Устройство для управления весовым порционным дозатором Советский патент 1993 года по МПК G05D7/00 

Изобретение относится к автоматическому управлению весодозирующей техникой, преимущественно в системах управления дозированием различных веществ, предназначенных для дальнейшего смешивания, например, при приготовлении композиции в производствах синтетических мофщих средств.

Целью изобретения является повышение производительности работы устройства,

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - пример конкретной реали- блоков 9 и 15.

Устройство управления весовым порци- дозатором содержит датчик 1 веса, преобразователь 2 сигнала, задатчик 3 перегруза, компаратор 4 напряжения, сумматор J5, элемент 6 памяти, ключи 7 и 8, блок 9 коррекции нуля, ключ 10, задатчик 11 гру- богр веса, задатчик 12 Зоны нуля, цифровой компаратор 13, задатчик 14 нуля веса,

цифровые компараторы 15 и 16, задатчик 17 точного веса, элемента 18 задержки, элемент 19 памяти, элемент ИЛИ 20. элементы 21-23 памяти, задатчик 24 допуска, датчик 25 перегруза, элемент 26 сравнения, сумматор 27, цифроаналоговый преобразователь 28 и элемент ИЛИ 29.

Устройство работает следующим образом. Измерительный сигнал с выхода датчика 1 веса через преобразователь 2 подается в аналоговой форме на вход компаратора 4 напряжения для сравнения с максимально допустимой величиной (с выхода ЦАП 28), а также в виде цифрового кода на вход сумматора 5, на выходе которого формируется код текущего веса материала в весовом бункере дозатора.

В исходном состоянии при включении питания все элементы памяти 6, 19, 21-23 устанавливаются в нуль (на выходе - сигнал Лог. О) по цепи Сброс по питанию (не показана), ключи 7, 8, 10 закрыты, блок 9 коррекции нуля выключен (включен реСО

С

00

о

CJ

ю о VJ

жим разгрузки дозатора, т.е. открыт донный клапан весового бункера).

При запуске дозатора в работу режим разгрузки выключается (закрывается донный клапан весового бункера) и снимается запрет на включение блока 9.

Сигнал Пуск дозатора поступает на управляющий вход ключа 7, который соединяет через сумматор 5 выход преобразователя 2 с одним из входов компаратора 13, другим своим входом связанного с задатчи- ком 12 Зоны нуля. Если сигнал фактического нуля веса находится вне пределов допустимой зоны, срабатывает компаратор 13 и сигнал Логическая 1 запоминается элементом 19 памяти, который формирует на выходе аварийный сигнал Нет нуля, выключающий элемент 18 задержки, и через элемент ИЛИ 20 - сигнал Стоп (запрет на включение загрузки). Если сигнал фактического нуля веса находится в пределах допустимой зоны, то сигналы Нет нуля и Стоп не формируются, и элемент 18 задержки не выключается.

После окончания сигнала Пуск дозатора закрывается ключ 7, на выходе элемента 18 задержки формируется сигнал Логическая 1 (время задержки выбирается больше длительности импульса Пуск, длительность которого должна превышать время задержки сигнала по цепи ключ 7 - компаратор 13 - элемент 19 памяти), который запоминается элементом 6.

В результате сигнал Логическая 1 с выхода элемента б поступает на управляющий вход ключа 8, который соединяет выход преобразователя 2 через сумматор 5 со входом блока 9. Этот блок запоминает величину фактического нуля и изменяет ее до величины нуля, заданной задатчиком 14, При этом срабатывает компаратор 15, а сигнал Логическая 1 с его выхода запоминается элементом 21, который формирует на выходе сигнал Нуль. Под действием этого сигнала срабатывает элемент 6, который закрывает ключ 8, а блок 9 формирует на своем другом выходе сигнал разности между фактическим и заданным нулем веса, который поступает на вход сумматора 5 для алгебраического суммирования с сигналом измерения от преобразователя 2.

Пример конкретной реализации блоков 9 и 15 приведен на фиг. 2.

