SU1606873A1

SU1606873A1 - Устройство управлени процессом весового дозировани

Info

Publication number: SU1606873A1
Application number: SU884445600A
Authority: SU
Inventors: Алексей Петрович Шлемов; Владимир Николаевич Пашнин
Original assignee: Предприятие П/Я А-3595
Priority date: 1988-06-22
Filing date: 1988-06-22
Publication date: 1990-11-15

Abstract

Изобретение относитс к приборостроению и может использоватьс в устройствах управлени весодозирующей аппаратуры. Цель изобретени - повышение производительности процесса весового дозировани за счет сокращени времени поиска оптимального набора весовых порций, составл ющих в сумме заданную весовую дозу. В устройстве к входам блока вычислени целевой функции - комбинационному сумматору - из N датчиков, вырабатывающих электрические сигналы, пропорциональные весу порции товара на данном взвешивающем устройстве, подключена только часть, а именно N-N датчиков, а остальные N датчиков подключены к общим входам групп, образованных двухвходовыми сумматорами, при этом кажда группа N содержит 2^I-1 сумматоров, при их общем числе 2^N-1, выходы этих сумматоров подключены к первым входам 2^N-1 дополнительных блоков допускового контрол . Коммутатор в комбинационном сумматоре 2 выполнен состо щим из основного и дополнительного коммутаторов, их управл ющие входы св заны через инвертор и управл ющие сигналы с блока управлени поступают на эти коммутаторы в противофазе. Врем включени обоих коммутаторов превышает врем их отключени . При таком выполнении комбинационного сумматора сохран етс неизмененным его режим работы по входам, независимо от числа включенных датчиков, что повышает точность вычислени целевой функции. Так как в устройстве оптимальные комбинации могут формироватьс как из наборов N-N датчиков, подключенных к сумматору, так из наборов остальных датчиков, не св занных с этим сумматоров, увеличиваетс веро тность получени заданной весовой дозы при меньшем количестве отдельных весовых порций, что сокращает врем поиска оптимального набора этих порций, составл ющих в сумме заданную весовую дозу, и тем самым повышаетс производительность процесса весового дозировани . 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

IX Изобретемте относитс к приборо- строению и может использоватьс в уст- ройствах управлени весодозирующей аппаратуры .

Цель изобретени - повьпиение производительности процесса весового дозировани за счет сокращет-ш времени поиска оптимального набора весовых

орций составл ющих в сумме заданую весовую дозуо

На фиго 1 представлена структурна хема предлагаемого устройства; на ИГ, 2-6 примеры выполнени схем его тдельных элементов

Устройство (фиТоО содержит N дат- Гиков 1, (N-n) из которых подключены к сигнальным входам комбинационного ю сумматора 2, состо щего из многовхо- ового сумматора 3 и подключенных к его входам коммутаторов А, сигнальные и управл ющие входа которых и выход сумматора 3, вл ютс соответствую- 5 щими входами и.выходом комбинационного сумматорао Устройство содержит также блок 5 допускового контрол , к первому, второму и третьему входам которого подключены соответственно 20 выход комбинационного сумматора 2 и выходы формировател 6 нижнего и формировател 7 верхнего допусковых уровней, входы этих формирователей подсоединены к выходам блока 8 управ- 25 лени , выходы которого и его вход св заны соответственно, с управл ющими входами и с выходом комбинационного сумматора 2 о

В состав устройства вход т также зо () дополнительных блоков 9 допускового контрол и () двухвходовых сумматоров 10, объединенных в п групп П., кажда из которых содержит 2 этих сумматоров, где i - номер 5 группы (,,..,п), и имеет один общий вход, соединенный с первыми входами всех сумматоров данной группы и подключенный к вькоду одного из п датчиков, не св занных с комби- до национным сумматором 2

50

Остальные 2 входов данной г-й группы, которыми вл ютс вторые входы вход щих в нее двухвходовых д сумматоров 10, выход каждого из которых вл етс выходом группы и подключен к первому входу соответствующего

