Устройство автоматического управления весовым порционным дозатором Советский патент 1989 года по МПК G05D11/00 

Г

4

сс сд ел

временной интервал, блок 2 индикации, задатчик 3 порции, формирователь 4 прямоугольных импульсов, триггеры 5, 6, 10, 17, элементы И 7, 9, 12, 13,

18, 19, одновибраторы 8, 15, генератор И импульсов запуска, генератор 14 импульсов циклов, переключатель 16 и элемент ИЛИ 20. 1 ил.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления порционными дозаторами, имеющими циферблатные указатели веса. Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации путем введения режима контроля заданной дозы. Для этого устройство автоматического управления весовым порционным дозатором содержит преобразователь 1 угол - временной интервал, блок 2 индикации, задатчик 3 порции, формирователь 4 прямоугольных импульсов, триггеры 5,6,10,17, элементы И 7,9,12,13,18,19, одновибраторы 8,15, генератор 11 импульсов запуска, генератор 14 импульсов циклов, переключатель 16 и элемент ИЛИ 20. 1 ИЛ.

Изобретение относится к области весоизмерительной техники и может быть иапользовано в системах автоматического управления порционньми дозаторами, имеющими циферблатные указатели веса.

Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации путем обеспечения режима контроля заданной дозы.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство автоматического управ- весовьм порционным дозатором содержит преобразователь 1 угол - временной интервал, блок 2 индикации задатчик 3 порции, формирователь 4 прямоугольных импульсов, подключен- ньй выходом к входам преобразователя 1, задатчйка 3 и первым входам триггеров 5 и 6, связанных вторыми входами соответственно с первым и вторы выходами задатчйка 3. Выход триггера 5 соединен с первым входом эл1гмента И 7, второй вход которого связан с первым выходом триггера 6, а третий вход - с выходом одновибратора 8, Первый вход элемента И 9 подключен к второму выходу триггера 7, его второй вход - к выходу преобразователя I и к четвертому входу элемента И 7, а выход - к первому входу триггера 10, второй вход которого связан,,с выводом генератора 11 импульсов за- пуска.

Выход триггера 10 соединен с первыми входами элементов И 12 и 13. Второй вход элемента И 12 связан с выходом генератора 14 импульсов циклов, а его выход - с входом формирователя 4 и с первым и вторьет входами блока 2. Выход элемента К 7 подклю- чен к входам одновибря.горов 8 и 15. Выход одновибраторэ 15 связан с вторым входом элемента И 13. Переключатель 16 соединен с входами триггера 17, первый Быход которого связан с первым входом элемента И 18, а его второй вькод - с первым входом элемента И 19. Второй вход элемента И 19 соединен с выходом преобразова

теля 1, а выход - с первым входом элемента ИЛИ 20, второй вход которе- го подключен к выходу элемента И 18. Выход элемента ИЛИ 20 соединен с третьим входом блока 2, а второй вход элемента И 18 - с вторым выходом задатчйка 3 порции.

Преобразователь 1 угол - временной интервал состоит из звукопрово- да 21, выполненного из магнитострик- ционного материала, которого зажаты глушителем 22, входного маг- нитострикционного преобразователя 23 подключенного к выходу усилителя 24 записи, при этом звукопровод выполнен кольцеобразным с центром,совпадающим с осью 25 стрелки 26 циферблатного указателя, жестко связанной с выходным магнитострикционным преобразователем 27, подключенным к усилителю 28 считывания, причем усилителя 24 записи соединен с входом преобразователя.

Задатчик 3 порции состоит из зву- копровода 29, выполненного из магни- тострикционного материала, на каждом конце которого установлен глушитель 30, входного магнитострикционного преобразователя 31, подключенного к выходу усилителя 32 записи двух вы- ходньк магнитострикционных преобразователей 33 и 34, связанных соответственно с входами первого 35 и второго 36 усилителей считывания. Вход усипителя 32 зЪписи соединен с входом задатчйка, а выходы первого и второго усилителя считывания подключены соответственно к первому и второму выходам задатчйка, при этом материалы звукопроводов преобразователя угол - временной интервал и задатчйка. порции выбраны одинаковыми.

Блок 2 индикации состоит из 1 ене- ратора 37 счетньк импульсов, подклю- .ченного к первому входу седьмого элемента И 38, выход которого соединен со счетным входом счетчика 39 импульсов. Выход пятого трихтера 40 подключен к второму входу седьмого элемент И, а выход счетчика 39 свя.чли с ни

дикатором 41. Первый вход пятого триггера и счетчика 39 связан с выходом третьего элемента И, причем первый вход- пятого триггера соединен с первым входом блока индикации, второ вход счетчика импульсов - с вторым входом блока индикации, а второй вхо пятого триггера - с третьим входом блок а индик а ции.

