RU1795423C - Устройство дл управлени весовым порционным дозатором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматического управлени , в частности к устройствам управлени  весодозирующей техникой, преимущественно в системах управлени  дозированием различных веществ , предназначенных дл  дальнейшего смешивани , например при приготовлении композиции в производствах синтетических моющих средств. Устройство обеспечивает повышение точности за счет дополнительной коррекции систематической погрешности дозировани  после начального отвеса дл  каждого значени  навески дозатора путем подключени  управл ющих входов блока суммировани  ко входам Пуск и Ввод устройства, а также выполнени  указанного блока в виде трех сумматоров, ключа, делител  на два, элемента И, RS-триггера и формировател  импульсов. 2 ил.

Description

СО

с

Изобретение относитс  к области автоматического управлени , в частности к устройствам управлени  весодозирующей техникой, преимущественно в системах управлени  дозированием различных веществ , предназначенных дл  дальнейшего смешивани , например, при приготовлении композиции в производствах синтетических моющих средств.

Известно устройство управлени  весовым порционным дозатором, содержащее датчик веса, преобразователь, задатчик перегруза , компаратор напр жени , три циф- ровых компаратора, сумматор, п ть элементов пам ти, три ключа, блок коррекции нул , задатчики грубого и точного веса, нул  и зоны нул , элементы задержки и ИЛИ 1.

Указанное устройство не обеспечивает требуемую точность дозировани .из-за отсутстви  автоматической коррекции погрешности отвеса.

Из известных наиболее близким по технической сущности и прин тым за прототип  вл етс  устройство дл  управлени  весовым порционным дозатором, содержащее датчик веса, преобразователь сигнала, за- датчики перегруза, нул , зоны нул , грубого и точного веса и блокировки по перегрузу, компаратор напр жени , сумматор и блок суммировани , п ть элементов пам ти, четыре ключа, блок коррекции нул , три цифровых компаратора, элемент задержки и два элемента ИЛИ 2.

Известное устройство обеспечивает высокую точность дозировани  за счет коррекции задани  на следующий цикл взвешивани  по ошибке предыдущего отвеса:

Pi N + Pi-i-Di-i N+ ДРы.(1) где: Pi - задание на данный цикл взвешивани ;

N - навеска (установка) дозатора;

VI ю

01

4

ю со

Рм задание на предыдущий цикл взвешивани ;

Ом - фактическа  доза материала в предыдущем цикле/

При этом погрешность отвеса определ етс  как

APi-Pi-Di,(2)

где: Л PI - абсолютна  погрешность отвеса, включающа  систематическую и случайную составл ющую: ,

ДР| ДР|сист + ДР|случ.

В реальных услови х (например, производства CMC) величина Д PICHCT. определ етс  быстродействием исполнительных механизмов дозатора, величиной навески, высотой и массой избыточного столба мате- эиала и т.д., и достигает величины 5% и золее от величины навески. При этом выполнитс  соотношение

т.е.

Д PicHCT. Д . Д Д Pi

Введены следующие обозначени : ДРо Систематическа  погрешность отвеса дозы (дл  данной навески);

Д Р(п) - абсолютна  погрешность отвеса за (п) - циклов дозировани :

ДР(п) - ДР (п)- погрешность работы устройства за (п)-циклов дозировани 

С учетом приведенных выше соотношений и обозначений работу известного устройства можно представить следующим образом:

1-й цикл дозировани : Pt N

Di N+ ДРо i ДР1 -ДР0

ДР4(1) ДР1(6) ДР(1) ДРГ

2-й цикл дозировани :

P2 N+ ДРт

D2 P2+APo N+ДР1-ДР1 М (7) ДР2 Р2-02 Д Р1 APt(2) Di + D2-2 -N ДРо ДР(2)1/2 ДР0s

3-й цикл дозировани : P3 N + ДР2 Ы + ДР1 Оз Рз + AP0 N + ДР1-ДР1 М{ (8) ДРз Рз-Оз ДР1 Д Р (3) - Di + D2 + D3 - 3 N - Д P0 ДР(3)1/3-.ДР0 и т.д.

Т.е. погрешность работы известного устройства за (п)-циклов дозировани :

ДР(п)-Д Ро п

(9)

2)

са, ую

(3)

изетых ки, те- и ол4 )

5)

ответы

естим

6)

(7)

(8)

Следовательно, при работе известного устройства его погрешность уменьшаетс  с увеличением количества отработанных цикЮ лов (п), а точность известного устройства достаточна дл  больших (п). Однако, при небольшом количестве отвесов (дл  малых (п) при оперативном изменении уставок на взвешивание (проведение их коррекции по

15 различным характеристикам всего технологического процесса), при частой смене ре цептуры и т.п. точность известного устройства недостаточна, что отрицательно вли ет на эффективность его использова20 ни  в системах автоматического управлени  дозированием.

Целью предполагаемого изобретени   вл етс  повышение точности работы устройства за счет дополнительной коррекции

25 систематической погрешности дозировани  после начального отвеса дл  каждого значени  навески дозатора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что дополнительные управл ющие входы блока

30 суммировани  соединены, соответственно, сто входами Пуск и Ввод устройства, а сам блок суммировани  выполнен в виде трех сумматоров, ключа, делител  на два, элемента И, RS-триггера и формировател 

35 импульсов,

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - блока суммировани .