дополйительного блока 9 допускового контрол , соединены с выходом комбинационного сумматора 2 и с выходами всех предыдущих (i-1) групп По Все вторые и все третьи входы блоков 9 соединены с выходами соответственно

, формировател 6 нижнего и формирова тел 7 верхнего допусковых уровней, ;а выходы этих блоков 9 допускового контрол подключены к входам блока 8

.управлени

55

о

0

5

Комбинационный сумматор 2 CФиг.2 содержит коммутаторы 4, каждай из которых состоит из соединенных выхо- дами, подключенными к входам много- входовогв сумматора 3, основного 12 и дополнительного 13 коммутаторов, причем сигнальный вход последнего подключен к общей шине (не показана), а его управл ющий вход соединен через инвертор 14 с управл ющим входом основного коммутатора 12, сигнальный и управл ющий входы которого вл ютс сигнальным и управл ющим входами комбинационного сумматора 2, выходом которого служит выход много- входового сумматора 3.

Блок 5 и дополнительные блоки 9 допускового контрол выполнены по идентичной схеме (фигоЗ) и содержат по два компаратора 15 и нагрузочный резистор 16, подключенный к источнику питающего напр жени U,Выходной сигнал, соответствующий уровню 1, по вл етс на выходе этого блока только тогда, когда напр жение на его. первом входе 1 меньше напр жени на втором входе 2, но больше, чем на третьем входе 3,,

Двухвходовой сумматор 10 может быть выполнен (фиго4) на операционном усилителе 17 и четырех одинаковых резисторах 18

На фиг,5 приведен пример выполнени схемы формирователей-6 и 7 нижнего и верхнего допусковых уровней, на основе цифроаналогового преобразовател (ЦАП).19, информационными входами соединенного с соответствующими выходами блока 8 управлени , и операционного усилител 20„ На вход ЦАП 19 подаетс также соответствующее опорное напр жение и в зависимости от кода, поступающего на информационные входы ЦАП с блока управле- ни , на выходе ЦАП устанавливаетс .. напр жение, пропорциональное этому коду и соответствующее заданному до- пусковому уровню.

Блок 8 управлени (фиг„6) может- LoiTb выполнен на основе микроЭВМ 21 с шиной интерфейса 22 и двух пери-- ферийных программируемых адаптеров 23.

Предлагаемое устройство работает

следующим образомо

Каждый из N датчиков 1 преобразует контролируемый параметр - вес порции товара на взвешивающем устройстве (не показано) в электрический сигнал Эти сигналы поступают с (N-n) ja,aT4HKOB на комбинационный сумматор 2, в котором они проход т на много- входовой сумматор 3 через коммутаторы 4, а сигналы с остальных п датчиков 1 поступают непосредственно на общие входы п групп 11, образованных двухвходоБыми сумматорами 10 Блок 8 управлени вырабатывает последовательности управл ющих сигналов в двоичном коде, поступающие на-входы управлени коммутаторов,4, которые подключают соответствующее число дад чиков к входам с.умматора 3, сигнал с его выхода сравниваетс в блоке 5 допускового контрол с сигналами нижнего и верхнего допусковых уровней, сформированными по сигналам блока 8 управлени в формировател х 6 и 7.,

В случае нахождени контролируемого сигнала в заданных пределах поиск останавливаетс либо блок управлени формирует следующую последовательность управл ющего сигнала, и поиск

продолжаетс ,

I

Так как количество датчиков 1, подключенных в данный момент к много- входовому сумматору 3 через коммутаторы 4, может измен тьс в процессе поиска, будет измен тьс и режим ра- ,боты по входам сумматора 3, которые оказываютс либо замкнутыми на общую шину через малое вн/утреннее сопротивление источников сигнала (датчиков 1), либо подключенными к ней через большое сопротивление коммутаторов 4 в отключенном (разомкнутом) состо нии, что вызывает дополнительные погрешности в работе комбинационного сумматора 2, вызванные изменением его входного тока,

В предлагаемом устройстве режим

.работы по входам комбинационного сумматора 2 (фиг,2) не измен етс при любом числе включенных датчиков 1, так как входы сумматора 3 фактически всегда подключены к общей щине либо через включенный основной коммутатор 12 н малое выходное сопротивление |Датчика, либо через малое сопротив: ле1-ше включенного дополнительного

