SU1500852A1 - Способ управлени процессом весового порционного дозировани сыпучих материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике, может быть использовано в автоматических дозировочных комплексах дл  управлени  весовым порционным дозированием сыпучих материалов на предпри ти х пищевой и химической промышленности и позвол ет повысить производительность. В начале каждого цикла дозировани  устанавливают нулевое значение сигнала весоизмерител , чтобы исключить вли ние "просыпей" в бункере весоизмерител , в течение заданного промежутка времени Τ₁, определ емого временем успокоени  весоизмерител  после разгрузки в предыдущем цикле. Через врем  Τ₂ включают подачу дозируемого материала в бункер весоизмерител  и с задержкой Τ₃ формируют сигнал задани  (крива  Р_зад) по нарастанию веса порции до номинального (Р_ном) значени . Величина Τ₃ выбираетс  равной времени падени  дозируемого материала из питающих устройств в пустой бункер весоизмерител , а интервал Τ₂ - по разности Τ₁ и Τ₃. Сигнал с весоизмерител  преобразуетс  в сигнал Y, характеризующий истинный вес материала в бункере весоизмерител , и определ етс  его отклонение от сигнала задани . В зависимости от величины и знака отклонени  воздействуют на подачу дозируемого материала в сторону компенсации этого отклонени . При достижении сигналом Y значени , меньшего номинального на заранее установленную величину (Р_устρ_HOM), ОТКлючАюТ пОдАчу МАТЕРиАлА. СигНАл Y определ ют в соответствии с соотношением T^.DY/DT +Y=X, где T - коэффициент пропорциональности

X- сумма сигналов, пропорциональных скорости и ускорению изменени  сигналов весоизмерител , и сигнала весоизмерител , причем по мере увеличени  сигнала уменьшают коэффициент пропорциональности T. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к весоизмерительной .технике и может быть

использовано в автоматических дозировочных комплексах дл  управлени 

процессами весового порционного дозировани  сыпучих материалов на предпри ти х пищевой и химической промышленности ,

Цель изобретени  - повышение производительности весового порционного дозировани  при заданной точности.

На фиг, 1 представлены графики, иллюстрирующие способ дозировани ; на фиг, 2 - вариант устройства, осуществл ющего данный способ; на фиг,3- схема блока управлени ; на фиг, 4 - диаграммы работы блока управлени ..

Способ управлени  процессом весе- вого порционного дозировани  осуществл ют следующим образом,

В начале каждого цикла дозировани  устанавливают нулевое значение сигнала с весоизмерител , така  one- раци  необходима дл  того, чтобы ис- ключить вли ние на точность дозировани  ненулевого сигнала с весоизмерител , который возникает от нали-. чин просыпи материала на элементах конструкции бункера весоизмерител  и самого весоизмерител . На фиг. i врем , необходимое в начале каждого цикла дозировани  дл  установки нулевого значени  сигнала с весоизмери-

тел .

t. . .Длительность зависимости от вреТ . выбираетс  в

т

мени успокоени  весоизмерител  посл разгрузки бункера весоизмерител  в предьщущем цикле дозировани . Через врем  tl (фиг, 1) от момента начала установки нулевого значени  сигнала с весоизмерител  включают подачу дозируемого материала в бункер весоизмерител  и, с задержкой t j (фиг, 1) по отношению к моменту включени  подачи дозируемого материала , формируют сигнал задани  (фиг, 1, крива  ) по нарастанию веса порции до номинального ноАА значени . Величина интервала Tj выбираетс  равной времени падени  дозируемого материала из питающ устройств в пустой бункер весоизмерител , а интервала Т- разности интервала Т времени установки нулевого значени  сигнала с весоизмерител  и времени 7 падени  дозируемо . го материала из питающих устройств в пустой бункер весоизмерител . Очевидно , что если величина

7, становитс  равной нулю, т,е.

моменты начала установки нулевого значени  сигнала с весоизмери ,

Q

5

0 . 5 0

5

0

5

0

5

тел  и включени  подачи дозируемого материала совпадают.

