Устройство для многокомпонентного дозирования Советский патент 1985 года по МПК G05D11/13 

точной массы и к лятора, а второй второму входу регу- входу блока фиксации точной массы вход - к второму и к первому входу регулятора. 1200256

1; УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ДОЗИРОВАНИЯ, содержащее и дозаторов по числу каналов, блоки умножения, блок определения максимума и сумматор, о т л и. чающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит задатчики, блок памяти, переключатели, элемент И, элемент сравнения, первые ключевые элементы, регуляторы, элемент запаздывания и второй ключевой элемент, причем в каждом канале вход дозатора соединен с первым выходом регулятора, а выход - с первым входом регулятора и с первым входом первого ключевого элемента, связанного выходом с входом первого блока умножения, выход задатчика каждого канала подключен к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом второго блока умножения, а выход - с вторым входом регулятора, причем выходы задатчиков всех каналов связаны с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, подключенного вторым входом к выходу блока определения максимума и к первому входу второго ключевого элемента, а выходом к третьим входам переключателей и регуляторов всех каналов, первые выходы элемента И соединены с соответствующими вторыми входами первых ключевых элементов всех каналов, второй выход - с входом элемента запаздывания, а входы - с соответствующими вторыми выходами регуляторов, выход элемента запаздывания подклюСО чен к второму входу вГорого ключевого элемента, соединенного выходом с входом блока памяти, выход которого связан с входами вторых блоков умножения, выходы первых блоков умножения подключены к соответствующим IsD входам блока определения максимума. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем каж1 Q СП дый регулятор содержит блок фиксации точной массы и последовательно соеО5 диненные блок фиксации грубой массы, элемент ИЖ, формирователь длительности импульсов и логический блок, второй вход которого связан с выходом блока фиксации точной массы, третий вход - с выходом блока фиксации грубой массы и с вторым выходом регулятора, четвертый вход - с вторым входом элемента ИЛИ и с третьим входом регулятора, а выход - с первым выходом регулятора, первьш вход блока фиксации грубой массы подклвэ чен к первому входу блока фиксаций

1

Изобретение относится к системам

управления соотношением компонентовв смесях различных материалов и может применяться в строительной, металлургической, химической и других отраслях промьшшенности.

Цель изобретения - повьпцение точности и быстродействия уст;ройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 схема подключения одного из регуляторов .

Устх ойство для многокомпонентного доз1|ро ания содержит п по числу каналов дозаторов 1 многокомпонентной . смеси, стабилизирующие регуляторы 2, п первых ключевых элементов 3, п первых блоков 4 умножения, блок 5 определения максимума, блок 6 памяти, п вторых блоков 7 умножения, п задатчиков 8, п переключателей 9, логический элемент И 10, сумматор 11, элемент 12 сравнения, ключевой элемент 13 и элемент 14 запаздывания.

Каждый из автоматизированнь 1 х,дозаторов 1 содержит впускной 15, бункер с весовьм механизмом 1.6.-и-датчик 17 веса.

Кроме того, каждый стабилизирующий регулятор 2 содержит блок 18 фиксации точного веса, блок 19 фиксации грубого веса, формирователь 20 длительности импульсов, логический блок 21 и элемент ИЛИ 26.

В свою очередь, блок 18 фиксации точного веса содержит повторитель 22 со сдвигом и элемент 23 сравнения.

Блок 19 фиксации грубого веса содержит повторитель 24 со сдвигом и элемент 25 сравнения.

Формирователь 20 длительности импульсов имеет два регулируемых сопротивления 27 и 28, переключатель 29 конечный выключатель 30, емкость 31 и реле 32.

Логический блок 21 содержит два инвертора 33 и 34, два логических элемента И 35 и 36, ключевой элемент 37 и логический элемент ИЛИ 38.

