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

to

СП «j;

О)

10

15

1 .1425463

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже представлена блок-схема устройства управления.

Устройство состоит из блока 1 управления, задатчика 2 величины дозы, узла 3 сравнения, узла 4 вычисления разности, измерительного блока 5, ключа 6, блока 7 вычисления величины и знака ошибки, задатчика 8 величины начального коэффициента упреждения , блока 9 модели, блока 10 измерения производительности питател я, блока 11 памяти, блока 12 вычисления коэффициента упреждения, делителя 13, сумматора 14, узла 15 памяти, блока 16 перемножения, элемента 17 задержки, схемь И 18, счетчика 19 импульсов, ключа 20, сумматора 21 и управляемого генератора 22.

Устройство работает следующим образом.

Задатчиком 2 задается требуемое значение дозы Р. Блок управления включает-питатель, и сыпучий матери-. ал поступает в грузоприемный бункер, установленный на датчиках (не показаны).30 Сигнал с выхода датчиков, пропорцио- нальный усилию, передаваемому от бун- Кера с дозируемым материалом, измеря- ется блоком 5. Результат измерения М поступает на вход х;зла 4 вычисления разности, в блок 7 вычисления вели- чины и знака ошибки и блок 10 измере- ;ния производительности питателя.

В момент включения питателя сигнал с выхода блока 1 управления по - ступает также на один из входов схемы И 18, сбрасываюищй вход счетчика 19, информационный вход ключа 20 и первый вход сумматора 21. При поступлении сигнала на сбрасывающий вход счетчика 19 импульсов последний начинает счет импульсов, поступающих с выхода схемы И 18. До момента окончания счета на выходе сумматора 21 формируется единичный сигнал, поступающий на один из входов блока 16 перемножения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 11 памяти, пропорциональный значению производительности питателя при окончании предыдущего цикла дозирования.

Таким образом, на вход блока S модели в первоначальный момент времени паа,ается сигнал, пропорциональный

з п р з пр ти до де ци

зи но ла су ва

20 ще ни до

25 оци

гд

Эт че

35

40

45

50

55

Пе

ро

от ве пи чи де

хо ет вх ча кл на ен

ки бе па де ни си

0

5

0

значению производителг ности питателя при окончании предыдущего тхикла дозирования. После того, как счстчнк 19 зафиксирует 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 на выходе управляемого генератора 22 и пропорционально сигналу (1 с выхода блока 12 вычисления коэффип.иента упреждения.

Значение €. для каждого цикла дозирования является величиной постоянной и определяется перед началом цикла дозирования как алгебраическая сумма С;., в предыдущем цикле дозирования и С ;., после окончания предыду0 щего цикла дозирования, где с Vi . - заданное и вычисленное 3Hav;e- ния коэффициентов в предьщущем цикле дозирования, т.е. ., ,. Так как для первого (начального)

5 оцикла дозирования , „ равно О, то

3 аи

, (-

iH

где йН и 0ц - соответственно значения ошибки дозирования без учреждения и производительности питателя, при которой эта ошибка получена.

Эти значения могут- быть заданы расчетным путем в результате опытов.

5

0

5

0

5

Перед первым (начальным) циклом дози 3 61

рования значение - по команде

1чн

от блока 1 управления из задатчика 8 величины начального коэффициента записывается- в сумматор 14 блока вы- чиления величины коэффициента упреждения .

При инвертировании сигналов на выходах счетчика 19 импульсов прекращается поступление импульсов на его вход и производится замыкание ключа 20. Поскольку вьгход ключа 20 подключен к второму входу сумматора 21, на выходе последнего происходит удвоение сигнала.

При выполнении блока 9 модели таким образом, что его передаточная функция соответствует модели объекта без учета в его структуре чистого запаздывания, удвоение сигнала на входе модели объекта по истечении времени t эквивалентно при постоянном сигнале наличию между выходом блока

управления и выходом блока 9 модели звена с передаточной функцией:

5

W(P))( ),

где W(P) - передаточная функция бло- Iка модели.

Поскольку выход блока 9 модели подключен на плюсовый вход узла 4 вычисления разности, а сигнал с выхода измерительного блока 5 поступает на минусовый вход узла 4, то в целом передаточная функция совокупности объекта управления и обратной связи, включающей в себя схему И, счетчик 19, ключ 20, сумматор 21, генератор 22, блок 16 перемножения и блок 9 модели, по отношению к минусовому входу узла 3 сравнения соответствует выражению

W(P)-Wo(P) fW(P)( ),

где J - действительная величина чистого запаздывания в системе;

Wjj .P) - передаточная функция объекта управления без учета запаздывания . В случае, если и Wo(,P)V(P)

это выражение сводится к выражению

W(P)W(P)

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

С некоторой задержкой относительно момента инвертирования сигналов на выходе счетчика 19, определяемой параметрами элемента 17 задержки, происходит замыкание ключа 6. При замыкании ключа 6 с блока 1 управления поступает сигнал на управляющий вход блока 11, на его выходе появляется сигнал, пропорциональный сигналу с выхода блока измерения производительности питателя.

С этого момента воздействие на модель определяется текущим значением производительности. В связи с этим любые изменения производительности питателя в процессе ццкла дозирования отрабатываются моделью объекта и сказываются на моменте отключения питателя.

В момент равенства сигналов на входах узла 3 сравнения на его выход появляется сигнал, поступающий на вход блока 1 управления, что приводит к выключению питателя. Одновре

0

54

15

20

ЗЕ)

25

OQ

5

0

5

63

менно в блоке 11 памяти записывается значение производительности питателя Q,, полученное в момент формирования команды на отключение питателя.

