Устройство для многокомпонентного дозирования Советский патент 1993 года по МПК G05D11/13 

Изобретение относится к области дискретного дозирования составляющих многокомпонентных смесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например, химической, в частности, при приготовлении композиции в производстве синтетических моющих средств (CMC).

Известно устройство для управления многокомпонентным дозированием, содержащее (п)-каналов дозирования, включающих задатчики доз и дозаторы с блоками управления и коррекции.

Известное устройство обеспечивает высокую точность дозирования, однако его производительность недостаточна из-за последовательной работы каналов дозирования.

Известно также устройство для многокомпонентного дозирования, содержащее

4 канала дозирования, состоящих из за- датчиков доз, выполненных в виде блоков умножения, подключенных к общему за- датчику массы смеси, а также блоки управления и коррекции. Указанное устройство обеспечивает повышение производительности доэирования за счет параллельно-последовательной работы каналов и повышение его точности путем попарной коррекции доз компонентов. Однако производительность работы устройства недостаточна, т.к. в параллельном режиме работает только часть каналов дозирования, а их ограниченное количество затрудняет использование устройства для приготовления смесей из большего количества компонентов.

Из известных наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип

XI 00

ч ю

2

является устройство для многокомпонентного дозирования, включающее задатчик массы смеси, блок выбора максимума и (п)- каналов параллельного дозирования, каждый из которых содержит два блока умножения, один из которых включает задатчик долевого содержания компонента, и пор- ционный дозатор. Известное устройство обес1 е чИ1а ет повышение производительности счет параллельной работы каналов дозирования и повышение точности путем выравнивания погрешностей отвеса дозы по каждому каналу. Однако производительность устройства недостаточна, т.к. коррекция доз компонентов, заключающаяся в проведении догрузки определенных каналов после окончания набора заданной дозы, осуществляется независимо от результата дозирования, определяемого фактическим рецептурным составом смеси. При достаточной точности последнего, т.е. когда величина долевого содержания компонентов не выходит за рамки допустимых значений, установленных технологическими нормами (например, при стабильном качестве сырья, четкой настройке дозаторов и т.п.), проведение указанной коррекции, не оказывая существенного влияния на качество смеси, приводит к увеличению длительности цикла дозирования (на время проведения коррекции), т.е. снижает производительность устройства.

Целью изобретения является повышение производительности устройства за счет сокращения длительности цикла дозирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для многокомпонентного дозирования, содержащее задатчик массы смеси, блок выбора максимума и п каналов дозирования, включающих задатчик долевого содержания компонента, два блока умножения и порционный дозатор, дополнительно введены блок деления в каждый канал дозирования, а также элемент И, ключ, цифровой компаратор и задат- чик допуска величины фактического рецептурного состава.

На фиг.,1 представлена блок-схема устройства для многокомпонентного дозирования.

Устройство содержит задатчик 1 массы смеси, задатчики 2-|-2п долевого содержания компонента, первые и вторые блоки и умножения, дозаторы . блоки деления, элемент И 7, блок 8 выбора максимума, ключ 9, цифровой компаратор 10 и задатчик 11 допуска величины фактического рецептурного состава.

Устройство работает следующим образом.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

В исходном состоянии включен режим разгрузки дозаторов (открыт донный клапан весового бункера), на выходе дозатора присутствует сигнал логического О, который подается через элемент И 7 на его вход. На разрядном выходе дозатора устанавливается нулевое значение информационного сигнала. На задатчике 11 устанавливается величина допуска (Дуо) на отклонение долевого содержания компонентов в смеси (в соответствии с технологическими нормами), на задатчике 1 - требуемая масса смеси (V0), а на задатчиках 2i-2n - величина долевого содержания компонента в смеси yi. В результате на выходе первого блока умножения формируется сигнал

Х| у, Vo. l 1,n,(1) где Xi - рецептурная доза 1-го компонента, а на выходе блоков деления - сигнал Ui/Xi, I -- 1,п, (2) где Ui - сигнал на разрядном выходе дозатора 5|. При этом выходной сигнал блока 8 определяется соотношением

Дутзх max Ayfj, I 1, n (3) т.к. в исходном состоянии Ui 0, т.е. Ду| О, то

Дутах 0.(4)

На выходе компаратора 10 формируется сигнал логической 1 при выполнении условия

Ду0 Душах .(5)

С учетом (4) на выходе компаратора 10 - сигнал логического О, запирающий ключ 9. Выходной сигнал блока 4i определяется соотношением

X|k Xi Дутах ,(6)