Устройство работает следующим образом.

Б исходном состоянии одновибратор 8 и 15 находятся в состояниях, когда потенциалы их выходов являются разре шающими соответственно для элементов И 7 и 13. В начале взвешивания переключатель 16 установлен в положении Вес, при котором потен1щалы с выходов триггера 17 являются разрешающим для элемента И 19 и запрещающим для элемента И 18,

Генератор 11 генерирует импульс (по команде оператора), которьй устанавливает в нулевое состояние триг гер 10. После этого с выхода триггер 10 поступает разрешающий потенциал на один из входов элементов И 12 и 13, В результате на выходе элемента И 13 появляется управляющий сигнал, под действием которого включается исполнительньм механизм загрузки - секторный затвор (не показан) и в весовой бункер начинает поступать дозируемьш материал. После этого первый импульс (старт-импульс) с выхода генератора 14 проходит через открыты элемент И 12 и поступает; на вход формирователя 4, который предназначен для формирования прямоугольного импульса с заданной длительностью.

Импульс с выхода формирователя 4 устанавливает триггеры 5 и 6 в нулевые состояния, при которых потенциал с выхода триггера 5 является запрещающим для элемента И 7, а потенциалы с выходов триггера 6 являются разрешающим для элемента И 7 и запрещающим для элемента И 9. Помимо этого, старт-импульс с выхода формирователя 4 поступает на вход усилителя 24 записи, а затем на входной магнитостри- кционньй пр еобразователь 23. Под действием ЭТОГО импульса-в звукопроводе- 21 в зоне прямого преобразования преобразователя 23, вследствие прямого эффекта магнитострикции, возникает импульс механического напряжения, который распространяется по зву

10

)5 20

копроводу,21 со скоростью звука V. от нулевой точки отсчитываиия угла поворота стрелки 26 циферблатного указателя до зоны обратного преобразования выходного магнитострикционно- го преобразователя 27, жестко связанного со стрелкой 26. Под действием этого импульса механического напряжения, вследствие обратного эффекта магнитострикции, в обмотке выходного преобразователя 27 возникает электрический сигнал, которьй усиливается и формируется в импульс усилителем 28 с итьтания. Этот импульс задержан по отношению к старт-импульсу на время задержки, равное

зал

Ьв V3e

5

0

5

0

5

0

5

где

зв

V

зв

-длина звукопровода между входным 23 и выходным 27 преобразователями;

-скорость звука в звукопроводе 21.

Так происходит преобразование угла поворота стрелки 26 циферблатного указателя во временной интервал t.

Аналогично описанному, старт-импульс с выхода формирователя 4 проходит через усилитель 32 записи за- датчика 3, поступает на входной пре- образователь 31, где в звукопроводе 29 в зоне его прямого преобразования возникает импульс механического напряжения, которьй распространяется по зв-укопроводу 29 со скоростью звука УЗВ и достигает зоны обратного преобразования выходного преобразователя 33, Под действием этого импульса механического напряжения в обмотке выходного преобразователя 33 возникает электрический сигнал, которьй усиливается и формируется в импульс усилителем 35 считывания. Этот импульс устанавливает триггер 5 в состояние, при котором его выход является разрешающим для элемента И 7. Интервал времени, между старт- импульсом с выхода формирователя 4 и моментом установления разрешающего потенциала с выхода триггера 5 является длительностью заданной дозы грубо устанавливается

предварительно путем выбора требуемой длины звукопровода между входным 31 и выходным 33 преобразователями.

т.е. путем перемещения преобразователя 33 вдоль звукопровода 29.

Помимо этого импульс механического напряжения распространяется далее по звукопроводу 29 и через некоторое время достигает зоны обратного преобразования выходного преобразователя 34, под действием которого в его обмотке возникает электрический сигнал, Q копровода 29 задатчика 3 порции. Для

который усиливается и формируется в импульс усилителем 36 считывания. Этот импульс устанавливает триггер 6 в состояние, при котором сигнал с одного из его выходов является разреша- 5 ющим для элемента И 9, а потенциал с другого выхода является запрещающим для элемента И 7.

