Устройство для управления загрузкой бункеров Советский патент 1990 года по МПК B65G65/30 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано для управления загрузкой емкостей, в частности бункеров, различного рода сырьем и сыпучими материалами.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для управления загрузкой бункеров; на фиг. 2 - функциональная схема устройства для управления загрузкой бункеров; на фиг. 3 - логическая структура блока запроса загрузки; на фиг. 4 - электрическая схема формирователя сигналов; на фиг. 5 - логическая структура счетчика; на фиг. 6 - электрическая схема генератора импульсов; на фиг. 7 - логическая структура регистра сдвига; на фиг. 8 - логическая структура коммутатора; на фиг. 9 - электрическая схема формирователя синхроимпульсов; на фиг. 10 - эпект- рическая схема блока начальной установки.

Устройство для управления загрузкой бункеров содержит датчики 1 нижнего и верхнего уровней, установленные в бункерах, блок 2 опроса, соединенный первым выходом с соответствующим входом блока 3 очередности загрузки, первый и второй выходы котоСП

со со

СО

о со

рого подключены соответственно к входу блока 4 индикации и блока 5 регистрации, и снабжено блоками заданий 6 и запроса 7 загрузки, блоком 8 бло- кировки н блоком 9 начальной установки, первый выход которого соединен с установленными входами соответственно блока 2 опроса, блока 3 очередности загрузки и блока 7 запроса загруз- ки, а второй выход подключен к установочному входу блока 8 блокировки, к первому и второму информационным входам которого подключены датчики 1 соответственно верхнего и нижнего уровней, первый выход соединен с первым входом блока 7 запроса загрузки, а второй выход подключен к второму и первому входу соответственно блока 3 очередности загрузки и блока 2 опро са, второй выход которого подключен к второму входу блока 7 запроса загрузки и входу блока 8 блокировки, а третий выход подключен к второму входу блока 7 запроса загрузки, выход которого соединен с вторым входом блока 2 опроса, четвертый выход которого подключен к входу блока заданий, первый выход которого соединен с третьим входом блока 3 очередности загрузки, а второй выход подключен к третьему входу блока 7 запроса загрузки.

Блок 8 блокировки состоит из 2N элементов 10,,-10 блокировки (по количеству датчиков уровней, установленных в бункерах). Каждый элемент блокировки содержит формирователь 11 сигналов, к выходам которого подключены элементы И-НЕ 12 и 13.

Датчики нижнего и верхнего уровней, установленные в N бункерах, подключены к информационным входам элементов блокировки соответственно 10,-10М и 10ц.,, -10гн. Информационные входы элементов 10,-10N и Юи + 1 -102N блокировки образуют соответственно первый и второй информационные входы блока 8 блокировки. Управляющие входы элементов 10,-10ц и Ю„4, -Югм блоки- ровки соответственно объединены и образуют установочный и третий входы блока 8 блокировки. Выходы элементов 10NM -10iN. блокировки подключены к входам элемента ИЛИ 14, выход которого является вторым выходом блока 8 блокировки.

Блок 2 опроса содержит счетчик 15 импульсов, информационные выходы ко

5 0

5 0

5

торого подключены к входу блока 7 запросов загрузки и первым входам элементов И , вторые входы которых подключены к входам элемента ИЛИ 17 и являются входом блока 2 опроса, а выходы - выходом блока 2 опроса. Выход элемента ИЛИ 18 образует первый выход блока 2 опроса. Элемент ИЛИ 17, генератор 19 импульсов и элемент НЕ 20 через элемент И 21 подключены к счетному входу счетчика 15, блокирующий выход которого является третьим выходом блока 2 опроса.

Блок 3 очередности загрузки содержит регистр 22 сдвига, коммутатор 23 и формирователь 24 синхроимпульсов.

Блок 6 заданий состоит из задатчи- ков вида материала 25,-25N по числу загружаемых бункеров, шифраторов 26,-26N, формирующих код номера бункера и випа материала, и мультиплексора 27.

Блок 7 запроса загрузки представляет собой регистр, построенный на N ( по числу бункеров) сдвоенных триггеров 28,-28Ц и RS-типа с элементами И-НЕ 30,-30N и ЗАПРЕТ 31,-31N на входах установки соответственно в 1 и в О триггеров 294-29N и с формирователем 32 и элементом И 33 на входе установки в О триггеров 28(-28ц. Счетчик 15 выполнен по схеме кольцевого счетчика - распределителя на триггерах 34«-34N IK-типа.

