Устройство для управления весовым порционным дозатором Советский патент 1988 года по МПК G05D11/00 

Изобретение относится к весоизме- рительнон технике и может быть ис- I пользовано в системах автоматическо- го управления порционными дозаторами имеющими циферблатные указатели веса Целью изобретения является расширение области применения устройства путем обеспечения управления двухско ростным шнековым питателем. I На чертеже приведена функциональ- i ная схема устройства для управления весовым порционным дозатором. I Устройство содержит последователь j но соединенные генератор 1 импульсов

запуска, первый триггер 2, последова тельно соединенные формирователь 3

I прямоугольных импульсов, второй

I триггер 4, первый элемент И 5, после1 довательно соединенные третий тригге

I 6 и второй элемент И 7, последова: тельно соединенные генератор 8 импульсов цикла и третий элемент И 9,

I а также четвертый триггер 10 и четвертый элемент И 11, первый вход ко- торого подключен к первому выходу .четвертого триггера, второй вход - к выходу преобразователя 12 угол - временной интервал, к второму входу первого элемента И и к первому входу блока 13 индикац 1И, а выход - к второму входу первого триггера. Вход задатчика 14 порции связан с выходом формирователя прямоугольных импульсов, с входом преобразователя угол - временной интервал и с первым входом четвертого триггера, первый выход - с вторым входом второго триггера, а второй выход - с вторым входом четвертого триггера, подключенного вторым выходом к третьему входу первого элемента И.

Генератор 1 импульсов запуска соединен с первым входом третьего триггера 6, а выход первого триггера 2 подключен к вторым входам второго 7 и третьего 9 элементов И и к первому входу пятого элемента И 15, второй вход которого связан с вторым выходом третьего триггера. Второй вход третьего триггера 6 соединен с выходом первого элемента И 5, а выход третьего элемента И 9 подключен к входу формирователя 3 прямоугольных импульсов, а также к второму и третьему входам блока 13 индикации.

Преобразователь 12 угол - временной интервал состоит из звукопровода

0

5 Q

5

0

5

0 5

16, выполненного из магнитострикцион- ного материала, концы которого соединены через глушитель 17, входного магнитострикционного преобразователя 18, подключенного к выходу усилителя 19 записи,при этом звукопровод выполнен кольцеобразным с центром, совпадающим с осью 20 стрелки 21, жестко связанной с соответствующим выходным магнитострикционным преобразователем 22, подключенным к усилителю 23 считывания, причем вход усилителя записи соединен с входом преобразователя, Задатчик 14 порции состоит из звукопровода 24, выполненного из магнитострикционного материала, на каждом конце которого установлен глушитель 25, входного магнитострикционного преобразо;вателя 26, п.одключенного к выходу усилителя 27 записи, двух выходных магнитострикционных преобразователей 28 и 29, связанных соответственно с входами первого 30 и второго 31 усилителей считывания. Вход усилителя записи соединен с входом датчика, а выходы первого и второго усилителей считывания подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика, при этом материалы звукопроводов 14 задатчика и преобразователя 12 выбраны одинаковыми.

Блок 13 индикации состоит из генератора 32 счетных импульсов, подключенного к первому входу шестого элемента И 33, выход которого соединен со счетным входом счетчика. 34 импульсов. Выход пятого триггера 35 подключен к второму входу шестого элемента И, а выход счетчика импульсов связан с индуцирующим устройством 36. Первый вход пятого триггера .подключен к выходу усилителя считывания, а входы Установка нуля пятого триггера и счетчика импульсов связаны с выходом третьего элемента И, причем первый вход пятого триггера соединен с первым входом блока индикации второй вход пятого триггера связан с вторым входом блока 13 индикации, а второй вход счетчика импульсов - с третьим входом блока индикации.

Устройство работает следующим образом.

В начале первого цикла взвешивания генератора 1 импульсов запуска генерирует импульс (по команде опера тора), который устанавливает в нулевое состояние триггеры 2 и 6. После

314

этого с выхода триггера 2 поступает разрешающий потенциал на один из входов элементов И 7,9 и 15, а с выхода триггера 6 поступает разрешающий потенциал на второй вход элемента И 7 и запрещающий потенциал на второй вход элементами 15. В результате на выходе элемента И 7 появляется управляющее напряжение U,, под действием которого шнековый питатель (не показан) вращается с максимальной скоростью и в весовой- бункер начинает поступать дозируемый материал с боль щой интенсивностью. После этого первый импульс с выхода генератора 8 циклов проходит через открытый эле- мент И 9 и поступает на вход формирователя 3 прямоугольных импульсов, который предназначен для формиоовя- ния прямоугольного импульса с заданной длительностью.