В каждом канале (фиг.1) вход дозатора 1 соединен с первым входом регулятора 2, а выход - с первым входом регулятора 2 и первым входом первого ключевого элемента 3, связанного своим выходом с входом первого блока 4 умножения. Выход задатчика 8 каждого канала подключен к первому входу переключателя 9, второй вход

0 которого соединен с выходом второго блока 7 умножения, а выход - с вторым входом регулятора 2, причем выходы задатчиков 8 всех каналов связаны с соответствующими входами сумматора 11, выход которого соединен с первым входом элемента 12 сравнения, подключенного вторым входом к выходу блока 5 определения максимума- и к первому входу второго ключевого элемента 13, а выходом - к .третьим управляющим входам переключателей 9 и регуляторов 2 всех каналов, первые выходы элемента И 10 соединены с соответствующими вторыми управляющими входами первых ключевых элементов 3 всех каналов, второй выход - входом элемента 14 запаздывания, а входы - с соответствующими вторыми выходами регуляторов 2, выход

элемента 14 запаздывания подключен к второму входу второго ключевого элемента 13, соединенного выходом с входом блока 6 памяти, выход которого связан с входами вторых блоков 7 умножения, выходы первых блоков 4 умножения подключены к соответствующим входам блока 5 определения максимума.

При этом в каждом регуляторе 2 последовательно соединены блок 18 фиксации точного веса, блок 19 фиксации грубого веса, элемент ИЛИ 26, формирователь 20 длительности импульсов и логический блок 21, второй вход

которого связан с выходом блока 18 фиксации точного веса, третий вход с выходом блока 19 фиксации грубого веса и с вторым выходом регулятора, четвертый вход - с вторым входом

элемента ИЛИ 26 к с третьим входом регулятора, а выход - с первым выходом регулятора, первый вход блока 19 фиксации грубого веса подключен к первому входу блока 18 фиксации точного веса и к второму входу регултора, а второй вход - к второму вход блока 18 фиксации точного веса и к первому входу регулятора. Выход переключателя 9 соединен с входами повторителей 22 и 24 со сдвигом, выходы которых соединены с входами соответствующих элементов 23 и 25 сравнения, вторые выходы которых соединены с датчиком 17 веса, а выход первого элемента 23 сравнения соединен с входом первого инвертора 33, выход которого соединен с первым входом первого элемента И 35, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 38, выход которого соединен с входом впускного затвора 15, а выход второго элемента 25 сравнения соединен с СчОответствующим входом элемента И 10 системы, первым входом второго элемента ИЛИ 26 и входом второго инвертора 34, выход которого подключен к входу ключевого элемента 33 второй вход которого соединен с выходом элемента 12 сравнения системы и вторым входом второго элемента ИЛИ 26, а выход второго ключевого элемента 37 соединен с впервым входом второго элемента И 36, выход.которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 38, выход же второго элемента. ИЛИ 26 соединен с входом первого регулируемого сопротивления 27, выход которого соединен с входом переключателя 29, первый |выход которого соединен с вторым регулируемым сопротивлением 28, а второй выход - с входом емкости 31, выход которой соединен с входом реле 32, в. которого соединен с тр.етьим входом первого элемента И 35, а управляющий вход переключателя 29 соединен с конечным выключателем 30.

Теоретическое обоснование работы устройства.

Для смеси, состоящей из п компонентов, их долевое содержание, устаг новленное по технологическим нормам, равно

и 7V пТ ,..«,п)

U1

где и. - значение дозы компонента х, соотве ствующее положению задатчика 8, i-й компонент дозируется соответствующим дозатором.

Сначала производят одновременное дозирование всех компонентов в режиме Груёо с последующим взвешиванием. Из-за того, что процесс дозирования часто сопровождается выбросами массы (передозированием) в грубом режиме по отношению к номиналу точного режима дозирования, устройство производит коррекцию номинала для досыпки

в каждом цикле дозирования с тем, чтобы доля каждого компонента в смеси оставалась заданной.

I .

При этом выбирают ведущий компонент, в связи с чем для каждой отдозированной в грубом режиме массы компонентов Xj определяют нормированные массы V смеси, т.е. такие массы смеси, при которых погрешность дозирования компонента i нулевая. Это значение нормированной массы для компонента х,; равно

V.2iiyj). ц,2п),

„ ; где и. - измеренное значение отдозированной.массы компонента i.