Сигнал с весоизмерител  (Р ) преобразуют в сигнал, характеризующий истинный вес материала в бункере весоизмерител  (i), определ ют его отклонение от сигнала задани , В зависимости от величины и знака указанного отклонени  воздействуют на подачу дозируемого материала в сторону компенсации указанного отклонени , например, при значении сигнала, характеризующего истинный вес материала в бункере, меньшем, чем сигнал задани , скорость подачи материала в бункере, весоизмерител  увеличивают, и наоборот, -при значении сигнала, характеризующего истинный вес материала в бункере, большем, чем сигнал задани , скорость подачи дозируемого материала в бункер весоизмерител  уменьшают. При достижении сигналом, характеризующим истинный вес материала в бункере , значени , меньшего номинального на заранее заданную величину

- 1 «™« PVCT) отключают подачу материала, после

чего некоторое количество материала еще поступает в бункер весоизмерител . Очевидно, что крива  задани  по нарастанию веса порции до номинального значени  должна иметь уменьшающуюс  по мере приближени  к номинальному значению скорость, чтобы обеспечить необходимую точность дозировани .

Дл  определени  сигнала, характеризующего истинный вес материала в бункере, формируют сигналы, пропорциональные скорости и ускорению изменени  сигнала с весоизмерител , а затем суммируют с сигналом с весоизмерител  с заранее заданными коэффициентами, т,е, формируют суммарный сигнал X, равный сумме сигналов , пропорциональных скорости и ускорению изменени  сигналов весоизмерител  и сигнала весоизмерител  .

Затем вычисл ют сигнал у, характеризующий истинный вес материала в бункере в соответствии с соотношением:

if -.

где Т - коэффициент пропорциональности .

в данном способе по мере увеличени  сигнала у, характеризующего истинный вес, уменьшают коэффициент пропорциональности в указанном вы ражении. Поэтому возможно без снижени  точности повысить как начальную так и среднюю за цикл скорость подачи материала в бункер весоизмерител 

Таким образом, совмещение значительной части интервала времени установки нулевого значени  сигнала с весоизмерител  с временем падени  дозируемого материала из питающих устройств в бункер весоизмерител , а также компенсаци  составл ющей удз- ра, в сигнале с весоизмерител  в течение всего процесса набора дозы, что позвол ет существенно увеличить скорость подачи материала в бункер весоизмерител , дает возможность сократить врем  цикла дозировани , т.е. достигнуть поставленную цель: повысить производительность при заданной точности дозировани .

Предлагаемый способ можно осуществить , например, при помощи схемы автоматического весового порционного дозатора, представленной на фиг. 2,

Автоматический весовой порционньй дозатор содержит весоизмеритель 1, на котором установлен бункер 2 весоизмерител . Дозируемый материал подаетс  в бункер 2 питающим устройством 3, приводимым в движение блоком 4 управлени .

Сигнал с весоизмерител  1 поступает на первьй вход блока 5 установки нул  (установка нулевого сигнала с весоизмерител  1), На второй вход блока 5 установки нул  с шины 6 управлени  поступает дискретный сигнал управлени , -формируемьш на шине 6 в виде импульса логической 1 в начале цикла .дозировани  (диск эетный сигнал управлени  на шине 6 управлени  может быть сформирован схемой технологической автоматики, например системой управлени  фасовочным автоматом , на который работает весовой порционный дозатор), По этому сигналу блок 5 установки нул  устанавливает в течение времени Т (фиг, 1) нулевое значение сигнала на своем выходе. Сигнал управлени  с шины 6 поступает на элемент 7 ЗАДЕРЖКА, на выходе которого через врем  .

10

008526

-Tj также формируетс  сигнал в виде импульса логической 1, Этот сигнал .поступает на вход формировател  8 задани  по нарастанию веса порции до номинального значени  и на первый вход триггера 9,

На вьгеоде триггера 9 формируетс  сигнал логической 1, который, поступа  на первый вход блока 4 управлени , включает его. Блок 4 управлени  приводит в действие питающее устройство 3, и дозируемый материал поступает в бункер 3 весоизмерител  15 Формирователь 8 через врем  , от момента включени  питающего устройства формирует на своем выходе нарастающий во времени сигнал г, (фиг, 1), который поступает на первый вход регул тора 10,

Дл  определени  сигнала, характеризующего истинный вес материала в бункере 2 на прот жении всего процесса набора дозы, служат вычитатель, 11, дифференциатор 12, интегратор 13, сумматор 14, масштабный преобразователь 15 и формирователь 16 масштаба. Перечисленные блоки устройства функционируют согласно уравнений.