Устройство дл  управлени  весовым порционным дозатором содержит датчик 1

40 веса, преобразователь2 сигнала, задатчик3 перегруза, компаратор 4 напр жени , сумматор 5, элемент 6 пам ти, ключи 7 и 8, блок коррекции нул , ключ 10, задатчик 11 грубого веса, задатчик 12 зоны нул ,

45 цифровой компаратор 13, задатчик 14 нул  веса, цифровые компараторы 15 и 16, задатчик 17 точного веса, элемент 18 задержки , элемент 19 пам ти, элемент ИЛИ 20, элементы 21-23 пам ти, ключ 24, блок 25

50 суммировани , регистр 26, элемент ИЛИ 27, задатчик 28 блокировки 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

55 формирователь 36 импульсов.

Устройство работает следующим образом .

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

напр жени  дл  сравнени  с уставкой на задатчике 3, а также в виде цифрового кода на вход сумматора 5. на выходе которого формируетс  код текущего веса материала, откорректированный с учетом его начального сдвига с помощью блока 9. В свою очередь , код сигнала текущего веса подаетс  через соответствующие ключи в цепи формировани  выходных сигналов устройства, состо щие из следующих элементов:

1)7, 12, 13.

2)6,8.9, 14, 15, 18,21

3)19, 20, (2,3, 4)

4) 10, 11, 16. 22 - Грубый

5) 10, 16, 17, 23-27, (29-36), (2, 3, 4) - Точный

6)2, 3, 4- Перезгруз ;

7)2, 3, 4, 28 - Блокировка.

Сигналы Разгрузка, Пуск и Ввод  вл ютс  входными сигналами устройства.

В исходном состо нии (при включении питани ) все элементы пам ти 6, 19, 21-23 устанавливаютс  в нуль (на выходе - сигнал лог.О) а в регистр 26 происходит запись величины навески, установленной на задатчике 17 точного веса по цепи сброс по питанию (условно не показана); ключи 7, 8, 10 закрыты, ключ 24 открыт, блок 9 коррекции нул  выключен.

При этом Р5-триггер24 включен (лог.1 на пр мом выходе) по цепи сброс по питанию (условно не показана), делитель 30 вклюмен (лог.1 на управл ющем входе), ключ 31 закрыт. В регистр 26 также по цепи сброс по питанию записываетс  величина навески (N) с выхода задатчика 17 точного веса.

После запуска устройства (сигнал Пуск на соответствующем входе устройства ) происходит коррекци  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, коррекци  величины навески и включение разгрузки/после чего устройство Еозвращаетс  в исходное состо ние ,

.Коррекци  погрешности доэировани  осуществл етс  следующим образом. .

В 1-м цикле дозировани  выполн ютс  соотношени :

М29 А - В

Мзз М29 А - В

Мз5 С + Мзз С + А - В

(Ю)

где: М29, Мзз, Мз5 выходные сигналы соответствующих блоков устройства.

Сигнал (В) на управл ющем входе блока 25 подаетс  в момент включени  разгрузки (через ключ 24) и соответствует величине фактически загруженного веса (Di). Вид сигнала - последовательный код, по окончанию передачи которого формирователь 36 выдает импульс записи величины откорректированной навески (с разр дного выхода блока 25) в регистр 26.

С учетом (Ю) работа предлагаемого устройства (в 1-м цикле дозировани ) описываетс  системой (6).

Be 2-м цикле дозировани  (после окончани  второго импульса ПУСК) на выходе

делител  30 формируетс  сигнал лог. 1 (делитель представл ет собой делитель на 2 и может быть реализован, например, на ИМС; НЕ2 при этом информационный вход блока 30  вл етс  счетным входом, управл ющий

вход - входом сброса, а выход - выходом 2 указанной микросхемы). В результате открываетс  ключ 31, т.е.

Мзз М29 + М29 2 (А - В) 25 Мз5 С + 2(А-В)

(11)

После окончани  загрузки заданного веса (в момент включени  разгрузки) осуществл етс  коррекци  и фиксаци  задани  30 следующим образом:

P2 N + 2(Pi-Di) N-2 ДРо D2 P2+ APo N-AP0 А Ра Р2 - D2 - А Ро АР2 (2) Di + D2-2 N 0 АР (2) ОJ

(12)

В начале 3-цикла дозировани  формируетс  сигнал лог.1 на выходе элемента 1/1 32 (т.к. на обоих его входах - сигналы лог.1). В результате происходит сброс RS- триггера 34, устанавливающего в исходное состо ние делитель 30, и выключение ключа 31, т.е. выполнение соотношений (10). т.о. дл  3-го цикла доэировани :

Рз N + Р2 - D2 N - А Ро

AP0 N

АРз Рз-Оз -ДРо(13) А Р (3) Di + D2 + D3-3 N 0

АР(3) 0

Дальнейша  работа устройства осуществл етс  аналогично, т.е. дл  (п)-го отвеса:

Pn N + Pn-i-Dn-i N-A Ро Dn Pn+ AP0 N

APn Pn-Dn -APoI (14)

.)- Di-n N 0 ДР(п) 0

При изменении величины навески на за- датчике 17 подаетс  сигнал Ввод на соответствующий вход устройства. В результате включаетс  RS-триггер 34 (лог.1 на пр мом выходе), а работа устройства описываетс , (последовательно) соотношени ми (6), (12), (13), (14).