Регистр 22 сдвига представляет собой матрицу, состоящую из m строк (по разрядности кода, определяющего номер бункера и тип загружаемого в него материала) N-разрядных (по числу бункеров) реверсивных сдвиговых регистров, построенных на триггерах 35,-35и IK-типа, элементах И-ИЛИ 36t-36N, 37,-37ц и 38,-38Н и элементах НЕ 39, -39™.

Коммутатор 23 выполнен по схеме N-разрядного реверсивного сдвигающего регистра, включающего в себя триггеры 40,-40М ТК-типа и элементы И-ИЛИ 41,-41N н 42,-42N.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания блок 9 начальной установки вырабатывает два сдвинутых во времени импульса, устанавливающих схему устройства в исходное состояние. Импульсом с первого выхода блока 9 начальной установ5

кн устанавливаются в нулевое положение триггеры регистра блока 7 запроса загрузки, информационные выходы счетчика 15 блока 2 опроса и триггеры регистра 22 сдвига блока 3 очередности загрузки. При этом на первом выходе коммутатора 23 и N+1 выхода счетчика 15 устанавливаются сигналы

IT 4 И

I «

Импульс с второго выхода блока 9 начальной установки подается на управляющие входы элементов 104-10N блокировки и появляется на выходах тех блокирующих элементов, у которых соответствующие им бункеры не загружены (сработали соответствующие датчики нижнего уровня в бункерах). В случае, если все бункеры загружены, импульсные сигналы на выходы элементов 104-10ц блокировки не проходят и триггеры регистра запросов в блоке 7 запросов загрузки остаются в состоянии О. При этом на выходе элементов ИЛИ 16, И 17,-17N, ИЛИ 18 и И 21 имеется также О.

В соответствии с технологией за- датчики 254-25N устанавливаются в положение, определяющее тип материала

15

1533963

0

рого выхода блока 9 начальной установки. С выхода элемента И-НЕ 13, , являющегося выходом элемента 10 блокировки, короткий импульс положительной полярности поступает на соответствующий запрашивающий вход блока запросов загрузки, который является вторым входом элемента И-НЕ 30, , первый вход которого соединен с задающим выходом соответствующего задат- чика 25, блока 6 заданий.

Триггеры 284 и 29, устанавливаются в 1 и сигнад с выхода триггера 284 , который является выходом блока 7 запроса загрузки, подается на информационный вход блока 2 опроса, т.е. на входы элементов И 16, и ИЛИ 17. Сигналом с выхода элемента ИЛИ 17 элемент И 21 отпирается для прохождения импульсов с выхода генератора 19 на счетный вход счетчика 15, построенного по схеме кольцевого счетчика- распределителя. В исходном состоянии 5 на информационных выходах 1-N счетчика 15 установлен О, на блокирующем выходе 1-N установлена 1.

При поступлении счетных импульсов на вход счетчика 15 1 с выхода

5

0

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано для управления загрузкой емкостей, в частности бункеров различного рода сырьем и сыпучими материалами. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности, заключающееся в том, что виды материала, загружаемого в бункеры, не привязываются к определенной группе бункеров, а распределяются произвольно в зависимости от требований технологического процесса. При включении устройства осуществляется начальная установка устройства, а в процессе управления загрузкой устройство реагирует на изменение состояния объекта, исключая запись ложной информации. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок заданий, блок начальной установки, блок запросов загрузки и устройство блокировки. 10 ил.

загружаемого в данный бункер. На вы- 30 N+1 последовательно переходит на пер

ходе дешифратора 26, соединенного с задатчиком 25, выставляется код, состоящий из постоянной и переменной частей. Постоянная часть кода соответствует номеру буккера, а переменная- положению задатчика 25 и характеризует тип материала, который следует загружать в данный бункер. Когда все бункеры загружены, схема устройства управления находится в исходном состоянии.

