RU2202104C2 - Способ компенсации переполнения для дозирующего оборудования - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу дозирования, осуществляющему автоматическую компенсацию переполнения для подачи заданного точного количества вещества от источника вещества к месту назначения. Согласно способу осуществляют измерение расхода дозируемого вещества и величину переполнения вещества для каждой из n дозировок. При выполнении последующей дозировки измеряют расход, который может иметь любое значение, и используют полученные ранее данные для определения оценочной величины переполнения вещества для этой последующей дозировки. Вычитают из заданного количества дозировки эту оценочную величину переполнения, получая откорректированную величину количества вещества, при достижении которой подают на средство управления потоком сигнал для прекращения потока вещества. Способ позволяет компенсировать переполнение в случаях изменяющегося расхода при дозировках. Путем анализа данных для нескольких дозировок обеспечивается обнаружение возможной неисправности средства управления потоком, такого как клапан или насос. 11 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Изобретение относится к способу дозирования, в частности к способу дозирования, осуществляющему автоматическую компенсацию переполнения для подачи заданного точного количества вещества от источника вещества к месту назначения вещества.

Известны способы дозирования, в которых вещество подают от источника вещества к месту назначения вещества с помощью автоматизированного оборудования, которое осуществляет управление и контроль за количеством дозируемого вещества. Известны также способы дозирования, в которых заданное количество вещества выдают от источника к месту назначения с такой точностью, чтобы минимизировать величину переполнения или неполного заполнения выданного вещества.

Способы управления дозами используют в промышленных процессах, в которых количество дозируемого вещества должно быть точно управляемым, чтобы минимизировать и неполное заполнение и переполнение дозируемого вещества. Неконтролируемая величина переполнения нежелательна, так как это приводит к потере выданного вещества; переполнение выданного вещества может быть опасно, если вещество относится к вредным; переполнение может быть дорого для продавца дозируемого вещества в случаях, когда заказчик, которому продают вещество, готов платить только за оговоренное и согласованное заранее количество вещества.

В других практических случаях, особенно в тех, где используют дорогостоящее вещество, переполнение представляет собой экономические потери. В других ситуациях, когда используют дорогостоящее вещество, неполное заполнение может приводить к порче всей порции выданного вещества. В качестве такого примера можно привести производство фотопленки, где подаваемым веществом является серебро, и неполное заполнение может привести к недостаточному количеству осажденного на пленке серебра, так что вся партия пленки может быть непригодна для применения ее по назначению.

Неполное заполнение также нежелательно во многих случаях. Наиболее очевидным таким случаем является тот, когда заказчик, которому выдается вещество, должен получить заранее определенное количество выдаваемого вещества, за которое он готов платить. Любое неполное заполнение представляет собой недопоставку вещества заказчику, которому выставляют счет или с которого взимают плату за недопоставленное вещество.

Были осуществлены попытки компенсировать переполнение или неполное заполнение вручную, полагаясь на оценки, основанные на опыте предшествующих случаев неполного заполнения или переполнения. Например, если требуется подавать 378,5 л и если опыт показывает, что имеет место переполнение на 3,785 л, если клапан управления выключен, когда приемный резервуар на 378,5 л заполнен, то в этом случае осуществить компенсацию относительно просто, посылая сигнал закрытия клапана тогда, когда было выдано 374,715 л так, что выданные эти 374,715 л плюс ранее указанные 3,785 л переполнения дают в сумме требуемые 378,5 л, которые должны быть выданы.

Такая конструкция раскрыта в патенте США 5431302, который раскрывает систему дозирования пива, которая минимизирует перелив посредством накопления и сохранения данных о переполнении о предыдущих операциях дозирования. Сохраненные данные используют в следующей операции для вычисления более точной оценки переполнения. Однако способы, приведенные в указанном патенте, являются удовлетворительными только в тех ситуациях, где все условия являются постоянными, включая расход вещества. Изменение любого из этих параметров, например массового расхода, может привести к нежелательному переполнению или неполному заполнению. Это особенно относится к ситуациям, в которых массовый расход не является постоянным и изменяется, поскольку используется сила тяжести, чтобы транспортировать вещество от источника жидкости до места назначения жидкости.

Поэтому можно видеть, что существует проблема транспортировки точного количества вещества от источника вещества до места назначения вещества так, чтобы только точно определенное количество вещества было выдано с минимальным переполнением или неполным заполнением.