реключени х сначала отключалс ранее замкнутьй коммутатор, а затем включа с ранее разомкнутый. Таким услови м

, .удовлетвор ют, например, коммутаторы выполненные на аналоговых мультиплек сорах .типа К564, КП1, у которых вре м включени ключа превышает врем его выключени . Таким образом, выпол

10 нение комбинационного сумматора 2 И коммутаторов 4 по схеме фиг,2, состо щих из двух коммутаторов 12 и 13, управл ющие сигналы на которые посту пают с блока 8 управлени в противо15 фазе с помощью инвертора 14, повышает точность работы этого сумматора и в конечном счете, точность дозировани .

Поиск заданной весовой дозы в ве содозирующих устройствах комбинацион ного -типа вл етс поиском сочетани ич m физических параметров, вхо д щих в набор из N этих параметров (N.m) и представл ющих собой, напри25 мер, отдельные веса порций ,. „,оХ , оптимального по некоторому критерию,;задаваемому многоместной целевой функцией F(X,X ,Х.,.,. ,Xj

ТВ

. Хц дл удовлетворени неравенст .ui m

ву S-fiS-i X,, где S - заданный суммарный параметр, а ДЗ - его допус тимые отклонени , т,е, комбинационный сумматор 2 вл етс устройством

35 вычислени целевой функции

В весодозирующих устройствах комбинационного типа количество возмож- ных сочетаний С, как функции числа т, имеет максимум ™MCIKC

40 N - четном числе, или ш(,,кс Н/2+0,5 при N - нечетном. Поэтому дн увеличени веро тности нахождени удачной комбинации отдельные взвешивающие устройства загружаютс так, что45 бы необходимый суммарный вес дозы получалс в результате суммировани числа га отдельных порций при га равным или близким к значению Случаи нахождени удачной комбинации при п сильно, отличающихс от встречаютс очень .

В предлагаемом устройстве в отли чие от устройства-прототипа оптимал ные комбинации могут получатьс как

SQ

коммутатора 18, подключенного к общей 55 из наборов отдельных весовых порций шине. Чтобы коммутаторы 12 и 13 не на части взвепшвающих устройств,.

(N-n)

Ьказались замкнутыми одновременно;- и не возник режим короткого замыкани датчиков 1 необходимо, чтобы при пег

Тов. из сигналов части (N-n) датчиков 1, преобразующих вес порции в электрический сигнал, и подключенны

реключени х сначала отключалс ранее замкнутьй коммутатор, а затем включалс ранее разомкнутый. Таким услови м

, .удовлетвор ют, например, коммутаторы, выполненные на аналоговых мультиплексорах .типа К564, КП1, у которых врем включени ключа превышает врем его выключени . Таким образом, выпол0 нение комбинационного сумматора 2 И коммутаторов 4 по схеме фиг,2, состо щих из двух коммутаторов 12 и 13, управл ющие сигналы на которые поступают с блока 8 управлени в противо5 фазе с помощью инвертора 14, повышает точность работы этого сумматора и, в конечном счете, точность дозировани .

Поиск заданной весовой дозы в ве содозирующих устройствах комбинационного -типа вл етс поиском сочетани ич m физических параметров, вход щих в набор из N этих параметров (N.m) и представл ющих собой, напри25 мер, отдельные веса порций ,., „,оХ , оптимального по некоторому критерию,;задаваемому многоместной целевой функцией F(X,X ,Х.,.,. ,Xj

ТВ

. Хц дл удовлетворени неравенст .ui m

ву S-fiS-i X,, где S - заданный суммарный параметр, а ДЗ - его допустимые отклонени , т,е, комбинационный сумматор 2 вл етс устройством

35 вычислени целевой функции

40 N - четном числе, или ш(,,кс Н/2+0,5 при N - нечетном. Поэтому дн увеличени веро тности нахождени удачной комбинации отдельные взвешивающие устройства загружаютс так, что45 бы необходимый суммарный вес дозы получалс в результате суммировани числа га отдельных порций при га равным или близким к значению . Случаи нахождени удачной комбинации при п сильно, отличающихс от встречаютс очень .

