Устройство управления весовым дискретным дозированием сыпучих материалов Советский патент 1988 года по МПК G01G13/28 

го

1

Изобретение относится к весоизмерительной технике и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1216662.

Цель изобретения - повышение точности дозирования.

На чертеже изображено предлагаемо устройство.

Устройство состоит из блока 1 управления, задатчика 2 величины дозы, узла 3 сравнения, узла 4 вычисления разности,измерительного блока 5, блока 6 вычисления величины и знака ошибки, задатчика 7 величины начального коэффициента упреждения, блока 8 вычисления величины упреждения, блока 9 измерения производительности питателя, блока 10 памяти, блока 11 вычисления коэффициента упреждения, состоящего из делителя 12, сумматора 13 и узла 14 памяти, схемы И 15 счетчика 16 импульсов, ключа 17, сумматора 18, блока 19 модели дозатора и генератора 20 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Задатчиком 2 задается требуемое значение дозы Р. Блок 1 управления включает питатель и сыпучий материал поступает в грузоприемный бункер, установленный на датчиках (не показаны). Сигнал с выхода датчиков, пропорциональный усилию, передаваемому от бункера с дозируемым материалом, измеряется блоком 5. Результат измерения М поступает на вход узла 3 сравнения, в блок 6 вычисления величины и знака ошибки и в блок 9 измерения производительности питателя.

В блоке 9 непрерывно формируются значения текущей производительности питателя Q, которые поступают на один из входов блока 8 вычисления упреждения. На второй вход блока 8 подается значение коэффициента .; Значение с здд ; для каждого цикла дозирования является величиной постоянной и определяется перед началом цикла дозирования как алгебраическая сумма Т,о|д ;.. в предыдущем цикле дозирования и .i-i после окончания предыдущего цикла дозирования, где . i-i и выц,1-1 - заданное и вычисленное значения коэффициентов в дыдущем цикле дозирования, т.е.

13

пре-

iOA

.аА.1-1 Bbi4.i-

е

;

Ь

10

15

20

25

648962

Так как для первого (начального) цикла дозирования о равно О, то

Л н

эад,, п- Лц И QH - соответ h ственно значения ошибки дозирования

и производительности питателя, при которой эта ошибка получена. Эти значения могут быть найдены аналитическим или опытным путем. В частном случае значение начального коэффициента может быть равно О при достаточно точном соответствии модели объекта блока 19 реальным характеристикам дозатора.

В момент включения питателя сигнал с выхода блока 1 управления поступает также на один из входов схемы И 15, на сбрасывающий вход счетчика 16 импульсов, на информационный вход ключа 17 и на один из входов сумматора 18. При поступлении сигнала на сбрасывающий вход счетчика 16 импульсов последний начинает счет импульсов, поступающих с выхода схемы И 15. До момента окончания счета на выходе сумматора 18 формируется единичный сигнал, поступающий на вход блока 19 модели. Если схема построена таким образом, что по отношению к сигналу с выхода задатчика величины дозы сигнал с выхода измерительного блока в узле сравнения является отрицательным, то сигнал с

3g выхода блока 19 модели вьтолняется положительным относительно сигнала с выхода задатчика 2 величины дозы. Коэффициентами передачи элементов схемы обеспечивается, что общее зна40 чение коэффициента передачи канала с моделью объекта управления пропорционально среднему значению производительности питателя.

После того, как счетчик 16 за45 фиксирует заданное число импульсов, происходит его переключение и инвертирование сигналов на его выходах. Время от момента включения счетчика до момента окончания его работы определяется частотой импульсов иа выходе генератора 20 и иастройкой обеспечивается равным минимальному времени суммарного запаздывания в системе управления и в дозаторе. При инвертировании сигналов на выходе счетчика 16 импульсов прекращается поступление импульсов на его вход и замыкание ключа 17. На выходе сумматора 18 происходит удвоение сигнала.

30

50

55

При выполнении блока 19 модели таким образом, что его передаточная функция соответствует передаточной функции, дозатора без учета в его структуре чистого запаздывания, удвоение сигнала на входе модели объекта по истечении времени чистого запаздьтания C J,,„ эквивалентно при постоянном сигнале наличию между вы- ходом блока управления и выходом блока модели звена с передаточной функцией

t р W(p-) W(p) (1 + е ) (1)

где W(p) - передаточная функция блока 19 модели дозатора. Поскольку выход блока 19 модели дозатора подклю

чен на плюсовой вход узла вычисления разности, который представляет собой сумматор, сигнал с выхода блока управления поступает на плюсовой вход узла вычисления разности, сигнал с выхода измерительного блока 5 - на отрицательный вход узла сравнения, также представляющего из себя, в частном случае, сумматор, то совокупность объекта управления (дозатора) и обратной связи с блоком 19 модели может быть описана передаточной функцией

W(p) -Wo(p)e + W,(p)(,(2)

где Т - действительная величина

чистого запаздывания в системе;

Wj (р) - передаточная функция объекта управления без учета запаздывания.