Вышеуказанные и другие проблемы решаются с помощью способа по настоящему изобретению, который дает возможность транспортировать точное количество вещества от источника вещества до места назначения вещества с минимальной величиной переполнения или неполного заполнения.

Способ согласно настоящему изобретению содержит этапы:
выполнение n дозировок, в которых вещество выдают из источника вещества к месту назначения вещества;
измерение расхода указанного вещества для каждой из указанных n дозировок во время выполнения каждой из указанных n дозировок, где измеренный расход может иметь любое значение;
измерение величины переполнения вещества для каждой дозировки из указанных n дозировок во время выполнения каждой указанной одноразовой дозировки;
накопление и запись данных, включающих в себя измеренный расход для каждой из указанных n дозировок, и измеренную величину переполнения вещества для каждой из указанных n дозировок;
выполнение, по меньшей мере, одной последующей дозировки;
определение заданного количества вещества, которое должно быть дозировано для указанной, по меньшей мере, одной последующей дозировки;
измерение расхода для указанной, по меньшей мере, одной последующей дозировки во время выполнения указанной, по меньшей мере, одной последующей дозировки, где указанный измеренный расход для указанной последующей дозировки может иметь любое значение;
использование указанных записанных данных и указанного измеренного расхода для указанных n дозировок, чтобы определить оценочную величину переполнения вещества для указанного измеренного расхода для указанной, по меньшей мере, одной последующей дозировки;
вычитание указанной оценочной величины переполнения вещества для указанной, по меньшей мере, одной последующей дозировки из указанного заданного количества для определения количества, при котором должен быть выдан сигнал прекращения потока вещества; и
прерывание указанного потока вещества в ответ на определение указанного количества, при котором должен быть выдан сигнал прекращения дозировки указанного заданного количества к указанному месту назначения.

В соответствии с настоящим изобретением аппаратуру автоматического регулирования, включающую в себя расходомер и дистанционно управляемый клапан, размещают последовательно на пути, по которому вещество дозируют к месту назначения. Способ согласно изобретению предусматривает работу аппаратуры автоматического регулирования, называемой контроллером дозировки, который принимает информацию о расходе, относящуюся к дозируемому веществу, и обрабатывает эту информацию, чтобы установить характеристики способа управления потоком. Контроллер дозировки использует обработанные данные для закрытия клапана в нужный момент, чтобы обеспечить дозировку вещества с минимальным неполным заполнением или переполнением.

Способ согласно настоящему изобретению функционирует посредством осуществления нескольких пробных дозировок, чтобы установить рабочие характеристики регулируемой аппаратуры. В этих пробных дозировках объем дозировки дозируемого вещества определяют сообразно с числом выполняемых пробных дозировок. Вслед за этим собирают статистические данные о пробных дозировках, причем эти статистические данные включают в себя расход вещества и переполнение/неполное заполнение, имевшие место в каждой пробной дозировке. После того как выполнено установленное количество испытаний, данные испытаний накапливают и сохраняют. Сохраненные данные об испытаниях дают возможность сделать оценку о переполнении/неполном заполнении, которую нужно ожидать для различных рабочих условий, которые могут быть аналогичны или значительно отличаться от условий, относящихся к пробным дозировкам.

Далее вещество дозируют в виде производственных дозировок, причем с каждой дозировкой соотносят данные, определяющие дозируемую дозировку. Аппаратура, которая включает в себя расходомер вещества в магистрали подачи, передает данные на контроллер дозировки. Контроллер дозировки использует эти данные, включающие в себя сохраненную оценку о переполнении/неполном заполнении, чтобы дозировать к месту назначения дозировку, имеющую величину, равную определенной требуемой величине дозировки.

В ходе дозировки контроллер дозировки принимает информацию о расходе от расходомера и суммирует информацию о количестве выданного вещества в зависимости от времени. Это определение делают, умножая измеренный расход на общее время дозирования данной дозировки. Этот процесс продолжается, пока общее количество дозируемого вещества не достигнет заданного количества вещества, которое должно быть дозировано для данной дозировки. В этот момент контроллер дозировки использует данные оценки переполнения, чтобы послать сигнал на клапан управления, чтобы закрыть его за короткий промежуток времени до фактического дозирования конечного заданного количества данной дозировки. Для клапана управления требуется некоторое время для выполнения отсечки после приема сигнала о закрытии от контроллера дозировки. Также, после того, как клапан закроется, некоторое количество вещества будет еще идти к месту назначения. Кумулятивные эффекты этого оставшегося вещества и времени закрытия клапана компенсируют с помощью данных оценки о переполнении, в результате чего к тому моменту, когда клапан управления окончательно закроется, и к тому моменту, когда еще идущее вещество достигнет место назначения, общее количество вещества, дозированного для данной дозировки, будет близко к заданному количеству с высокой степенью точности.