Импульс с выхода формирователя 3 импульсов устанавливает триггеры 4 и 10 в нулевое состояние, при котором потенциал с выхода триггера 4 является запрещающим для элемента И 5, потенциал с одного из выходов триггера 10 является разрешающим для элемента И 5, а потенциал другого выхода триггера 10 является запрещающим для элемента И 11.

Кроме того, первый импульс с выхода формирователя 3 поступает на вход усилителя 19 записи, а затем на входной магнитострикционный преобразователь 18. Под действием этого импульса в зоне прямого преобразования преобразователя 18 вследствие прямого эффекта магнитострикции возникает импульс продольного механического напряжения, который распространяется по звукопроводу 16 со скоростью звука V от нулевой точки отсчитывания угла поворота стрелки 21 циферблата- указателя до зоны обратного преобразования выходного магнитострикционно- го преобразователя 22, жестко связанного со стрелкой 21. Под действием этого импульса механического напряжения вследствие обратного эффекта магнитострикции в обмотке выходного преобразователя 22 возникает электрический сигнал, который усиливается и формируется в импульс усилителем 23 считывания. Этот импульс с выхода усилителя 23 считывания будет задержан по отношению к первому импульсу с выхода формирователя 3 импульсов на время задержки, равное:

t

4

1эв

3CIA у

Пр

0

где 1 - длина звукопровода между

входными 18 и выходными 22 преобразователями; Vnp - скор,ость звука. Таким образом, происходит преобразование угла поворота стрелки 21

Q циферблатного указателя во временной интервал t jg. .

Аналогично описанному первьгй импульс с выхода формирователя 3 импульсов пооходит через усилитель 27

с записи задатчика 14 порции, поступает на входной магнитострикционный преобразователь 25, где в зоне его прямого преобразова11ия возникает импульс продольного механического напряжения, который распространяется по звукопроводу 24 со скоростью звука V и достигает зоны о братного преобразования выходного магнитострикционного преобразователя 28. Под действием механи5 ческого напряжения в обмотке выходного преобразователя 28 возникает электрический сигнал, который усиливается и формируется в импульс усилителем 30 считывания. Этот импульс устанавливает триггер-4 в состояние, при котором с его выхода является разрешающим для элемента И 5. Интервал времени между первым импульсом с выхода формирователя 3 импульсов и моментом установления разрешающего потенциала

5 с выхода триггера 4 является длительностью заданной дозы (грубо) ,,,, и устанавливается предварительно путем выбора требуемой длины звукопровода между входным 26 и выходным 28

преобразователями, т.е. путем перемещения преобразователя 28 вдоль звукопровода 24.,

Кроме того, импульс продольного механического напряжения, распростра няясь далее по звукопроводу 24, через некоторое время достигает зоны обратного преобразования выходного магнитострикционного преобразователя 29, под действием которого в его обмотке

0 возникает электрический сигнал, который усиливается и формируется в импульс усилителем 31 считывания. Этот импульс устанавливает триггер 10 в состояние, при котором сигнал с одно-

5 го из его выходов является разрешаю- щим для элемента И 11, а потенциал с другого выхода является запрещающим для элемента И 5. Интервал времени ме;«ду первым импульсом с выхода фор51/4

мирователя 3 импульсов и моментом, установления разрешающего потенциала ;с выхода триггера 10 для элемента И Ml является длительностью заданной дозы (точно) , и устанавливается предварительно путем перемещения преобразователя 29 вдоль звукопровода 24,

Для повышения надежности работы устройства необходимо, чтобы I : /ЬлрзЫ2 Д ГЕН период повторе- ;ния импульсов с выхода генератора 8 ;импульсоБ цикла.,

; Импульс с выхода усилителя 23 считывания поступает на вторые входы элементов И 5 и 11. Если текущее значение измеряемого веса меньше задан- йой дозы (грубо), т.е. если

t доЗЫ t дозы

зад г,--- ,. - ,

то на входы элементов И 5 и 11 -пос- |тупают запрещающие потенциалы с вы- Ьсодов триггеров 4 и 10, поэтому им- . пульс с выхода усилителя 23 через их не пройдет. После этого под дей- 1ствием второго и последующих импульсов с выхода генератора 8 импульсов цикла описанный процесс будет повторяться до тех пор, пока после воздействия п-го импульса с выхода генератора 8 цикла текущее значение дозируемой массы достигает заданной дозы (грубо), т.е.