Исходя из величины нормированных . масс V ,. . .V.| ,...Vf,, определяют максимальное значение в. соответствии с функцией максимума

мйкс MdncVi 2. i nJ

V

Затем сигнал передают во все каналы и умножают на соответствующие заданные доли компонентов

,K.cri

Полученные величины скорректированных заданий подают в качестве новых заданий стабилизирующим регуляторам и по ним производят подсыпку в режиме точного дозирования

одновременно по всем каналам.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом дозирования с помощью задатчиков 8 устанавливается уровень аналогового сигнала Ц (номинала), пропорциональный заданному веpy. Дозаторы 1, управляемые своими

стабилизирующими регуляторами 2,

в соответствии с.заданными на задатчиках 8 номиналами, подаваемыми через переключатели 9, производят дозирование всех п компонентов смеси в режиме грубого дозирования. После окончания грубого дозирования во всех дозаторах 1 тактирующим сигналом Грубо (ТСГ), формируемым в элементе И 10, открываются ключи 3, и сигналы набранного грубого веса компонента смеси поступают через блоки 4 умножения (где делятся на свой заданные весовые доли ) на блок 5 выбора максимума, (где выбирается максимальное значение нормированного веса V . В случае перегрузки, при введении скорректированного номинала, сигнал ТС Г может стать равным нулю. Поэтому значение максимального нормированного вепосле прохождения через ключевой элемент 13, открываемый по сигналу ТСГ с вьщержкой времени (определяемой элементом 14 запаздывания), запоминается в блоке ,6 амяти. Затем сигнал VM«KC умножается в блоках . 7 умножения на у. , где формируется значение скорректиро ванного задания U.V Ti после чего оно поступает на второй вход пе реключателя 9. С выходом задатчиков 8, сигналы поступают на сумматор 11, где формируется величина заданной массы замеса. Эта величина заданной массы одно временно с сигналом подается на элемент 12 сравнения. Сформированньй в элементе 12 сигнал Z равен логическому О при отсутствии перегрузки при грубом,дозировании и равен логической; при перегрузке (акс на выход переключателя 9проходит сигнал задания номинала U. с задатчи ка 8. При на выход переключателя 9 проходит сигнал скорректированного значения задания U- , и регулятор-2 отрабатывает его величину. Стабилизирующий регулятор работае следующим образом. До начала дозирования, пока грубьй.вес.не набран, , на выходе элемента 25 сравнения блока 19 фикса ции, грубого веса остается логический О, которьй затем инвертируется в элементе 34 и через ключевой элемент 37 поступает на первый вход элемента И 36. Для включения дозирования на логический блок 21, а именно на вторые входы элементов И 35 и 36 (фиг. 2) подают сигнай Пуск, который сохраняется до конца цикла дозирования, .т.е. набора точного веса на дозаторах. Это .необходимо для того, чтобы при разгрузке не началась досыпка материала. На первый вход элемента И 36 поступает с инвертора 34 через ключевой элемент 37 сигнал логической 1. При этом на выходе элемента ИЛЙ 38 логического блока 21 появляется сигнал логической 1, и затвор 15 открывается. Дозируемый материал начинает поступать через открытый затвор 15 в бункер 16 весовой системы, и набираемьш в нем вес отслеживается датчиком 17, который формирует аналоговый сигнал П (параметр), пропорциональный набираемому в бункере весу дозируемого материала. Повторитель 24 со сдвигом блока 19 фиксации грубого веса придает уровню выходного сигнала Н задатчика 8 отрицательный сдвиг С, величина которого определяет зону грубого дозирования. После набора дозатором грубого веса при П7Н-С1 элемент 25 сравнения формирует на выходе дискретную логическую 1, которая проходит через инвертор 34 и ключевой элемент 37 на выход элемента И 36. Инвертированный сигнал поступает на вход элемента ИЛИ 38 логического блока 21 и отключает сигнал ИМ (исполнительный механизм)и затвор 15 закрывается. На выходе блока 25 появляется логическая 1 и начинается дозирование. Когда по окончании режима грубого дозирования на выходах элементов 25 сравнения блоков 19 фиксации грубого веса на всех каналах появляются сигналы ло- гической 1, в логическом .элементе И 10 формируется сигнал ТСГ, равный логической 1, означающий завершение грубого дозирования во всех канал а.х. Точное дозировй.нне может идти по двум режимам. В случае, если (передозирование не происходит), переключатель 9 находится в первом положении, при котором через него проходит сигнал номинала с задатчика 8. Ключевой элемент 37 открыт. Сигнал логической 1, появившийся на выходе,элемента 25, поступает на элемент ИЛИ 26. После закрытия затвора 15 конечный выключатель 26 от формирователя 20 длительности формирует сигнал, который поступает на управляющий вход переключателя 29.