После окончания дозирования по команде блока 1 управления в блоке 7 вычисляется величина и знак абсолютной ошибки дозирования первой дозы Л, Р-Р|ракт г Де Рфокт фактическая величина полученной дозы. В блоке 12 вычисляются коэффициенты:

ч.„ в э в ЛН AI

-- в делителе 13 и с ,--+- 1Ч и Ч

в сумматоре 14. Значение коэффициента запоминается в узле 15 памяти. При последующем цикле дозирования вновь производится корректировка коэффици- .ента упреждения, которьп можно определить как величину эквивалентного запаздывания в объекте управления. Поскольку величина запаздывания в канале моделирования, определяемая сигналом на выходе блока 12, является величиной переменной, так как определяется не только собственно величиной запаздывания, но и различными случайными погрешностями дозирования, то для исключения кратковременного обнуления сигнала на выходе блока 11 памяти и появления соответствующей погрешности при включении блока 11 памяти величина задержки элемента 17 В1.1бирается большей, чем максимально возможная разница абсолютных величин сигнала на выходе блока 12 при двух последовательных циклах дозирования. При нулевой задержке элемента 17 в случае, если в начале дозирования переключение блока 1 1 памяти происхо - дит раньше, чем появление сигнала на выходе блока 10 ввиду запаздывания в системе, то на выходе блока 9 модели появляется кратковременный нулевой сигнал, вносящий погрешность в результат дозирования.

Таким образом, при работе устройства обеспечивается точность дозирования выше, чем у известных устройств, поскольку на результат дозирования не влияют изменения производительности питателя в процессе работы, а упреждение на предварительное отключение питателя определяется с учетом динамических свойств дозатора.

Формула изобретения Устройство управления весовым дискретным дозированием сыпучих материалов, содержащее измерительный блок, к входу которого подключены весоизмерительные датчики дозатора, а к выходу - вход блока измерения производительности питателя и первый вход блока вычисления величины и зяака ошибки, узел сравнения, выход которого подключен к входу блока управления, первый выход которого подключен к питателю дозатора, а второй - к нторо- му входу блока вычисления величины и ;знака ошибки, третий вход которого соединен с выходом задатчнка величи

ча и с одним из входов сумматора, информационный вход счетчика импульсов соединен с выходом схемы И, прямой выход - с управляющим входом ключа, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а инверсный выход счетчика импульсов соединен с третьим входом схемы И, блок модели объекта, выход которого соединен с,первым входом I

узла вычисления разности-, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дозирования, в него введены блок перемножения, допол

И зобретение относится к весоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности. Блок 5, измеряющий массу материала, вырабатывает сигналы для узла 4 вычисления разности, блока 7 вычисления величины и знака ошибки и блока 10 измерения производительности. В момент включения питателя блок 1 управления выдает сигналы на вход схемы И 18, сбрасывающий вход счетчика 19, вход .j, lairoqa 20 и сумматор 21. Блок 9 модели принимает сигнал, пропорциональный производительности. Перед каждым циклом дозирования устанавливается коэффициент упрез{здения как алгебраическая сумма заданной уставки времени и уставки, вычисленной в предыдущем цикле дозирования. Устройство позволяет повысить точность дозирования за счет уменьшения влияния изменения производительности питателя в процессе набора дозы и установки упреждения на отключение питателя с учетом динамических свойств дозатора. 1 ил. 1C (Л

;ны дозы, блок памяти, первый вход ко- 15 нательный ключ, элемент задержки и

ггорого соединен с выходом блока измерения производительности питателя, радатчик величины начального коэффициента упреждения, вход которого Соединен с третьим выходом блока уп- |равления, блок вычисления коэффициента упреждения в виде последовательно (Соединенных делителя, сумматора и уз- ha памяти, входы делителя которого роединень соответственно с выходами блока вычисления величины и знака )ки и блока памяти, а вход сумматора - с выходом задатчика величины Начального коэф4)ициента упреж,аения, узел вычисления разности, кото- |зого подключен к первому входу узла Ь )3}знения, первый выход блока управ- .Ьенич соединен с первым входом (pxoMi.i И, управляюищм входом счетчика. 1мпу,, информационным входом клю20

2Б

30

35

управляемый генератор, причем инфор мационный вход дополнительного ключ соединен с четвертым выходом блока управления, выход - с вторым входом блока памяти, а управляющий вход че рез элемент задержки - с прямым вых дом счетчика импульсов, выход блока вычисления коэффициента учреждения соединен с входом управляемого гене ратора, выход которого соединен с вторым входом схемы И, выход суммат ра соединен с первым входом блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом блока пямяти, а выход - с входом блока модели объек та, выход измерительного блока соед нен с вторым входом узла вычисления разности, а второй вход узла сравне ния соединен с выходом задатчика ве личины дозы.

управляемый генератор, причем информационный вход дополнительного ключа соединен с четвертым выходом блока управления, выход - с вторым входом блока памяти, а управляющий вход через элемент задержки - с прямым выходом счетчика импульсов, выход блока вычисления коэффициента учреждения соединен с входом управляемого генератора, выход которого соединен с вторым входом схемы И, выход сумматора соединен с первым входом блока перемножения, второй вход которого соединен с выходом блока пямяти, а выход - с входом блока модели объекта, выход измерительного блока соединен с вторым входом узла вычисления разности, а второй вход узла сравнения соединен с выходом задатчика величины дозы.