Как указано выше, способ по настоящему изобретению выполняет ряд пробных дозировок перед началом обработки производственных одноразовых загрузок. Цель выполнения пробных дозировок заключается в получении информации, которая дает возможность этому способу точно оценить информацию о переполнении, которая впоследствии используется для обработки производственных дозировок. Процесс выполнения множества пробных дозировок предусматривает определение количества выполняемых пробных дозировок, сохранение значения расхода и другой информации для каждой пробной дозировки и, исходя из этой сохраненной информации для множества пробных дозировок, получение информации о переполнении используемой для фактических обрабатываемых дозировок.

Еще более конкретно, сохраненная информация, которую получают и сохраняют для пробных дозировок, включает в себя расход для каждой дозировки и полученную или вычисленную величину переполнения. Дополнительную информацию получают посредством деления величины переполнения на расход, чтобы получить и сохранить отношение для каждой пробной дозировки. Эта информация также содержит вычисление среднего среднеквадратичного значения отклонения различных отношений, полученных для каждой дозировки. Наконец, сохраненная информация дополнительно включает в себя использование среднего отношения в качестве линейного коэффициента при выведении функции оценки, которую затем используют в обработке фактических дозировок.

Способ по настоящему изобретению также целесообразен для определения возможной неисправности или появляющейся неисправности клапана управления. Например, клапаны управления, используемые в способе дозирования по настоящему изобретению, требуют некоторое время для закрытия после приема сигнала закрытия. Это время может составлять порядка 5-10 секунд. Обработка пробных дозировок дает возможность контроллеру принять во внимание время закрытия клапана управления. Время закрытия клапана управления имеет место в случае переполнения вещества, так как вещество может протекать через клапан в течение 5-10 секундного интервала, требуемого для закрытия клапана. Контроллер дозировки, в соответствии с настоящим изобретением, накапливает эту информацию относительно характеристик клапана, и поэтому, если клапан впоследствии изменит характеристики и потребует намного больше времени для закрытия, то это может быть определено контроллером дозировки, так как переполнение будет, по существу, больше, чем то переполнение, когда клапан работал должным образом. Из этой информации контроллер дозировки может определить, что клапан управления требует больше времени для закрытия после приема сигнала закрытия. Исходя из этого, контроллер дозировки может выдать сигнал тревоги или другой соответствующий сигнал, чтобы оповестить операторов оборудования о возможной неисправности клапана управления.

Вышеуказанные и другие выгодные признаки изобретения могут быть лучше поняты из нижеследующего подробного описания совместно с чертежами, на которых:
Фиг. 1 изображает блок-схему оборудования дозировки, управляемого посредством способа изобретения.

Фиг.2 изображает блок-схему контроллера дозировки.

Фиг. 3 изображает последовательность этапов предпочтительного осуществления способа согласно изобретению.

Фиг. 4 изображает последовательность операций способа формирования проверочных данных.

Фиг. 5 изображает последовательность операций предпочтительного способа для определения оценочной функции переполнения.

Фиг. 6 изображает последовательность операций способа для использования оценочной функции переполнения для предотвращения переполнения при дозировке.

Фиг.7 изображает последовательность операций альтернативного способа получения проверочных данных для выведения оценочной функции.

Фиг. 8 изображает последовательность операций дополнительных этапов в предпочтительном способе выведения оценочной функции переполнения для улучшения точности.

Фиг. 9 изображает альтернативный способ для выведения оценочной функции переполнения.

Фиг.10 изображает блок-схему структуры данных для сохранения проверочных данных.

Фиг.11 изображает блок-схему способа для обнаружения возможной неисправности контроллера потока вещества.

Фиг.1 изображает оборудование 100 для осуществления дозировки, управляемое в соответствии со способом по настоящему изобретению. Вещество принимают от источника 101 текучей среды и подают к расходомеру 103 по пути 102. Вещество от расходомера 103 поступает к клапану 107 по пути 106. Элемент 107 в альтернативном случае может быть насосом. Вещество протекает от клапана 107 к месту назначения 110 жидкости через путь 108. Контроллер 105 дозировки управляет и контролирует поток вещества посредством оборудования дозировки 100. Расходомер 103 посылает информацию о расходе на контроллер 105 дозировки через путь 104. Когда контроллер 105 дозировки определяет, что определенное количество вещества прошло через расходомер 103, контроллер 105 дозировки посылает сигнал по пути 109, чтобы закрыть клапан 107.