При опорожнении какого-либо бункера (например, первого) срабатывает его датчик нижнего уровня и на вход элемента 10 блокировки поступает сигнал. На первом выходе формирователя 11 сигналов формируется сигнал положительной полярности, длительность которого равна длительности сигнала н выходе датчика нижнего уровня. На втором выходе формирователя 11 сигналов формируется короткий импульс отрицательной полярности, который поступает на второй вход элемента И-НЕ 134 на первом входе которого имеется 1 с выхода элемента И-НЕ 12t , так как на его первом входе, являющемся установочным входом элемента 10, блокировки, имеется логический О с вто

5

0

п

выходон

114 II

5

5

вый выход, второй и т.д. Цикл опроса заканчивается, когда 1 возвращается на выход N+1. При совпадении на одном и том же элементе И 16 1 на первом входе, соединенном с блока 7 запроса загрузки, и 1 на втором входе, соединенном с информационным выходом счетчика 15, на выходе соответствующего элемента И 16, в данном случае 16, появляется 1, которая поступает на управляющий вход мультиплексора 27, являющийся входом блока 6 заданий, и через элемент ИЛИ 18 на вход блока 3 очередности загрузки. На выходе мультиплексора 27 выставляется код, соответствующий номеру запросившего загрузки бункера и типу материала, загружаемого в него.

Сигнал с первого выхода формирователя 24 синхроимпульсов разрешает запись этого кода в тот разряд регистра 22 сдвига, информационные входы которого подготовлены сигналом с выхода коммутатора 23 в данном случае в первый разряд). Информация, записанная в первый разряд регистра 22 сдвига, высвечивается на экране индикатора, сообщая о номере бункера, запросившего загрузку первым, и типе материала, который следует в него загрузить. Следующий по времени сигнал с второго выхода формирователя 24 синхроимпульсов осу- ществяет сдвиг влево на один разряд 1 в коммутаторе 23, подготавливая следующий разряд регистра 22 сдвига к записи кода очередного бункера, запросившего загрузки. Если за время цикла пересчета счетчика оказались запрошенными загрузки (сработали несколько датчиков нижнего уровня), то при последовательном пересчете они все будут записаны в регистр сдвига в порядке опроса.

По окончании цикла пересчета 1 выставляется на (М+1)-м выходе счет- чика 15, который является блокирующим выходом блока 2 опроса. Этот сигнал поступает на вход формирователя 32 короткого импульса блока 7 запроса загрузки обнуляя триггеры 284-28N, в которые записаны сигналы запроса бункеров в данном цикле опроса. Этот же сигнал поступает на блокирующие входы элементов Юм + 1 -Югы блокировки, разрешая прохождение на их выход сиг- налов от датчиков верхнего уровня бункеров. При срабатывани датчика верхнего уровня в процессе загрузки бункера на выходах формирователя 1 1 щ.,.ц сигналов формируют- ся сигналы аналогично описанному в случае срабатывания датчика нижнего уровня и на выходе элемента ИЛИ 14, являющегося блокирующим выходом блока блокировки, формируется импульс, по- ступающий на блокирующий вход блока 2 опроса и через элемент НЕ 20 запирающий элемент И 21 для прохождения импульсов с выхода генератора 19 на случай, если придет сигнал с датчика нижнего уровня какого-либо бункера, запросившего в это время загрузки.

Этот сигнал с блокирующего выхода блока 8 блокировки поступает на вход блока 3 очередности загрузки, раз- решая операцию сдвига вправо на один разряд информации в регистре 22 сдвига и коммутаторе 23, что выполняется при поступлении синхроимпульсов с выходов формирователя 24. При этом в блоке регистрации регистрируется номер букнера и тип загруженного в него материала. Информация с выхода первого разряда регистра 22 сдвига теряется, а на ее место поступает новая информация с второго разряда регистра 22 сдвига об очередном бункере, запросившем загрузку. Таким образом, инициатором опроса бункеров, запросивших загрузки, является сигнал сработавшего датчика нижнего уровня, который через блок 7 запросов загрузки побуждает счетчик 15 осуществить цикл опроса, в результате которого информация о запросившем бункере заносится в блок 3 очередности загрузки. По окончании цикла опроса запрос из блока 7 запроса загрузки сбрасывается и хранится только в регистре 22 блока очередности загрузки. Загрузка осуществляется по информации, записанной в первый разряд регистра 22 блока 3 очередности загрузки и представленной в блоке индикации. По окончании загрузки бункера срабатывает его датчик верхнего уровня, ненужная информация теряется, а на ее место поступает информация с второго разряда регистра 22 блока 3 очередности загрузки.