Блок 9 содержит фильтр 30(9.1 - в скобках приведено обозначение элементов на фиг. 2) верхних частот (произвольного типа), двоично-десятичные счетчики 31 и 35 (9.1 и 9.6) типа К155ИЕ2, элемент ИЛИ 32 (9.3) типа К155ЛЕ1, элементы И 33 и 34 (9.4 и 9.5) типа К.155ЛИ1, а компаратор 15 включает

фильтр 36 (15.1) верхних частот, триггер 37 (15.2) типа К155ТМ2, двоично-десятичный счетчик 38 типа К155ЕИ2, элементы И 39 и 40(15.4 и 15.5)и реверсивный двоично-десятичный счетчик 41 (15.6) с предустановом типа К155ИЕ6.

Процесс коррекции осуществляется в два такта следующим образом. В исходном состоянии счетчики 31 и 35 сброшены сигналом Разгрузка, включен триггер 37 (по цепи сброс по питанию), обеспечивающий режим сброса для счетчика 38 и режим записи величины (N) нуля в счетчик 41.

При включении процесса коррекции в

первом такте в счетчик 41 записывается число (N - т), где т - количество тактовых импульсов, заполняющих информационный сигнал на входе блока 9 и соответствующих величине фактического нуля веса (без учета значения N).

Во втором такте на вход счетчика 35 и вход прямого счета счетчика 41 подаются те же импульсы до момента переполнения (обнуления) счетчика 41, на соответствующем

выходе которого формируется импульс, запрещающий подачу информационного сигнала выключением ключа 8 по цепи 41-21-6-8. В указанный момент времени выполняется условие

М-П1 + П2 0,(1)

где П2 количество импульсов, поступивших во втором такте на вход счетчика 35 и вход прямого счета счетчика 41

П2 П1 - N,

(2)

т.е. П2 соответствует величине фактического

нуля веса с учетом значения нуля, установленного на задатчике 14.

Величина П2, преобразованная счетчиком 35 в параллельный код, фиксируется на выходе блока 9 до окончания данной дозировки (образуется в момент включения разгрузки).

Сигнал нуль с выхода элемента 21 памяти поступает также в цепь включения исполнительного механизма загрузки (не

показан) и на управляющий вход ключа 10, который открывается и соединяет выход сумматора 5 с одним из входом компаратора 16, другими своими входами связанного с задатчиками 11 грубого и 17 точного

веса.

При наборе грубого веса на первом выходе компаратора 16 формируется сигнал Логическая 1, который запоминается элементом 22, а на его выходе появляется сигнал Грубый вес, переключающий исполнительный механизм дозатора на режим досылки (доливки).

При наборе точного веса на втором выходе компаратора 16 формируется сигнал Логическая 1, который запоминается элементом 23, на выходе которого появляется сигнал Точный вес, отключающий исполнительный механизм загрузки и устанавли- вдющий в исходное состояние элементы 21 и Ј2 памяти. В результате закрывается ключ 10 и отключает выход сумматора 5 от входа компаратора 16.

При включении режима разгрузки происходит сброс памяти нуля веса в блоке 9 и сброс элемента 23 памяти, устройство переходит в исходное состояние. С приходом очередного импульса Пуск цикл работы устройства для управления весовым порционным дозатором повторяется.

Максимально допустимое значение сигнала текущего веса для данного взвешивания представляет собой сумму величин фактического нуля веса (с выхода блока 9), задания и его допуска (с выходов задатчи- ков 17 и 24 соответственно). Указанный сигнал формируется на выходе сумматора 27 и подается на вход элемента 26 для сравнения с величиной наибольшего предела взвешивания (установленной на задатчике 3 перегруза), а также на вход ЦАП 28, где преобразуется из цифровой формы в аналоговую и подается на вход компаратора 4 напряжения для сравнения с величиной текущего веса (с выхода преобразователя 2 поступающей на другой вход компаратора 4).

Если максимально допустимое значение сигнала текущего веса превышает величину наибольшего предела взвешивания, то на выходе элемента 26 сравнения формиру- етЈя сигнал Ошибка, который через элемент ИЛИ 20 формирует сигнал Стоп. Сигнал Ошибка свидетельствует о неисп- рарностях в цепях задатчикрв 17 и 24 или некорректной установке дозы или ее допуска (при допустимом сдвиге нуля). В последнем случае после соответствующего уменьшения указанных установок сигналы Ошибка и Стоп автоматически снимаются.