Настоящее изобретение включает в себя способ для получения оценочной функции переполнения, которая определяет величину переполнения вещества, которое протечет через клапан 107 между моментом времени, когда сигнал прекращения потока передан контроллером 105 дозировки и временем, когда клапан 107 закроется. Контроллер 105 дозировки использует оценку для определения, когда сигнал прекращения потока должен быть передан на клапан 107, чтобы предотвратить переполнение в месте назначения 110 сверх заданной величины.

Контроллер 105 дозировки изображен в виде блок-схемы на фиг.2. Процессор 200 управляет потоком вещества в оборудовании дозировки 100 путем выполнения команд, считываемых из постоянного запоминающего устройства (ROM) 211 по шине 201. Чтобы выполнять эти команды, процессор 200 считывает данные из, и записывает данные в запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ) 212 по шине 202. Данные, которые сохраняют для использования в будущих оценках, записывают в, и считывают из запоминающего устройства 213 по шине 203.

Процессор 200 открывает и закрывает клапан 107, передавая сигналы на клапан 197 по пути 109. Процессор 200 может формировать данные отображения о процессе дозирования и передавать данные на дисплей 214 по шине видеосигналов 204. Дисплей 214 является монитором или эквивалентным устройством, которое может отображать данные отображения, сформированные процессором 200. Интерфейс 215 является клавиатурой или другим таким устройством, которое позволяет пользователю вводить данные в процессор 200 по шине 205.

Фиг. 3 изображает последовательность операций, которая предоставляет краткий обзор всех процессов, выполняемых процессором 200 в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения. Общий процесс 300 начинается с этапа 301. На этапе 302 форматируют проверочные данные и сохраняют их для последующего использования в определении оценочной функции переполнения. На этапе 303 используют проверочные данные, сформированные и сохраненные на этапе 302, для вычисления оценочной функции переполнения. На этапе 304 используют оценочную функцию, определенную на этапе 303, для осуществления одноразовой дозировки и оценки нужного времени для закрытия клапана 107, чтобы предотвратить переполнение. Каждый из этапов 302-304 подробно описан ниже.

Последовательность операций процесса, выполняемого на этапе 302, изображена на фиг.4. Процесс 302 начинается на этапе 401. На этапе 402 пользователь вводит объем пробной дозировки. Входной объем равен заданному количеству вещества, который процессор 200 дозирует к месту назначения 110. Пользователь вводит значение заданного объема дозировки с помощью интерфейса 215. Значение входного объема передают процессору 200 по шине 205 и сохраняют в ЗУПВ 212 для последующего использования. На этапе 403 принимают введенные данные пользователя о количестве пробных дозировок, которые должны быть выполнены, и сохраняют их в ЗУПВ 212 для последующего использования. На этапе 404 процессор 200 устанавливает в исходные значения, равные нулю, все значения в структуре 1000 данных переполнения (фиг.10). Установка в исходные значения гарантирует, что никакие нежелательные значения не будут использованы в вычислении оценочной функции переполнения. На этапе 405 устанавливают на нуль количество выполненных испытаний, а оборудование 100 дозировки подготавливают для выполнения пробных дозировок.

Данные, собранные во время пробных дозировок сохраняют в структуре данных 1000, изображенной на фиг.10. Каждая из строк 1001 содержит данные одной пробной дозировки. Расход вещества через расходомер 103 для данной дозировки записывают в столбце 1002. Величину переполнения данной дозировки сохраняют в столбце 1003. Отношение переполнение/расход вычисляют позже в процессе 303 к сохраняют в столбце 1004. Среднее отношение также вычисляют в процессе 303 и сохраняют в (ячейке) 1005. Среднеквадратичное отклонение измеренных отношений от средних отношений сохраняют в (ячейке) 1006.

Способ 302 продолжается так, как изображено на фиг.4, выполняя отдельные пробные дозировки следующим образом. Сначала на этапе 406 число осуществленных пробных дозировок получает приращение. На этапе 407 процессор 200 посылает сигнал о начале тока вещества, чтобы открыть клапан 107. Вещество протекает через клапан к месту назначения 110 на этапе 408. Расходомер 103 измеряет расход вещества, протекающего через дозирующее оборудование 100. Значение измеренного расхода процессор 200 на этапе 409 принимает от расходомера 103 по пути 104. Процессор 200 на этапе 410 использует значение расхода для вычисления количества вещества, прошедшего через клапан. На этапе 411 процессор 200 определяет, равен ли объем, прошедший через клапан, введенному значению объема данной дозировки. Если эти два объема не равны, этапы 408-411 повторяют.