Блок 7 запроса загрузки может быть выполнен на элементах И-110 (2R4-2RN и 29,-29м), И-103 (30,-30N, 31,-31N и 33) и И-113 (32). Первые входы элементов подключены к соответствующим задающим выходам блока заданий с целью исключения записи ложной информации, если бункер не обслуживается (например, находится на профилактике). На вторые входы этих элементов подаются сигналы с выходов элементов блокировки, выдающих короткий импульс в случае срабатывания датчиков 1|-1|4 нижнего уровня бункеров. При этом триггеры 28 и 29 устанавливаются в 1. При поступлении опрашивающих сигналов с информационных выходов счетчика 15 опрошенный триггер 29 сбрасывается в 0м. При этом соот- ветсвующий триггер 28 остается в неизменном состоянии до окончания цикла опроса, когда приходит сигнал на сброс триггеров 28 с (N-H)-ro выхода счетчика 15. Состояние триггеров 29 при этом остается неизменным, что важно в том случае, когда сигнал от сработавшего датчика нижнего уровня пришел в период времени текущего цикла опроса, но после импульса, опросившего значение триггера, отражающего состояние данного датчика.

Таким образом, блок запросов загрузки побуждает блок опросов произвести опрос при изменении текущего состояния датчиков нижнего уровня, исключает повторную запись одного и того же датчика нижнего уровня и исключает пропуск информации в случае срабатывания какого-либо нижнего уровня в процессе опроса. Формирователи 11, 24 и 32 сигналов, генератор 19 импульсов и блок 9 начальной установки выполнены в соответствии с рекомендациями на элементах И-113 с дополнительными логическими элементами при необходимости выполнения дополнительных логических функций и согласования потенциалов управляющих сигналов.

Счетчик 15 выполнен по классической схеме кольцевого счетчика-распределителя на триггерах IK-типа. Имеющиеся в наборе элементной базы Логика-И триггеры определяют конкретную структуру счетчика. Начальная установка счетчика осуществляется сигналом с выхода блока 9 начальной установки. При этом на выходах 1, N счетчика устанавливается О, а на выходе (N+1) - 1. С поступлением счетных импульсов с выхода генератора 19 через элемент И 21 логическая 1 с выхода N+1 переходит на первый выход и последовательно проходит по всем выходам с четчика, возвращаясь на выход N+1 и т.д. Регистр 22 сдвига составлен из m строк N-разрядных сдвиговых регистров, построенных на элементах И-111 (354-35М) с логическими элементами И-106 (36,-36) -3lJ - 37N и 38,-38N и инверторами И-102 (39,-39) на информационных входах триггеров. Регистр обеспечивает возможность записи m-раэрядного кода (разрядность определяется кодом, составленным из номера бункера и шифра материала, загружаемого в бункер), приходящего на информационные входы с выхода мультиплексора 27 блока 8

заданий, в любой из N ра. Выбор разряда регистра осуществляется сигналом, приходящим с выхода коммутатора 23.

Таким образом, при опросе блока 7 запроса загрузки в регистр 22 последовательно в нарастающем порядке записываются коды бункеров, датчики нижнего уровня которых сработали на момент цикла опроса, и материала, который

45 нии сигналов на входах какого-либо из элементов 164-16ц Когда заполняется первый из запросивших загрузки бункер в его датчик верхнего уровня срабатывает, информация в регистре

разрядов регист-50 22 и 1 в коммутаторе 23 смещаются

на один разряд вправо по управляющему сигналу с выхода элемента ИЛИ 14 блока 8 блокировки. Сдвиг в коммутаторе 23 при наличии управляющих сигналов 55 осуществляются по синхроимпульсу,

приходящему с выхода формирователя 24.