В предлагаемом устройстве в отличие от устройства-прототипа оптимальные комбинации могут получатьс как

SQ

55 из наборов отдельных весовых порций на части взвепшвающих устройств,.

(N-n)

Тов. из сигналов части (N-n) датчиков 1, преобразующих вес порции в электрический сигнал, и подключенных

к устройству .вычислени целевой т.- функции - комбинационному сумматору 2, так и из наборов отдельных весовых порций остальных взвешиваю- щих устройств, датчики 1 которых не св заны с комбинационным сумматором 2, а подключены через общие входы п групп двухвходовых сумматоров 10 к дополнительным блокам 9 допус- кового контрол , выходы которых подключены к ,блов;у 8 управлени .

Таким образом, увеличиваетс веро тность получени заданной весовой дозы при меньшем количестве отдель- нык весовых порций (т.е. при меньшем значении щ), составл ющих в сумме .заданную весовую дозу, что сокращает врем поиска оптимального набора этих порций и повышает произ во- дительность процессе весового дозировани и его большую точность,

Ф .ормула изобре.тени

1 о Устройство управлени процессом весового дозировани , содержащее N датчиков и блок управлени , выхо- дами подключенные соответственно к ,сигнальным и управл ющим входам ком- бинационного сумматора, состо щего из коммутаторов и многовходного сум- 1матора, причем сих нальные управл ющие входы коммутаторов, выходами св занных с входами многовходового Юумматора, и выход этого сумматора вл ютс соответственно сигнальными 1И управл ющими входами и выходом комбинационного сумматора, сЬормнрова тели верхнего и нижнего допусковых уровней, входами соединенные с выходами блока управлени , и блок допус- кового контрол , выход которого подключен к входу блока управлени , а первый, второй и третий входы которо св заны соответственно с выходом комбинационного сумматора, -выходом фор- миров.ател нижнего и выходом форг-ш- ровател верхнего допусковых уровней отличающеес тем, что, с целью повыщени производктапьности процесса весового дозировани за сче

сокращени времени поиска оптимального набора весовых порций, составл ющих в сумме заданную весовую дозу, в него введено дополнительных блоков допускового контрол и двухвходовых сумматоров, объединенных в ,п групп, кажда из которых содержит этих сумматоров, где i-номер группы, (,2,.,,,п), один общий вход, соединенный с первыми входами всех сумматоров данной группы, и последующих входов группы, которыми вл ютс вторые входы вход щих в нее двухвходовых сумматоров, выход каждого из которых вл етс выходом группы и подключен к первому входу соответствующего дополнительного блока допускового контрол , а все вторые и все третьи -входы этих блоков соединеш) с выходом формировател нижнего допускового уровн и с выходом формировател верхнего допускового уровн соответственно, а выходы этих блоков - с входами блока управлени , при этом к сигнальным входам комбинационного сумматора подключено только N-n датчиков, а каждый из остальных п датчиков подсоединен к общему входу соответству1 щей i-й группы двухвходовых сумматоров, а к осталь- ным входам каждой группы подключены- выход комбинационного су-мма- тора и выходы всех предыдущих i-1 групп двухвходовых сумматоров о

2, Устройство по По 1, о т л и- чающеес тем, что, с Целью повьш1ени точности его работы, в комбинационном сумматоре каждый коммутатор состоит из соединенных выходами основного и дополнительного коммутаторов , врем включени каждого из которых превьшает врем их отключени , причем сигнальный вход дополнительного коммутатора подключен к общей шине , а его управл ющий вход соединен через инвертор с управл ющим входом основного коммутатора, сигнальный и управл ющий входы которого вл ютс сигнальным и управл ющими входами комбинационного сумматора.

(PU2.1

MS,10

ФиН

Фиг.

OmS

ipus.S

KB

Claims

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в устройствах управления весодозирующей аппаратуры.

Цель изобретения - повышение производительности процесса весового дозирования за счет сокращения времени поиска оптимального набора весовых