Если объем вещества, которое прошло через клапан, равен введенному объему дозировки, процессор 200 выполняет этап 412 и передает сигнал прекращения потока вещества на клапан 107 по пути 109. Клапан 107 закрывается, когда принимается сигнал прекращения, и величину переполнения измеряют на этапе 413. Процессор 200 на этапе 414 выполняет сохранение значений расхода и переполнения данной пробной дозировки в структуре данных 1000 переполнения. На этапе 415 определяют, является ли количество пробных дозировок равным введенному количеству пробных дозировок. Если эти два числа равны, процесс завершают и заканчивают на этапе 416. В противном случае выполняют еще одну пробную дозировку, начиная с этапа 406. Пробные дозировки должны быть выполнены неоднократно, чтобы улучшить точность подбора оценочной функции.

Фиг. 5 изображает процесс 303, который генерирует оценочную функцию переполнения, исходя из сохраненных величин расхода и переполнения. Затем генерируют линейную функцию. Однако может использоваться любой другой способ для генерации функции из данных испытания. Этап 501 начинает процесс 303. На этапе 502 процессор 200 устанавливает значение счетчика на ноль. Счетчик используют, чтобы определить, когда процесс 303 будет завершен.

На этапе 503 счетчик получает приращение для указания повтора завершаемого в данное время процесса. На этапе 504 процессор 200 считывает значение расхода и переполнения для пробной дозировки из структуры данных 1000. Процессор 200 на этапе 505 делит величину переполнения на расход, чтобы найти отношение величины переполнение / расхода, и затем на этапе 506 значение этого отношения сохраняют в памяти. На этапе 507 процессор 200 определяет, равно ли значение счетчика общему количеству пробных дозировок. Количество пробных дозировок, которые должны быть выполнены, вводят для обработки в элемент 507 из элемента 403, изображенного на фиг.4. Если значение счетчика и количество испытаний не равны, этапы 503-507 повторяют.

Если значение счетчика и количество пробных дозировок равны, на этапе 508 процессор 200 считывает все вычисленные отношения. На этапе 509 процессор 200 вычисляет среднее значение считанных отношений. Среднее значение отношений сохраняют в (ячейке) 3005 структуры данных 1000. Среднее значение используют на этапе 510, чтобы вычислить среднеквадратичное отклонение каждого отношения, и процесс 303 заканчивается на этапе 511. Среднее значение отношения используют в качестве оценочной функции на этапе 304, чтобы оценить величину переполнения во время дозировки.

Фиг. 8 изображает дополнительные этапы процесса 303, которые могут быть выполнены процессором 200, чтобы повысить точность оценочной функции. Точность повышают посредством добавления коэффициента отклонения к среднему значению отношения. Продолжение фиг.5 изображено на фиг.8 в виде этапов 509 и 510. Процессор 200 принимает от пользователя входное значение коэффициента отклонения, b, на этапе 801. На этапе 802 выполняют умножение коэффициента отклонения, b, на среднеквадратичное отклонение, вычисленное на этапе 510. Произведение, вычисленное на этапе 802, добавляют к среднему значению отношений на этапе 803, чтобы найти оценочную функцию, которую нужно использовать на этапе 304, чтобы выполнить дозировку.

Фиг.9 изображает другой вариант осуществления процесса 303. Процесс, изображенный на фиг. 9, находит оценочную функцию, определяя наиболее оптимальный подбор многочлена. Полиномиальная функция обычно более точна, чем линейная зависимость, которая показана в первом варианте осуществления, изображенном на фиг.5. Второй вариант осуществления процесса 303 начинается с этапа 901. На этапе 902 процессор 200 устанавливает значения в структуре данных 1000 на ноль. На этапе 903 назначают значения расхода пробным дозировкам, которые распределены по диапазону значений расхода, которые нужно использовать в производственных дозировках для получения данных, которые обеспечат точный подбор многочлена. Процесс 303 продолжается на фиг.9, на которой изображено, что процессор 200 на этапе 904 осуществляет подбор многочлена порядка, по меньшей мере, двух значений расхода в отношении значений переполнения. После того, как полином найден, на этапе 905 вычисляют средний квадрат ошибки подбора многочлена. Процессор 200 от пользователя на этапе 906 принимает входной коэффициент отклонения b. На этапе 907 осуществляют умножение коэффициента отклонения b на средний квадрат ошибки. Произведение, полученное на этапе 907, добавляют к постоянному члену "а" многочлена на этапе 908. Элемент 908 использует многочлен, используемый в качестве оценочной функции, в элементе 611 процесса 304.