Блок 6 заданий состоит из задатчи- ков 25 -25нt представляющих собой

следует загрузить в них. При срабатывании датчика верхнего уровня загружаемого бункера, код которого хранится в первом разряде регистра, приходит сигнал с выхода элемента ИЛИ 14 блока 8 блокировки. По этому сигналу выполняется операция сдвига вправо на один разряд всей информации, храQ нящейся в регистре 22, а код, ранее находившийся в первом разряде регистра, теряется за ненадобностью. Все операции по записи кода и сдвигу его в регистре 22 осуществляются при на5 личин уже названных управляющих сигналов с приходом синхроимпульса с выхода формирователя 24 синхроимпульсов.

Начальная установка регистра 22 в О осуществляется сигналом с выхода

0 блока 9 начальной установки по асинхронным S-входам триггеров. Коммутатор 23 выполнен по принципу реверсивного сдвигового регистра на элементах И-111 () с логическими эле5 ментами И-106 (414-41N и 42,-42м) на информационных входах триггеров регистра. При начальной установке коммутатора на его первом выходе устанавливается 1, а на остальных О по0 дачей управляющего сигнала с выхода блока 9 начальной установки на асинхронные входы триггеров. Таким образом, коммутатор 23, выходы которого управляют записью информации в регистр 22, подготавливает первый разряд его к приему информации. При записи в регистр 22 очередного кода 1 с выхода предыдущего разряда коммутатора 23 перемещается на выход после0 дующего разряда по принципу сдвига информации в регистре влево. Эта операция выполняется при поступлении управляющего сигнала с выхода элемента ИЛИ 18 блока 2 опроса при совпаде5 нии сигналов на входах какого-либо из элементов 164-16ц Когда заполняется первый из запросивших загрузки бункер в его датчик верхнего уровня срабатывает, информация в регистре

5

11

рации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, оно снабжено блоками заданий и запроса загрузки, блоком блокировки и блоком начальной установки, первый выход которого соединен с установочными входами соответственно блогруппу галетных переключателей, шифраторов 26,-26N, выполненных на элементах И-118 и преобразующих положение переключателя в двоичный код, и мультиплексора 27, выполненного на элементах И-102 и И-105. Управляющие сигналы с выходов элементов И 16,-16ц пропускают на выход мультиплексора код того бункера, датчик нижнего уров-jQ ка опроса, блока очередности загрузки

и блока запроса загрузки, а второй выход подключен к установочному вхо- jiy блока блокировки, к первому и второму информационным входам которого нен на дешифраторах И-116 с подключен-15 подключены датчики соответственно

верхнего и нижнего уровней, первый выход соединен с первым входом блока запроса загрузки, а второй выход подключен к второму и первому входам 20

ня которого вызывает появление сигнала на выходе соответствующего элемента И 16 блока 2 опроса.

Блок 4 индикации может быть выполными на выходе газоразрядными индикаторами КН-12Б.

В качестве блока 5 регистрации может быть использовано цифропечата- ющее устройство на базе ЭКВМ Искра- 108Д.

соответственно блока очередности загрузки и блока опроса, второй выход которого подключен к второму входу блока запроса загрузки и входу блока блокировки, а третий выход подключен к второму входу блока запроса загрузки, выход которого соединен с вторым входом блока опроса, четвертый выход которого подключен к входу блока заданий, первый выход которого соединен с третьим входом блока очередности загрузки, а второй выход подключен к третьему входу блока запроса загрузки.

Формула изобретения

Устройство для управления загруз- кой бункеров, содержащее датчики нижнего и верхнего уровней, установленные в бункерах, блок опроса, соединенный первым выходом с соответствующим входом блока очередности загрузки, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу блока индикации и блока регист312

рации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, оно снабжено блоками заданий и запроса загрузки, блоком блокировки и блоком начальной установки, первый выход которого соединен с установочными входами соответственно блока опроса, блока очередности загрузки

верхнего и нижнего уровней, первый выход соединен с первым входом блока запроса загрузки, а второй выход подключен к второму и первому входам

соответственно блока очередности загрузки и блока опроса, второй выход которого подключен к второму входу блока запроса загрузки и входу блока блокировки, а третий выход подключен к второму входу блока запроса загрузки, выход которого соединен с вторым входом блока опроса, четвертый выход которого подключен к входу блока заданий, первый выход которого соединен с третьим входом блока очередности загрузки, а второй выход подключен к третьему входу блока запроса загрузки.

40

(Уm

ГО и-

X -

t

ч

Ln UJ - 0 O LJ

П