Интервал времени между старт-импульсом с выхода формирователя 4 и 20 моментом установления разрешающего потенциала с вьгхода триггера 6 для элемента И 9 является длительностью

надежной работы устройства необходимо, чтобы

ген

Ttt

АОЭи,

где Т

ген

заданной дозы t

АОЭК

точно

и устапериод повторения импульсов с выхода генератора 14 импульсов цикла. Импульс с выхода усилителя 28 считывания поступает на вторые входы элементов И 7, И 9 и И 19. Если текущее значение измеряемого веса меньше заданной дозы грубо, т.е. если

t A03(.(, ,

ТО на входы эленавливается предварительно путем перемещения преобразователя 34 вдоль звукопровода 29 при установке переключателя 16 в положение Доза, при котором потенциалы с выходов, триггера 17 являются разрешающими для элемента И 18 и запрещающими для элемента И 19. При этом блок 2 индикации функционирует следующим образом. Б

ментов И 7 и 9 поступают запрещающие потенциалы с выходов триггеров 5 и 6, и поэтому импульс с выхода усилителя 28 через них не пройдет. После этого под действием второго и последующих импульсов с выхода генератора 14 опис,анньй процесс повторяется до тех пор, пока после воздействия К-го импульса с выхода генератора 14 имруемой массы достигает заданной дозы грубо, т.е.

Ao in 1

-t

Зол

i

АОЭб/

каждом цикле позирования, задаваемом

,/,с пульсов цикла текущее значение дозигенератором 14, импульс с выхода эле- 35 i- « - ч JM

мента И 12 (старт-импульс) устанавливает счетчик 39 в нулевое состояние, а также переключает триггер 40 в нулевое состояние, при котором потенциал с его выхода является разрешающим для элемента И 38. Начиная с этого момента времени, импульсы с выхода ; генер атора 37 проходят через открытый элемент И 38 и -поступают на счетный вход счетчика 39.45

В этом случае импульс с выхода усилителя 28 поступает на вход элемента И 7 в момент, когда на его вто рой вход уже подается разрешающий потенциал с выхода триггера 5. На вы ходе элемента И 7 появляется импульс который запускает одновибраторы 8 и 15, после чего под действием запрещающих потенциалов их выходов элемен ты И 7 и 13 закрываются. Управляющий сигнал с выхода элемента И 13 закан- чршается, в результате чего исполни- тельньй мех-анизм загрузки выключается и в весовой бункер перестает поступать дозируемьй материал. После этого дозирование осуществляется в режиме досыпок, т.е. когда исполни- тельньй механизм загрузки (секторньй затвор) начинает работать в импульс

Появляющийся через время t,,

точно импульс (стоп-импульс) с выхода усилителя 36 считьшания проходит через открытьй элемент И 18, через элемент И 20, переключает триггер 40 и в счетчик 39 перестают поступать импульсы. Таким образом, б блоке 2 индикации происходит преобразование

точно

интервала времени t,

с.

цифровой код, определяемьй числом импульсов, зафиксированных в счетчике 35. в каждом цикле дозирования.

578

Показания счетчика 39 выдаются на индикатор 41 в единицах веса дозируемого материала, которьш используется для визуального дистанционного контроля точности выбора требуемой длины звукопровода 29 между входным 31 и выходным преобразователем 34 при перемещении преобразователя 34 вдоль звунадежной работы устройства необходимо, чтобы

ген

Ttt

АОЭи,

где Т

ген

период повторения импульсов с выхода генератора 14 импульсов цикла. Импульс с выхода усилителя 28 считывания поступает на вторые входы элементов И 7, И 9 и И 19. Если текущее значение измеряемого веса меньше заданной дозы грубо, т.е. если

t A03(.(, ,

ТО на входы эле

зал

ментов И 7 и 9 поступают запрещающие потенциалы с выходов триггеров 5 и 6, и поэтому импульс с выхода усилителя 28 через них не пройдет. После этого под действием второго и последующих импульсов с выхода генератора 14 опис,анньй процесс повторяется до тех пор, пока после воздействия К-го импульса с выхода генератора 14 имруемой массы достигает заданной дозы грубо, т.е.

i- « - ч JM

1

-t

Зол

i

АОЭб/

В этом случае импульс с выхода усилителя 28 поступает на вход элемента И 7 в момент, когда на его второй вход уже подается разрешающий потенциал с выхода триггера 5. На выходе элемента И 7 появляется импульс, который запускает одновибраторы 8 и 15, после чего под действием запрещающих потенциалов их выходов элементы И 7 и 13 закрываются. Управляющий сигнал с выхода элемента И 13 закан- чршается, в результате чего исполни- тельньй мех-анизм загрузки выключается и в весовой бункер перестает поступать дозируемьй материал. После этого дозирование осуществляется в режиме досыпок, т.е. когда исполни- тельньй механизм загрузки (секторньй затвор) начинает работать в импульсном режиме. Длительность импульса tyf генерируемого одновибратором 13, определяет время успокоения ме- .ханической системы. Через время t одновибратор 15 возвра:цается в свое исходное состояние и с его выхода подается разрешающий потенциал на вход элемента И 13. В результате на выходе элемента И 13 появляется импульс управляющего сигнала, под действием которого осуществляется первая досыпка материала. Длительность импульса управляющего сигнала t т.е. величина досьтки, равна

ДОС

А ОС

- t ол 1 - t

од г

где

ром 8. Через время t

импульс (стоп-импульс) с выхода усит лителя 28 проходит через открытый элемент И 19, через элемент ИЛИ 20, переключает триггер 40 и в счетчик генерируемого одновибрато- 20 39 перестают поступать импульсы. Таtp - длительность импульса.