Фиг. 6 изображает процесс 304, который выполняет дозировку и оценивает величину переполнения, чтобы избежать переполнения места назначения 110 вещества. Процесс 304 начинается на этапе 601. На этапе 602 процессор 200 принимает входное значение от пользователя о заданном количестве от интерфейса 215 по шине 205. Общий объем дозировки на этапе 603 устанавливают равным нулю прежде, чем начинается заполнение.

Процессор 200 передает сигнал начала тока вещества на клапан 107 по пути 109 на этапе 604. Клапан 107 открывается в ответ на прием сигнала. На этапе 605 процессор 200 устанавливает таймер на ноль. Значение таймера получает приращение на этапе 606 и на этапе 607 определяют, является ли значение таймера равным времени измерения. Если эти два значения не равны, этапы 606 и 607 повторяют.

Если значение таймера равно времени измерения, процесс 304 продолжается в соответствии с этапом 608, на котором измеряют расход. Расходомер 103 измеряет расход вещества, протекающего через клапан 107. Значение измеренного расхода принимает процессор 200 по пути 104. Процессор 200 перемножает расход и время измерения на этапе 609, чтобы определить количество вещества, которое прошло через клапан в течение времени измерения. Определенное количество вещества добавляют к общему объему дозировки на этапе 610, чтобы указать текущее количество вещества в месте назначения 110. На этапе 611 определяют величину переполнения, используя оценочную функцию, определенную в процессе 303. В предпочтительном варианте осуществления определяют оценочное переполнение путем умножения среднего отношения, найденного на этапе 509 процесса 303, на значение измеренного расхода. Во втором варианте осуществления значение расхода вводят в многочлен, чтобы определить оценку переполнения. Результатом является оценочная величина переполнения при текущем расходе.

На этапе 612 оценочную величину переполнения прибавляют к общему объему. На этапе 613 определяют, превышают ли добавленный общий объем и оценочное переполнение введенное заданное количество или они равны ему. Если оценочное переполнение и общий объем меньше заданной величины, этапы 605-613 повторяют. Если оценочное переполнение и общий объем, по меньшей мере, равны заданному количеству, процессор 200 на этапе 614 передает сигнал закрытия клапана на клапан 107 через путь 109. Клапан 107 закрывается, когда сигнал закрытия клапана принят, и процесс 304 заканчивается на этапе 615.

Второй вариант осуществления настоящего изобретения использует значения расхода и переполнения предыдущих дозировок, чтобы сформировать данные, необходимые для определения оценочной функции. Фиг.7 изображает второй вариант осуществления. Процесс 700 начинается на этапе 701. На этапе 702 процессор 200 инициализирует значение оценочной функции переполнения, обнуляя его. Это дает постоянную оценку переполнения, равную нулю, для первой выполненной дозировки, и другая приемлемая оценочная функция может быть выбрана в качестве проектного выбора.

На этапе 703 выполняют дозировку, используя оценочную функцию переполнения. На этапе 704 процессор 200 записывает в память расход дозировки, выполняемой на этапе 703, и величину переполнения дозировки. В предпочтительном втором варианте осуществления расход и величину переполнения сохраняют в структуре данных 1000 (фиг.10) как наименьшую последнюю дозировку. Процесс 600 сохраняет данные только для наиболее недавно выполненных дозировок.

Значения расхода и переполнения от завершенной дозировки затем используют для вычисления новой оценочной функции на этапе 705. В предпочтительном втором варианте осуществления этап 705 выполняют, применяя процесс 303 к структуре данных 1000, содержащей заново записанные данные. Оценочную функцию постоянно повторно вычисляют, чтобы сохранить оценку настолько точной, насколько это возможно. Пользователь немедленно оповещается о проблемах, если значение оценочной функции быстро изменяется. На этапе 706 определяют, должна ли быть выполнена еще одна дозировка. Если еще одна дозировка должна быть выполнена, этапы 703-706 повторяют. Иначе, процесс 700 завершается на этапе 707.