20

25

30

6

0

В соответствии с этим вьфажениен на первьй вход вычислител  11 с выхода блока 5 установки нул  поступает сигнал Pj (t), а на второй вход - сигнал y(t) с выхода.масштабного преобразовател  15, Разность сигналов (t) и y(t) интегрируетс  интегратором 13 и подаетс  на первый вход сумматора 14, на второй вход которого поступает с выхода блока 5 установки нул  сигнал Р,„ (t), а на

р Н

третий вход - сигнал производной dPsM(t)

6

dt

12, на

0

5

с выхода дифференциатора

вход которого также поступает сигнал Pgj (t) с выхода блока 5 установки нул . Сумматор 14 суммирует указанные сигналы с соответствующими коэффициентами (К, К , К ), а суммарный сигнал с его выхода подаетс  на первый вход масштабного преобразовател  15, на второй вход которого поступает сигнал управлени  масштабом с формировател  16 масштаба. Масштабный преобразователь 15 масштабирует суммарный сигнал с выхода сумматора 14 с коэффициентом .1/Т и формирует на своем выходе сигнал y(t), характериэующий истинный вес материала в бункере, который поступает на вход формировател  16 масштаба, на выходе которого формируетс  сигнал управле- ни  масштабом, т.е. коэффициентом Т, в соответствии с уравнением.

Сигнал y(t), характеризующий истинный вес материала в бункере, поступает на второй вход регул тора 10, сигнал с выхода которого, определ емый отклонением сигнала, характеризующего истинный вес материала в бункере, от сигнала задани , поступает на второй вход блока 4 управле- ни , который измен ет режим работы питающего устройства 3, т.е. измен ет скорость подачи дозируемого материала в бункер 2 в соответствии с величиной и знаком указанного отклонени .

Сигнал y(t), характеризующий ис- тинньй вес, с выхода масштабного преобразовател  15, поступает на первый вход порогового элемента 17, на второй вход которого с выхода за- датчика 18 поступает сигнал установки Рус , меньший номинального значени  веса порции (. ) на заранее заданную величину (разность Рцрдд Ру. определ етс  количеством материала, поступающего в бункер 2 весоизмерител  после отключени  питающего устройства 3). При достижени сигналом с выхода преобразовател  15 значени  Р-уру на выходе порогового элемента 17 формируетс  сигнал логической 1, который, поступа  на второй вход триггера 9, переключает его, т.е. на выходе триггера 9 фор- мируетс  сигнал логического О, который включает блок 4 управлени , останавлйвгиощий питающее устройство 3. После разгрузки сформированной порции материала из бункера 2 весо- измерител  цикл дозировани  вновь повтор етс .

Блок 4 управлени , вход щий в схему автоматического весового порционного дозатора, может быть выполнен, например, в соответствии со схемой, представленной на фиг. 3,

Блок 4 управлени  включает в себ  электромагнитный привод 19, подвижный  корь 20 которого механичес- ки св зан с питакицим устройством 3, выполненным в виде вибрационного лотка. Электромагнитный привод 19 питаетс  от сети переменного тока

Q j

.

5

через тиристор 21 (например, оптрон- ный), управл емый схемой, содержащей генератор 22 пилообразного напр жени , компаратор 23, элемент И 24 и усилитель 25.

Блок 4 управлени  работает еле-, дующим образом.

На вход генератора 22 пилообразного напр жени  подаетс  сетевое напр жение U (фиг, 4), питающее через тиристор 21 электромагнитный привод 19, На выходе генератора 22 пилообразного напр жени  на интервалах положительности напр жени  U. формируетс  пилообразное напр жение Uj, поступающее на первый вход компаратора 23, на второй вход которого поступает управл ющее напр жение U с выхода регул тора 10, На выходе компаратора 23 формируетс  напр жение и в виде импульсов, передние фронты которых смещены по отношению к началам интервалов положительности напр жени  U, в зависимости от величины управл ющего напр жени  Uj,.а задние совпадают с концами интервалов отрицательности напр жени  U , Напр жение U поступает на первый вход элемента И 24, на второй вход которого поступает напр жение U с выхода триггера 9, Нулевой уровень напр жени  Uf соответствует сигналу логического О с выхода триггера 9, а ненулевой - сигналу логической 1, На выходе элемента И 24 формируетс  напр жение U, равное нулю при нулевом уровне напр жени  Ug и повтор ющее напр жение U при ненулевом уровне напр жени  Uj.