и представляет собой рецептурную дозу 1-го компонента (Xik), учитывающую максимальную ошибку данной дозировки. Т.к. ключ 9 закрыт, то на соответствующие входы вторых блоков умножения подается нулевой сигнал, т.е. в исходном состоянии выполняется соотношение

Xik - 0 .(7)

При запуске устройства в работу (цепи пуска условно не показаны) режим разгрузки дозатора выключается и включается режим загрузки, который продолжается до достижения весом загружаемого в дозатор материала значения (1). При этом режим загрузки выключается, на выходе дозатора 5 формируется сигнал логической 1, а на разрядном выходе фиксируется величина (иОдозы загруженного в дозатор материала. В результате на выходе блока 6 формируется сигнал относительной ошибки отвеса (2).

После окончания загрузки всех дозаторов на выходе блока 8 выбора максимума присутствует сигнал, соответствующий значению(З). Если указанный сигнал находится в рамках допуска, т.е. условие (5) не выполняется, выходной сигнал блока 4, соответствующий значению (7), не изменяется (т.к. закрыт ключ 9), а по сигналу логической 1 с выхода элемента И 7 (формируется после окончания загрузки всех дозаторов, т.е. при поступлении на все входы элемента И 7 сигналов логической 1) происходит включение разгрузки дозаторов, по окончании которой устройство устанавливается в исходное состояние: т.е. в данном случае коррекция рецептурного состава смеси не производится.

Если после окончания загрузки дозаторов выполняется условие (5), т.е. ошибка рецептурного состава смеси превышает технологические нормы, на выходе компаратора 10 формируется сигнал логической 1, открывающий ключ 9. В результате на соответствующие входы блока 4| подается сигнал (3), а на выходе указанного блока формируется сигнал (6). При этом после подачи сигнала логической 1 с выхода элемента 7 на вход дозатора 5i включается режим догрузки указанных дозаторов до величины (6), т.е. происходит выравнивание погрешностей всех каналов дсзирования. После окончания догрузки включается режим разгрузки, и устройство устанавливается в исходное состояние.

На фиг. 2 представлена структурная схема дозатора 5i, который содержит датчик 12 веса, преобразователь 13 аналог-код, цифровой компаратор 14, элемент 15 памяти, цифровой компаратор 16. регистр 17, элемент 18 памяти, элемент И 19, инвертор 20, элемент 21 памяти, исполнительный механизм 22 загрузки, элемент И 23, исполнительный механизм 24 разгрузки и инвертор 25.

Дозатор 5i работает следующим образом.

В исходном состоянии элемент 15 памяти устанавливается в нулевое состояние по цепи сброс по питанию (условно не показана), на выходе регистра 17 устанавливается нулевой сигнал. Сигнал логического О с выхода элемента 15 подается на вход инвертора 20, с выхода которого сигнал логической 1 подается на входы сброса элементов 18 и 21 памяти и также устанавливают их в нулевое состояние, включая при этом исполнительный механизм 24 разгрузки. На выходах элементов И 19 и 23 формируются сигналы логического .

При запуске дозатора в работу (импульс Пуск на входе элемента 15) включается элемент 15 памяти, на выходе которого формируется сигнал логической 1. В результате на выходе инвертора 20 формируется сигнал логического О, отключающий исполнительный механизм 24 разгрузки (закрывается донный клапан весового 5 бункера). На входы элемента И 23 подаются сигналы логической 1 с выходов инвертора 25 и элемента 15 памяти, что приводит к формированию на выходе элемента 23 сигнала логической 1, поступающего на вход 10 исполнительного механизма 22 загрузки и включающего последний в режим номинальной производительности.

Сигнал веса загружаемого в дозатор материала с выхода датчика 12 веса поступает 5 на вход преобразователя 13, где преобразуется в цифровую форму и подается на вход компаратора 16, на другой вход которого поступает сигнал (1). При равенстве указанных сигналов срабатывает компаратор 16,

0 на выходе которого формируется сигнал логической 1, включающий элемент 21 памяти. В результате на выходе элемента 21 формируется сигнал логической 1, отключающий через элементы 25 и 23 исполни5 тельный механизм 22 загрузки, а по фронту указанного сигнала осуществляется запись величины Ui с выхода преобразователя 13 в регистр 17.