Настоящее изобретение также предусматривает обнаружение возможной неисправности клапана 107 расхода или другого средства управления расходом, такого как насос, вместо клапана 107. Возможной неисправностью может быть увеличение времени закрытия клапана иди увеличение времени срабатывания средства управления потоком после приема сигнала прекращения потока.

Процесс изображен в виде блок-схемы на фиг.11, где элемент 1101 является началом процесса. Элемент 1102 запоминает данные, представляющие собой расход и поток вещества, после приема сигнала прекращения потока для множества дозировок, как изображено на фиг.10. Затем элемент 1103 анализирует сохраненные данные расхода потока вещества после приема сигнала прекращения потока для множества дозировок. Элемент 1104 определяет, исходя из анализа, действительно ли последние дозировки имеют увеличенное значение потока вещества после приема сигнала прекращения потока по сравнению с предыдущими дозировками. В ответ на определение на этапе 1104 на этапе 1105 формируют выходной сигнал, представляющий собой возможную неисправность средства управления потоком. Элемент 1106 прекращает процесс.

Описанное изобретение относится к оценке переполнения дозировки, чтобы предотвратить дозирование избыточного вещества к месту назначения. Хотя отдельные варианты осуществления раскрыты в качестве примера, предполагается, что специалисты могут осуществить и осуществят альтернативные способы генерации оценочной функции переполнения, определяемой в рамках нижеследующей формулы изобретения, либо буквально, либо посредством ее эквивалентов. Например, элемент 107 может быть клапаном или насосом, управляемым, чтобы начинать/останавливать поток вещества.

Claims (12)

1. Способ работы системы дозирования вещества для дозирования вещества от источника вещества до места назначения вещества, включающий следующие этапы: выполнение n дозировок, при которых вещество дозируют от источника вещества до места назначения вещества; измерение расхода упомянутого вещества для каждой из упомянутых n дозировок во время выполнения каждой из упомянутых n дозировок, при этом значение измеренного расхода может иметь любое значение; измерение величины переполнения вещества для каждой дозировки из числа упомянутых n дозировок во время выполнения каждой из упомянутых дозировок; накопление и запись данных, включающих в себя измеренный расход, для каждой из упомянутых n дозировок, и измеренную величину переполнения вещества для каждой из упомянутых n дозировок; выполнение, по меньшей мере, одной последующей дозировки; определение заданного количества вещества, которое должно быть дозировано для упомянутой, по меньшей мере, одной последующей дозировки; измерение расхода для упомянутой, по меньшей мере, одной последующей дозировки во время выполнения упомянутой, по меньшей мере, одной последующей дозировки, при этом упомянутое значение измеренного расхода для упомянутой последующей дозировки может иметь любое значение; использование упомянутых записанных данных и упомянутого значения измеренного расхода для упомянутых n дозировок, чтобы определить оценочную величину переполнения вещества для упомянутого измеренного значения расхода для упомянутой, по меньшей мере, одной последующей дозировки; вычитание упомянутого оценочного значения величины переполнения вещества для упомянутой, по меньшей мере, одной последующей дозировки из упомянутого заданного количества, чтобы определить количество, при котором должен быть выдан сигнал прекращения потока вещества; и прекращение упомянутого потока вещества в ответ на определение упомянутого количества, при котором должен быть выдан сигнал прерывания, чтобы осуществить дозирование упомянутого заданного количества вещества к упомянутому месту назначения.

2. Способ по п.1, в котором этап выполнения упомянутой, по меньшей мере, одной последующей дозировки, дополнительно содержит следующие этапы: накопление и запись данных, включающих в себя упомянутое значение измеренного расхода и количество вещества, прошедшее после прерывания, для упомянутой последующей дозировки, содержащих разность между конечным количеством вещества, дозированного для упомянутой последующей дозировки, и количеством вещества, при котором должен быть выдан сигнал прекращения потока вещества; использование упомянутых записанных данных для определения оценочной величины переполнения для упомянутой последующей дозировки для любого расхода.

3. Способ по п.1, в котором упомянутый этап выполнения упомянутых n дозировок дополнительно содержит следующие этапы: определение необходимости выполнения n дозировок; определение объема дозировки для каждой из упомянутых n выполняемых дозировок; выполнение первой из упомянутых n дозировок; измерение расхода и переполнения вещества для упомянутой первой из упомянутых n дозировок; и выполнение остальных, из числа упомянутых n дозировок, с одновременным измерением расхода и переполнения вещества для каждой остальной, из числа упомянутых n дозировок.