Таким образом, при ненулевом уровне напр жени  U на выходе элемента И 24 формируютс  импульсы напр жени , передние фронты которых смещены относительно начал интервалов положительности напр жени  U, напр жением Uj, Эти импульсы усиливаютс  усилителем 23 и включают тиристор 19, в результате чего через электромагнитный привод 17 протекают импульсы тока i (фиг. 4), вызывающие вибрационное перемещение X подвижного  кор  20 и св занного с ним питающего устройства 3, При увеличении напр жени  U , т.е. увеличении отклонени  (), передние фронты импульсов U смещают- й  влево к началам интервалов положительности напр жени  U, что приводит к увеличению импульсов тока i, протекающих через электромагнитный привод 19, а соответственно амплитуды перемещени  X, т.е. к увеличению подачи дозируемого продукта.

При уменьшении напр жени  Uj, т.е. уменьшении отклонени  () передние фронты импульсов U смещаютс  вправо от начал интервалов положительности напр жени  U, что приводит к уменьшению импульсов тока i, протекающих через электромагнитный привод 19 и соответственно амплитуды перемещени  X, т.е. к уменьшению подачи дозируемого продукта.

При достижении сигналом у значени  Ру на выходе триггера 9 формируетс  сигнал логического О, т.е.

напр жение напр жение

и,

и,

у

6

и, следовательно, станов тс  равными

нулю, тиристор 21 выключаетс , прекращаетс  вибрационное перемещение X и подача дозируемого продукта.

Формирователь 8 задани  может быт реализован, например, при помощи операционного усилител , охваченного отрицательной обратной св зью через параллельную RC-цепь, на вхоа которого подают сигнал, пропорциональный Р, . .

Форму л а изобретени 

Способ управлени  процессом весового порционного дозировани  сыпучих материалов заключающийс  в том, что в каждом цикле дозировани  первоначально устанавливают нулевое зна

0852 °

териала из питающих устройств в бун- жер, после чего формируют сигнал задани  по нарастанию веса порций до номинального значени  с задержкой по отношению к моменту включени , равной времени падени  материала из питакицих устройств в пустой бункер, формируют сигналы, пропорциональные 1Q скорости и ускорению изменени  сигнала весоизмерител , по которым л ют сигнал у, характеризующий истинный вес материала в бункере в соот- . ветствии с соотношением

15

T..

0

5

0

5

где X - сумма сигналов, пропорцио- . нальных скорости и ускорению изменени  сигналов весоизмерител  и сигнала весоизмери- . тел ;

Т - коэффициент пропорциональности ,

определ ют отклонение сигнала у от сигнала задани , в зависимости от величины и знака которого измен ют подачу материала в сторону компенсации этого отклонени , а при достижении сигналом у значени , меньшего номинального на установленную величину , отключают подачу материала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности , включение подачи задерживают по отношению к моменту начала установки нулевого значени  сигнала весоизмерител  на врем , равное разности интервала времени этого сигнала и времени падени  материала, из питаю-

чение сигнала весоизмерител  с пустым 40 устройств в пустой бункер, а по

бункером в течение заданного интервала времени, затем включают подачу мамере увеличени  сигнала у уменьшают коэффициент пропорциональности Т.

Отключение odot/t/ fiomepuajKr

Фиг.1

. , тг

цзцг.1

ft л

M4 KllX-tH4 lV4

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ управления процессом весового порционного дозирования сыпучих материалов заключающийся в том, что в каждом цикле дозирования первоначально устанавливают нулевое значение сигнала весоизмерителя с пустым до бункером в течение заданного интервала времени, затем включают подачу мавеличины и знака которого изменяют подачу материала в сторону компенсации этого отклонения, а при достижении сигналом у значения, меньшего но· 30 минального на установленную величину, отключают подачу материала, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, включение подачи задерживают по ₃₅ отношению к моменту начала установки нулевого значения сигнала весоизмерителя на время, равное разности интервала времени этого сигнала и времени падения материала, из питающих устройств в пустой бункер, а по мере увеличения сигнала у уменьшают коэффициент пропорциональности Т.

   К ntUTWtUffHy . устройству 3

   J

   От рееумтороЮ От триггеров

   (.Ц)- 25 6—| 4 . n . t3 1*

   Vj ' ’ίΓΊΓΊΓΊΓΊΓΊΓ-ΐηΓ *LT~I Г~1Г~1 Г~~1 Г~1Г~1 П ... .·

   Ίη Λ Λ ΛΑ Л л , t

   Pat.i