При превышении сигналом текущего веса максимально допустимой (для данной дозировки) величины срабатывает компаратор 4 и через элемент ИЛИ 29 формирует аварийный сигнал Перегруз, а через элемент ИЛИ 20 - сигнал Стоп аварийного отключения исполнительных механизмов загрузки.

При достижении загружаемым в весовой бункер дозатора материалом предельного уровня срабатывает датчик 25 перегруза и через элемент ИЛИ 29 также формирует аварийные сигналы Перегруз и стоп.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить производительность работы путем расширения диапазона взвешивания за счет автоматической установки допустимого диапазона изменения сигнала

текущего веса на каждый цикл дозирования с учетом фактического сдвига нуля измерения в данном цикле.

Формула изобретения

Устройство для управления весовым порционным дозатором, содержащее датчик веса, подключенный выходом к входу преобразователя сигнала, три ключа, информационные входы которых соединены с

выходом первого сумматора, подключенного первым разрядным входом к разрядному выходу преобразователя сигнала, первый цифровой компаратор, подключенный первым входом к выходу первого ключа, вторым

входом - к выходу задатчика зоны нуля, а выходом - к информационному входу первого элемента памяти, второй цифровой компаратор, подключенный первым входом к выходу второго ключа, а первым выходом к информационному входу второго элемента памяти, третий цифровой компаратор, связанный первым входом с выходом задатчика нуля веса, а выходом - с информационным входом третьего элемента памяти,

подключенного выходом к управляющему входу второго ключа и к входу сброса четвертого элемента памяти, соединенного выходом с управляющим входом третьего ключа, элемент задержки, подключенный

выходом к информационному входу четвертого элемента памяти, задатчики точного и грубого веса, подключенные соответственно к второму и третьему входам второго цифрового компаратора, компаратор напряжения, соединенный первым входом с выходом преобразователя сигнала, а вторым входом - с выходом цифроаналогового преобразователя, разрядный вход которого подключен к разрядному выходу второго

сумматора и первому разрядному входу элемента сравнения, второй разрядный вход которого соединен с разрядным выходом задатчика перегруза, первый элемент ИЛИ, подключенный первым входом к выходу второго элемента ИЛИ, вторым входом - к выходу первого элемента памяти и первому входу элемента задержки, а третьим входом - к выходу элемента сравнения, пятый элемент памяти, подключенный информационным входом к второму выходу второго

цифрового компаратора, а выходом - к входам сброса второго и третьего элементов памяти, блок коррекции нуля, связанный информационным входом с выходом третьего ключа, входом сброса - с входом сброса пятого элемента памяти, первым выходом - с вторым входом третьего цифрового компаратора, а вторым выходом - с вторым разрядным входом первого сумматора, датчик перегруза, подключенный к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом компаратора напряжения, задатчик допуска, подключенный разрядным выходом к первому разрядному входу второго сумматора, второй разряд- ный вход которого соединен с разрядным выходом задатчика точного веса, управляющий вход первого ключа связан с. вторым входом элемента задержки, причем выходами Нет нуля, Ошибка, Стоп, Нуль, Грубый вес, Точный вес и Перегруз являются соответственно выходы первого элемента памяти, элемента сравнения, первого элемента ИЛИ, третьего, второго, пятого элементов памяти и второго элемента ИЛИ, входами Пуск и Разгрузка - соответственно второй вход элемента задержки и вход сброса пятого элемента памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства путем расширения допустимого диапазона взвешивания, разрядный выход блока коррекции нуля дополнительно соединен с третьим разрядным входом второго сумматора.

Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к устройствам управления весодозирующей техникой, преимущественно в системах управления дозированием различных веществ, предназначенных для дальнейшего смешивания, например при приготовлении композиции в производствах синтетических моющих средств. Устройство обеспечивает повышение производительности работы путем расширения допустимого диапазона взвешивания за счет дополнительного подключения блока коррекции нуля к входу второго сумматора. 2 ил.

.j