При поступлении сигнала логической

0 1 на вход дозатора включается элемент 18 памяти, а сигнал логической 1 с его выхода подается на соответствующий вход исполнительного механизма 22 загрузки, включая его в режим досыпки. При достижении сиг5 налом текущего веса на выходе преобразователя 13 величины (6), подаваемой на вход компаратора 14, на выходе указанного компаратора формируется сигнал логической 1. В результате на выходе элемента И 19

0. также формируется сигнал логической 1, отключающий элемент 15 памяти, а последний, в свою очередь, устанавливает в нулевое состояние элементы 18 и 21 памяти. При этом режим досыпки выключается, и вклю5 чается исполнительный механизм 24 разгрузки, после чего дозатор устанавливается в исходное состояние.

С приходом очередного импульса Пуск цикл работы дозатора повторяет0 ся.

На фиг. 3 приведена структурная схема блока 8 выбора максимума, который содержит цифровые компараторы 26i-26n-l и мультиплексоры 27i-27n-i,

5 На входы компаратора 26i подаются сигналы с первого и второго входов блока 8. Если первый из указанных сигналов не. меньше второго, на выходе компаратора 26i формируется сигнал логической 1, посту- пающий на управляющий вход мультиплексора 27i, который коммутирует на выход сигнал с первого входа блока 8.

В противном случае на выходе компаратора 26i формируется сигнал логического О, а на выходе мультиплексора 27ч - сигнал со второго входа блока 8. Иными словами, на выходе мультиплексора 27i формируется больший из сигналов на первом и втором входах блока 8.

Аналогично, на выходе мультиплексора 21ч формируется больший из сигналов на первых трех входах блока 8, на выходе мультиплексора 27з - больший из сигналов на первых четырех входах и т.д. В результате на выходе последнего мультиплексора 27n-i; являющегося выходом блока 8, формируется больший из сигналов, поданных на п входов указанного блока.

Т.о. предлагаемое устройство обеспечивает повышение производительности работы путем сокращения длительности цикла дозирования за счет проведения коррекции доз компонентов только при превышении величиной фактического рецептурного состава смеси допустимого значения, установленного технологическими нормами. Это, в свою очередь, повышает эффективность использования устройства при приготовлении многокомпонентных смесей, например, при производстве CMC, так как положительно

влияет на увеличение выпуска готового продукта.

Изобретение относится к дискретному доэированию составляющих многокомпонентных смесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например химической, в частности, при приготовлении композиции в производствах синтетических моющих средств. Устройство позволяет повысить производительность работы за счет сокращения длительности цикла дозирования из-за проведения коррекции рецептурного состава смеси только при превышении его фактической величиной допускаемого значения, установленного технологическими нормами, путем дополнительного введения элемента И, ключа, цифрового компаратора и задатчика допуска, а в каждый канал дозирования - блока деления, а также конструктивного выполнения дозатора и блока выбора максимума, 2 з,п. ф-лы, 3 ил.

Ф о р м ула изобретения

1, Устройство для многокомпонентного дозирования, содержащее К каналов дозирования, каждый из которых включает последовательно соединенные задатчик долевого содержания компонента, первый блок умножения и дозатор, второй блок умножения, соединенный первой группой разрядных входов с первой группой входов дозатора, вторая группа разрядных входов которого соединена с разрядными выходами второго блока умножения, а также задатчик массы смеси, соединенный разрядными выходами с другой группой разрядных входов первого блока умножения каждого канала дозирования, и блок выбора максимума, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности путем сокращения длительности цикла дозирования, устройство содержит элемент И, ключ и последовательно соединенные задатчик допуска величины фактического рецептурного состава и цифровой компаратор, а в каждом канале дозирования - блок деления, первой группой разрядных входов соединенный с первой группой разрядных входов дозатора, второй группой разрядных входов с группой разрядных выходов дозатора, а разрядными выходами - с соответствующей группой разрядных входов блока выбора максимума,разрядный выход которого подключен к другой группе разрядных входов цифрового компаратора и к разрядным входам ключа, управляющий вход которого соединен с выходом цифрового компаратора, а разрядные выходы - с второй группой разрядных входов второго блока умножения

каждого канала дозирования, входы элемента И соединены с аналоговыми выходами дозаторов всех каналов дозировки, а выход - с аналоговыми входами дозаторов всех каналов доэирования,

вторым входом третьего элемента памяти является вход Сброс по питанию.

ных цифровых компараторов и мультиплексоров аналогично попарно объединены и- подключены к разрядным выходам соответствующих предыдущих мультиплексоров, выход последнего из которых является разрядным выходом блока, вторые разрядные входы остальных цифровых компараторов и мультиплексоров также попарно объединены и являются соответствующими группами разрядных входов блока, а выходы цифровых компараторов соединены с уп- рачляющими входами соответствующих мультиплексоров,

4ti2