4. Способ по п.1, в котором этап определения оценочной величины переполнения для каждой дозировки из упомянутого множества n дозировок, дополнительно содержит следующие этапы: деление величины переполнения вещества для каждой дозировки из упомянутых n дозировок на измеренный расход для каждой дозировки, чтобы определить отношение для каждой дозировки; сохранение отношения для каждой дозировки; вычисление среднего значения для упомянутых сохраненных отношений, причем упомянутый этап определения упомянутого оценочного переполнения для упомянутой последующей дозировки содержит этап использования упомянутого среднего значения для определения упомянутого оценочного переполнения вещества для упомянутой последующей дозировки посредством умножения среднего значения упомянутых отношений на измеренный расход для упомянутой последующей дозировки.

5. Способ по п.4, в котором упомянутый этап выполнения, по меньшей мере, одной последующей дозировки дополнительно содержит следующие этапы: приведение в действие средства управления для пуска потока упомянутого вещества от упомянутого источника до упомянутого места назначения; неоднократное измерение расхода упомянутого вещества в моменты, определяемые заданными приращениями времени; определение приращения количества вещества дозируемого потока посредством умножения упомянутого расхода на упомянутое приращение времени; суммирование величины упомянутого приращения количества вещества дозируемого потока к значению сумматора; оценка величины переполнения вещества для упомянутого измеренного расхода посредством умножения значения измеренного расхода на упомянутое среднее значение упомянутых отношений; вычитание упомянутой величины переполнения вещества из упомянутого заданного количества для определения количества, при котором должен быть выдан сигнал прекращения потока вещества; продолжение упомянутого определения и упомянутого суммирования до тех пор, пока значение упомянутого сумматора не станет равным или не превысит упомянутое количество, при котором должен быть выдан сигнал прекращения потока вещества; прекращение упомянутого потока вещества.

6. Способ по п.4, в котором упомянутый этап определения оценочной величины переполнения для каждой из упомянутых n дозировок дополнительно содержит следующие этапы: вычисление среднеквадратичного отклонения упомянутых отношений; ввод коэффициента отклонения В; умножение упомянутого коэффициента отклонения В на указанное среднеквадратичное отклонение для получения значения произведения; суммирование упомянутого значения произведения с указанным средним значением упомянутых отношений для получения значения суммы; умножение упомянутого значения суммы на упомянутое значение измеренного расхода, чтобы получить оценочную величину переполнения количества вещества, которое отклоняется от заданного количества пропорционально коэффициенту отклонения В.

7. Способ по п.6, в котором упомянутый этап определения величины переполнения вещества дополнительно содержит следующие этапы: определение различных величин расхода; подбор полинома порядка, по меньшей мере, 2-х, от упомянутых измеренных значений расхода, для представления упомянутых измеренных величин переполнения вещества, при этом упомянутый полином имеет вид а+bх+cx²+dx³+...; вычисление среднего значения квадрата ошибки подбора полинома; ввод упомянутого коэффициента отклонения В; умножение В на упомянутое среднее значение квадрата ошибки для получения произведения; суммирование упомянутого произведения с постоянным членом упомянутого полинома; использование упомянутого полинома для оценки упомянутого переполнения вещества с повышенной точностью для каждого из упомянутых определенных значений расхода.

8. Способ по п.5, дополнительно содержащий следующие этапы: запись расхода и потока вещества после сигнала прекращения потока для множества дозировок; анализ упомянутых расхода и потока вещества для упомянутого множества дозировок; определение того, что последние несколько из упомянутых дозировок имеют увеличивающуюся величину потока вещества, после упомянутого сигнала прекращения потока для сопоставимого расхода по сравнению с предшествующими указанными дозировками; и формирование выходного сигнала, указывающего возможную неисправность упомянутого средства управления потоком, представляющую собой увеличенное время работы указанного средства управления потоком после приема упомянутого сигнала прекращения потока.

9. Способ по п.5, в котором упомянутый этап приведения в действие средства управления включает в себя этап открытия клапана.

10. Способ по п. 5, в котором упомянутый этап приведения в действие средства управления включает в себя этап приведения в действие насоса.

11. Способ по п.1, в котором упомянутый этап прекращения включает в себя этап закрытия клапана для прекращения упомянутого потока вещества.

12. Способ по п.1, в котором упомянутый этап прекращения включает в себя этап управления насосом для прекращения упомянутого потока вещества.

Images