Если Г и WO(P) W(p), выражение (2) сводится к выражению

W(p) W (р)

и управление происходит аналогично случаю, когда в системе запаздывание отсутствует.

Поскольку передаточная функция блока 19 модели дозатора может соответствовать реальному дозатору тольк с тем или иным приближением, 1в процессе работы дозатора возможны изменения производительности и изменения иных параметров объекта, то поправка, формируемая на выходе блока 19 модели, соответствует необходимому значению с некоторой погрешностью.

g 0

5

0

5 Q

35

компенсация которой обеспечивается блоком вычисления величины упреждения следующим образом.

Перед первым (начальным) циклом

АИ дозирования значение Т ,дд, - по

команде от блока 1 управления Из за- датчика 7 величины начального коэффи-- циента записывается в сумматор 13 блока 11 вычисления коэффициента. В блоке 8 вычисления величины упреждения производится умножение значения текущей производительности питателя на коэффициент , . Это произведение дополнительно вычитается в узле 4 вычисления разности из значения величины дозы, обеспечивая компенсацию ошибки, связанной с несовершенством модели и изменениями производительности питателя в течение дозирования.

На один вход узла 3 сравнения подается, таким образом, значение Р - %A.iQ + и( + ), где и( + ) - сигнал с выхода блока 19, а на другой - значе- тя результатов измерения сигналов датчиков с противоположным знаком по отношению к U(+). При равенстве данных значений блок 6 управления выключает питатель и записывает в блок 10 памяти значение производительности питателя , полученное в момент формирования команды на отключение питателя.

После окончания дозирования по команде блока 1 управления в блоке 6 вычисляется величина и знак абсолютной ошибки дозирования первой дозы

Л. Р - Р„

- фактиче0

qjQK.i где ф01К.1

екая величина полученной дозы. В блоке 1 1 вычисляется коэффициент ,

Л.,„ /в делителе 12 -

Ли ЛI + .,,, . 7Г В сумматоре 13.

Чн Ч о

Q,3

вЬЩ,|

зод.. +

45

gQ gg

Значение этого коэффициента запоминается в узле 14 памяти. При последующем (втором) цикле дозирования в блоке 8 непрерывно вычисляется величина упреждения (дополнительного) как

..Q. (

- + о.

.., )9г;

а затем после окончания определяют в блоке 1I

-г 6г

И С/,

вмч.-г А ,5

23

, вЫУ, + -ВЫЧ,

Таким образом, при работе устройства основная часть ошибки дозирования, связанная с запаздьшанием в контуре управления и дозаторе, устраняется путем формирования упреждающего сигнала на выходе блока модели дозатора в соответствии с динамическими характеристиками объекта управления, а меньшая - путем дополнительной кор- рекции, величина которой определяется пропорционально полученной ошибке в предыдущем цикле.

Формула изобретения

Устройство управления весовым дискретным дозированием сыпучих материалов по авт. св. № 1216662, отличающееся тем, что, с целью

повышения точности, в него введены генератор импульсов, схема И, счетчик импульсов, ключ, сумматор и блок модели дозатора, причем один вход сумматора, информационный вход ключа управляющий вход счетчика импульсов и первый вход схемы И подключены к выходу блока управления, второй вход схемы И подключен к выходу генератора импульсов, третий вход - к инверсному выходу счетчика импульсов а выход - к информационному входу счетчика импульсов, прямой выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход которого подключен к другому входу сумматора, а выход сумматора через блок модели дозатора соединен с третьим входом узла вычисления разности.

Изобретение относится к весоизмерительной технике а Цель изобретения - повышение точности дозирования. Основная часть ошибки дозирования, связанная с запаздыванием в контуре управления и дозаторе 2, устраняется путем формирования упреждающего сигнала на выходе блока 19-модели дозатора в соответствии с динамическими характеристиками объекта управления, а меньшая часть ошибки - путем дополнительной коррекции, величина которой определяется пропорционально полученной ошибке в предьщущем цикле. 1 ил. (Л