AOjtfiXt 2с,д (,.

В этом случае импульс с выхода усилителя 23 считывания поступит на вход элемента И 5 в момент, когда на его второй вход уже подается разрешающий потенциал с выхода триггера 4 На выходе элемента И 5 появится импульс, который переключит триггер 6 в противоположное состояние, т.е. когда с одного из его выходов подается запрещающий потенциал на вход элемента И 7, ас второго выхода триггера 6 поступает разрешающий потенциал на вход элемента И 15. В результате этого управляющее напряжение U с выхода элемента И 7 исчезает, а на выходе элемента И 5 появляется управляющее напряжение Uj, под действием которого шнековый питатель вращается с малой скоростью и в весовой бункер дозируемый материал поступает с малой интенсивностью, что обеспечивает ма- пую динамическую погрешность дозирования. Аналогично описанному, следующий импульс с выхода генератора 8 циклов проходит через открытый элемент И 9, формирователь 3 импульса

666

и поступает на -входы усилителей 19 и 27 записи, а также переключает триггеры .4 и 10 в нулевое состояние.

Через время , (грубо) импульс с выхода усилителя 30 считывания переключит триггер 4, а через время tдозы(точно) импульс с выхода усилителя 31 считывания переключит

триггер 10 в противоположные состояния. Таким образом, в интервале времени

Аози t дзь( 2 входы элемента И 5 поступают разрешающие потенциалы с выходов триггеров 4 и 10. Если текущее значение л,озируемой массы снова находится в пределах импульс с выхода усилителя 23 считывания проходит через открытый элемент И 5 и подтверждает состояние триггера 6, а шнековый питатель продолжает вращаться с .малой скоростью.

Весь описанный процесс измерения будет повторяться с поступлением кажДого импульса с выхода генератора 8 импульсов циклов .до тех пор, пока значение дозируемой массы- достигнет заданной дозы (точно), т.е. когда

СЗОСА f Аозб(,

В этом случае последующий импульс с выхода генератора 8 пройдет через открытый элемент И 9, формирователь 3 импульсов, устанавливает триггеры 4 и 10 в нулевые состояния и поступает на .входы усилителей 19 и 27 записи. Через время на выходе усилителя 31 считывания появится импульс, который переключит триггер 10 в противоположное состояние, когда потенциалы с его выходов являются запрещающим для элемента И 5 и разрешающим для элемента И 11. Импульс, появляющийся через время (f на выходе усилителя 23 считывания, проходит только через открытый элемент И 1 1 и пе5 ёключает

триггер 2 в единичное состояние, после чего потннциал с его выхода является запрец ающим для элементов И 7, 9 и 15.

Управляющее напряжение U-j исчезает

и шнековый питатель останавливается.

На этом процесс дозирования заканчивается и потен7.:;иал, снимаемый с второго выхода триггера 2, является управляющим сигналом Окончание дозирования.

Блок 13 индикации функционирует следующим образом.

В каждом цикле дозирования, задаваемом генератором 8, импульс с выхо

7,4

да элемента И 9 (старт-импульс) устанавливает счетчик S i импульсов я нулевое состояние, а также переключает триггер 35 в нулевое состояние, при котором потенциал с его выхода является разрешающим для элемента И 33. Начиная с этого момента времени, импульсы с выхода генератора 32 счетных импульсов проходят через открытый элемент И 33 и поступают на счетный вход счетчика 34 импульсов. Появляющийся через время tjj, импульс (стоп- импульс) с выхода усилителя 23 считывания переключает триггер 35 и в

186668

счетчик 34 перестают поступать импульсы. Таким образом, а блоке 13 индикации происходит преобразование интервала времени в цифровой код, определяемый числом импульсов, зафиксированным в счетчике 34 импульсов в каждом цикле дозирования. Показание счетчика 34 импульсов выдается

10 на индицирующее устройство 36 в единицах веса дозируемого материала, которое используется для визуального дистанционного контроля.