Т.о. предлагаемое устройство управлени  весовым порционным дозатором обеспечивает повышение точности отвеса дозы

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  весовым порционным дозатором, содержащее датчик веса, подключенный выходом к входу преобразовател  сигнала, четыре ключа, информационные входы которых соединены с выходом первогб сумматора, подключенного первым разр дным входом к разр дно.му выходу преобразовател  сигнала, первый цифровой компаратор, подключенный первым входом к выходу первого ключа, вторым входом - к выходу задатчика зоны нул , а выходом-к входу первого элемента пам ти, второй цифровой компаратор, подключенный первым входом к выходу второго ключа, вторым входом-к выходу задатчика грубого веса, третьим входом - к выходу регистра, а первым выходом - к информационному входу второго элемента пам ти, третий цифровой компаратор, св занный первым входом с выходом задатчика нул  веса, а выходом - с информационным входом третьего элемента пам ти, подключенного выходом к управл ющему входу второго ключа и к входу сброса четвертого элемента пам ти, выход которого соединен с управл ющим входом третьего ключа, элемент задержки, подключенный выходом к информационному входу четвертого элемента пам ти, компаратор напр жени , первый вход которого соединен с выходом преобразовател  сигнала , а второй вход - с рыходом задатчика перегруза, первый элейент ИЛИ, подключенный первым входом первому входу второго элемента ИЛИ, к выходу компаратора напр жени  и к первому входу задатчика блокировки по перегрузу, а вторым входом - к выходу первогр элемента пам ти и первому входу элемен та задержки, п тый элемент пам ти, подключенный информационным входом к второму выходу второго цифрового компаратора, а выходом - к второму входу второго элемента ИЛИ, блок коррекции нул , св занный информационным входом с выходом третьего ключа, входом сброса - с входом сброса п того

   (см. соотношение дл  Д Р(п) в системах (14) и (8), (9)) за счет дополнительной компенсации систематической погрешности после начального цикла дозировани  с данной навеской . При этом повышаетс  эффективность использовани  устройства в различных системах управлени  дозированием, что, в свою очередь, положительно вли ет на качество выходного продукта.

   элемента пам ти, с управл ющим входом четвертого ключа и вторым входом задатчика блокировки по перегрузу, первым выходом - с вторым входом третьего компаратора, а вторым выходом - с вторым

   разр дным входом первого сумматора, блок суммировани , управл ющий выход которого подключен к управл ющему входу регистра , первый разр дный вход - к выходу регистра, второй разр дный вход - к выходу задатчика точного веса, третий разр дный вход - к выходу четвертого ключа, а разр дный выход - к разр дному входу регистра , причем выходами Нет нул , Стоп, Перегруз, Нуль, Грубый вес,

   Точный вес и Блокировка  вл ютс  соответственно выход первого элемента пам ти, выход первого элемента ИЛИ, выход компаратора напр жени , выход третьего элемента пам ти, выход второго элемента

   пам ти, выход второго элемента ИЛИ, подключенный к входам сброса второго и третьего элементов пам ти и выход задатчика блокировки по перегрузу, а входами Пуск и Разгрузка - соответственно второй вход

   элемента задержки и вход сброса п того

   элемента пам ти, отличающеес 

   тем, что, с целью повышени  точности устройства , первый управл ющий вход блока

   суммировани  подключен к входу Пуск, а

   второй управл ющий вход - к дополнительному входу устройства Ввод, причем блок суммировани  включает в себ  три сумматора , п тый ключ, делитель на два, элемент И, RS-триггер и формирователь импульсов,

   вход которого подключен к первому разр дному входу второго сумматора и к третьему разр дному входу блока суммировани , а выход- к управл ющему выходу блока суммировани , управл ющий вход делител  на

   два св зан с первым управл ющим входом блока суммировани  и с первым входом элемента И, вход - с выходом RS-триггера, а выход - с Еггорым входом элемента И и с управл ющим входом п того ключа, подключенного информационным входом к выходу второго и к первому разр дному входу третьего сумматоров, а выходом - к второму разр дному входу третьего сумматора, вы- ход элемента И соединен с R-входом RS- триггера, S-вход которого подключен к второму управл ющему входу блока суммировани , первый разр дный вход которого

   св зан с вторым разр дным входом второго сумматора, первый разр дный вход четвертого сумматора подключен к второму разр дному входу блока суммировани , второй разр дный вход - к выходу третьего суммировани , а выход - к разр дному выходу блока суммировани .

   Фие. 1

   А

   А-В

   29

   -«ija;.

   30

   L

   li

   ЛУСМ

   „ в вам

   Фиг. 2