7

Последний замыкает свой нормально разомкнутый контакт, и сигнал от элемента 26, проходя через регулируемое сопротивление 27, переключатель 29 и емкость 31, включает реле 32 с выдержкой времени (равной времени полного успокоения динамических возмущений весоизмерительной системы),

Затем выходной сигнал от реле 32 поступает через элемент И 35 и элемент ИЛИ 38 логического блока 21, который формирует сигнал ИМ, на открытие затвора 15. Сектор затвора 15, перемещаясь, освобождает рычаг конечного выключателя 30, сигнал от которого исчезает, и переключатель 29 замыкает свой нормально замкнутый контакт.

Емкость 31 через нормально замкнутый контакт переключателя 29 и регулируемое сопротивление 28 разряжается, и через заданное время сигналы от реле 32 и соответственно ИМ от элемента ИЛИ 38 блока 21 управления исчезают, после чего затвор 15 закрывается .

Элементы 28, 31 и 32 играют роль импульсаторов. Регулируемым сопротивлением 28 настраивают длительность импульса (сигнала). Импульсная досыпка происходит до полного набора веса. Точный набор веса отслеживавается блоком 18 фиксации точного веса, в котором аналоговый сигнал Н от задатчика 8 или 0.. от блока 7 . умножения, пройдя через повторитель 22 со сдвигом получает отрицательньй сдвиг, равньй уровню сигнала, пропорционального погрешности, вносимой инерционностью исполнительного механизма и погрешностью элемента 23 сравнения плюс половина веса порции досьшки в зоне точного взвепшвания.

Когда сигнал датчика 17 веса достигает заданной величины, появляется дискретный сигнал от элемента 23

002568

сравнения, которьй через инвертор 33 поступает в элемент И 35 и формирует на его выходе логический О. При этом элемент ИЛИ 38 снимает сигнал

5 ИМ, и затвор 15 закрывается. Заданный вес набран, процесс дозирования заканчивается.

В случае, если (происходит передозирование одного из компонентов в грубом режиме), переключатель 9 переключается сигналом z, и на его выходе появляется сигнал скорректированного номинала, поступающий из блока 7 умножения. Далее

15 дозирование идет аналогично указанному.

Чтобы при подаче скорректированного номинала на вход блока 24 не произошло вторичного переключения

20 на режим грубого дозирования (так как при Нк7П, на выходе элемента 25 может вторично появиться логический О), сигнал Z закрывает ключевой элемент 37, и появившаяся на выходе

25 блока 34 логическая 1 не проходит на вход блока 36. Одновременно для того, чтобы произошло своевременное переключение системы на импульсный режим (при исчезновении выхоэ- де блока 25), на второй вход блока ИЛИ 26 подают сигнал z, функционально заменяющий собой пропавшую на выходе блока 25 логическую 1.

Изобретение позволяет осуществить процесс дозирования всех компонен35тов одновременно, что снижает длительность цикла дозирования. Кроме того, возможность производить коррекцию заданий в процессе каждого цикла дозирования позволяет значительно

40 повысить стабильность состава смеси.

Применение изобретения в производстве железобетонных смесей позволяет снизить коэффициент вариации прочности готовых изделий на 5-7%, что,

45 в свою очередь, позволяет уменьшить расход цемента на изготовление бетонной смеси в среднем на 5%.

Фмг.1

Фиг, 2