0/V 1

одновибратор 8

КИМ образом, в блоке 2 происходит преобразование интервала времени t в цифровой код, определяемый числом импульс-ов в каждом цикле дозирования. Показания счетчика 39 выдаются на индикатор 41 в единицах веса дозируемого материала, который используется для визуального дистанционного контроля.

возвращается в исходное состояние, после чего его выход становится разрешающим для элемента И 7, Если во время или после первой досьтки значение дозируемой массы находится по- прежнему в пределах между значениями

т.е.

грубо и точно

АОЭК, ЗЯД

t

А азы ,

то очередной импульс с выхода усилителя 28 проходит через открьтшийся элемент И 7, запускает одновибраторы 8 и весь описанный процесс дот сыпки повторяется снова и т.д.

Если после очередной порции досьтки значение дозируемой массы достигло заданной дозы точно, т.е. 3 Аози ° очередной импульс с выхода усилителя 28 поступает на входы элементов И 7 и 9 в момент, когда с выходов триггера 6 поступает запрещающий потенциал на другой вход эле- мента И t разрешающий потенциал на один из входов элемента И 9. Поэтому импульс с выхода усилителя 28 проходит только через открытый элемент И 9 и переключает триггер 10 в со стояние, когда потенциал с его вьгхода является запрещающим для элементов И 13 и 12, На этом процесс дозирования заканчивается и потенциал, снимаемый с второго выхода триггера 10, является сигналом Окончание дозирования.

Блок 2 индикации в случае установки переключателя 16 в положение Вес

9575710

функционирует следуюрдим образом. В каждом цикле дозирования, задаваемом генератором 14, импульс с выхода элемента И 12 (старт-импульс) устанавливает счетчик 39 импульсов в нулевое состояние, а также переключает триггер 40 в нулевое состояние, при котором потенциал с его выхода являет- 0 ся разрешающим для элементов И 38. Начиная с этого момента времени, импульсы с выхода генератора 37 проходят через открытый элемент И 38 и по- ступ,ают на счетный вход счетчика 39.

15

Появляющийся через время t

ЭЫА

5

0

5

0

5 Q е

КИМ образом, в блоке 2 происходит преобразование интервала времени t в цифровой код, определяемый числом импульс-ов в каждом цикле дозирования. Показания счетчика 39 выдаются на индикатор 41 в единицах веса дозируемого материала, который используется для визуального дистанционного контроля.

Формула изобр.етения Устройство автоматического управления весовым порционным дозатором, содержащее преобразователь, угол - временной интервал, блок индикации, задатчик порции, формирователь прямоугольных импульсов, подключенный выходом к входам преобразователя угол - временной интервал, задатчи- ка порции и первым входам первого и второго триггеров, соединенных вторыми входами соответственно с первым и вторым выходами задатчика порции, первьй элемент К, подключенньй первым и вторым входами соответственно к выходу первого триггера и первому выходу второго триггера, а третьим входом - к выходу первого одновибра- тора, второй элемент К, соединенный первым входом с вторым выходом второго триггера, вторым входом - с выходом преобразователя угол - временной интервал и четвертым входом первого элемента И, а выходом - с пер- вьм входом третьего триггера, второй вход которого соединен с выходом ге- нератора импульсов запуска, а выход - с первыми входами третьего и четвертого элементов И, причем второй вход

и 1495757«2

третьего элемента И соединен с выхо-включены между первым входом четвердом генератора импульсов циклов, а.того триггера и общей шиной, а замывыход - с входом формирователя пря-кающие контакты - между общей шиной

моугольных импульсов и с первым и- и вторым входом четвертого триггера,

вторым входами блока индикации, вы-подключенного первым выходом к первоход первого элемента И соединен с му входу пятого элемента И, соединенвходами первого одновибратора и вто-ного вторым входом с выходом преоброго одновибратора, подключенного вы-разователя угол - временной интервал,

ходом к второму входу четвертого|0 а выходом - с первым входом элемента

элемента И, отличающеесяИЛИ, выход которого подключен к третем, что, с целью повышения удобстватьему входу блока индикации, а втоэкспяуатации путем обеспечения ежи-рой вход - к выходу шестого элемента

ма контроля заданной дозы, введеныИ,-подключенного первым входом к вточетвертый триггер, элемент ИЛИ, пя-15 рому выходу четвертого триггера, а

тый и шестой элементы И и переключа-вторым входом - к второму выходу затель, размыкающие контакты которого ,датчика порции.