освещаемого лампой накалива-, ния ЛН, или металлического круга с прорезями, находящимися между фотодиодом и лампой накаливания. Для обеспечения требуемой точности останова исполнительного механизма ширина прорези должна быть узкой (не менее 1 мм). С учетом:реверса прорези располагаются на одинаковом расстоянии друг.от друга.

В исходном состоянии, когда фотодиод датчика 7 положения исполнительного механизма освещен, несимметричный триггер 8 открыт, а транзистор

19 коммутатора 9 закрыт. Электромаг-, нитные реле 14 и 15 обесточены, ти849013

Применение предлагаемого устройства в медико-биологической, химической, пищевой промышпенности позволяет повысить тОчность в исследовательской работе.

Формула изобретения

1. Устройство для программного управления потоком жидкости, содержа- щее индикаторный блок и последовательно соединенные задатчик программы, блок управления широтно-импульсный преобразователь, привод, исполнительный механизм и датчик положения исполнительного механизма, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит несимметричный триггер, коммутатор и делитель частоты, выход которого подключен ко входу индикаторного блока, а вХод — к одному из выходов датчика положения исполнительного механизма, другой выход которого соединен со входом несимметричного триггера, выходы которого соединены с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого соединен со вторым входом блока управления,.а выходы - co.âòîðûìè входами широтно-импульсного преобра зователя и привода.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что коммутатор содержит последовательно соединенные первый токоограничивающий элемент, первый и второй тиристорные элементы и первое и второе электромагнитные реле, последовательно соединенные третий ключевой тиристорный элемент, второй токоограничивающий элемент, первый вентильный элемент, ключевой транзисторный .элемент и второй вентильный элемент, выход которого соединен с первым выходом коммутатора и через замыкающий контакт второго электромагнитного реле со вторым выводом первого токоограничивакщего элемента, первый вход коммутатора подключен к базе ключевого транзисторного элемента, второй вход через последовательно соединенные третьи токоограничивающие элементы и третьи вентильные элементы — ко входам клю-. чевых тиристорных элементов, катод первого ключевого тиристорного элемента соединен с третьим-входом коммутатора, второй выход которого подключен к аноду третьего ключевого тиристорного элемента, катод которого через размыкающий контакт первого электромагнитного реле соединен со .вторым выводом второго электромагнитного реле, первый вывод которого через четвертый вентильный элемент соединен с выходом .первого вентильного элемента.

При осуществлении динамического 45 торможения электродвигателя применен метод шунтирования. якоря сопротивления, включаемого тиристором 16.

Расчет величины шунтирующего сопротивления производят исходя из ско- ц ростных характериСтик двигателя..Проведенные испытания устройства показали, что введение в устройство несимметричного триггера 8 с коммутатором 9 позволило обеспечить простым образом подачу однократной дозы в прямом и обратном направлениях объемом 0,01 мл в автоматическом ре" жиме с предельной относительной погрешностью 0,15% (при дополнитель- 40 ной вероятности 0,99). Относительное среднеквадратное отклонение объема . дозы от среднего значения при много— кратном дозировании в прямом и обратном направлениях составляет 0,1%.. 45 ристоры 12, 13 и 16 закрыты, двигатель неподвижен.

При подаче запускакщего импульса с блока 3 управления на вход коммутатора 5 тиристоры 12 и 13 открываются, срабатывает первое и второе. электромагнитные реле 14 и 15, подключая тем саум выходами коммутатора напряжение питания и управляющий сигнал к ШИП 4.

Двигатель начинает разгоняться.

При движении исполнительного механизма 6 фотодиод датчика 7 положения исполнительного механизма затемняется, закрывая тем самым несимметричный триггер 8. Вал исполнительного механизма 6 продолжает разго,няться до .установившейся скорости.

В некоторый момент вращения фотодиод снова освещается. Несимметричный триггер 8 открывается, что приводит к закрыванию тиристоров 12. В сле- 0 дующий момент времени фотодиод затемняется. Несимметричный триггер 8 закрывается, что ведет к закрыванию тиристора 13, обеспечивая тем самым первое электромагнитное реле 14, ко- 5 торое переводит ШИП 4 на понижеиное напряжение. Одновременно открывается транзистор 19 коммутатора 9, который открывает тиристор 16, шунтируя тем саьым якорь двигателя сопро- у тивлением. Двигатель переходит в ре-жим динамического торможения и сравнительно быстро достигает пониженной скорости, через некоторое время фотодиод вновь освещается. Неси етрич- 35 ный триггер 8 открывается, транзистор 19 коммутатора 9 закрывается.

Второе электромагнитное реле 15 обесточивается, отключая тем самым напряжение питания ШИП 4, что приводит к обесточиванию двигателя и за- 40 крыванию тиристора 16. Срабатывает электромагнитная муфта и резко затормаживает двигатель.

849013

СоставиТель В. Козлов

Техред Т.Маточка ХОрректор.Ю.Манаренко

Редактор В.Данко

Заказ 6077/53 . Тираж 702 Подписное вНИИПИ 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ПНП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 9 2186148, кл. G 05 0 7/00, опублик. 1974.

2. Проскурников A.A. и др. Автоматические дозируккцие устройства для объемного химического анализа.

"Приборы и систеьм управления", 1975, Р 6, с. 35 (прототип).