Устройство для приготовления многокомпонентной смеси материалов Советский патент 1993 года по МПК G01G9/00 G01G19/22 

Ё

Изобретение относится к автоматизированному управлению процессами приготовленияразличных рецептур многокомпонентных смесей материалов. Цель изобретения - повышение производительности за счет сокращения времени простоя при диагностике неисправностей. Сущность изобретения: устройство для изготовления многокомпонентной смеси материалов содержит блок задания, технологический объект управления, блок ввода информационных сигналов, блок формирования управляющих сигналов, блок силовых ключей, два блока сравнения, таймер, блок печати и блок индикации. 1 ил.

Изобретение относится к технике приготовления различных рецептур многокомпонентных смесей материалов и может быть использовано в системах автоматизированного управления порционными дозаторами компонентов бетонной смеси на предприятиях стройиндустрии и других объектах с аналогичной технологией.

Целью изобретения является повышение производительности.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство состоит из блоков задания 1, формирования управляющих сигналов, блока 2. ключей силовых 3, блока ввода информационных сигналов 4 от технологического объекта управления 5 (ТОУ),

блока сравнения 6, тумблера 7,блока печати 8, а также блоков: световой индикации 9 и организации 10. Блок задания 1 своими кодовым и адресным выходами соединено с одноименными входами блока 2 формирования, который своими первым и вторым выходами соединен с первым и вторым входом таймера 7, третьим выходом - со вторым входом блока 6 сравнения, четвертым выходом - с первым входом блока 10 сравнения, пятым выходом - с первым входом блока 4 ввода информационных сигналов, кодовым и адресным выходами - с одноименными входами блока 3 силовых ключей, чьи .адресный и кодовый выходы связаны с одноименными входами технологичеекого

00 КЗ

со

объекта управления (ТОУ)5. Сигналы поступают на вход этого устройства, у которого выход связан со 2-м входом 4 ввода, на 3-й вход которого подается сигнал с выхода блока 6 сравнения, первый вход которого связан с первым выходом таймера 7. Выход блока 4 ввода связан со 2-м входом блока сравнения 10, выход которого соединен со входом блока 9 световой индикации и со вторым входом блока 8 печати, первый вход которого связан со вторым выходом таймера 7, а кодовый и адресный входы связаны с одноименными выходами блока формирования управляющий сигналов 2,

Блок 1 задания функционально обеспечивает задание оператором посредством клавиатуры режима приготовления каждого компонента (на какое время нужно открыть соответствующий шибер загрузки в бункер- дозатор). Выбор компонента определяется адресом управляющего сигнала (АУС), а также кодом управляющего сигнала (КУС); логический О - закрыть шибер, однозначно соответствующий заданному АУС, логическая 1 - открыть этот шибер. Адрес УС однозначно соответствует порядковому номеру компонента в рецепте (или номеру его расходомера бункера, из которого загружается через шибер бункер-дозатор).

Блок формирования управляющих сигналов 2 на основании информации об АУС и КУС, поступившей из блока 1 задания; выполняет функции:

- генерирует сигнал сброса (прекращения) отсчета фактического интервала времени переходного процесса в ТОУ, который устанавливается на 1-м выходе; - генерирует сигнал запуска отсчета фактического интервала времени переходного процесса ТОУ, который устанавливается на 2-м выходе;

- генерирует сигнал адреса хранения величины временной задержки (АВЗ), которая определяет, через какое время после выдача УС на ТОУ в информационном канале появится отклик соответствующего датчика ТОУ. Сигнал АВЗ устанавливается на 3-м выходе;

- генерирует сигнал кода эталонного сигнала отклика (КЭСО) датчика ТОУ, который должен появиться в информационном канале (ТОУ-система) с адресом, соответствующим АУС. Сигнал КЭСО устанавливается на 4-м выходе;

- генерирует сигнал адреса информационного канала (АПК), по которому ожидается появление отклика датчика ТОУ - информационного сигнала (НС). Сигнал АИК устанавливается на 5-м выходе:

- генерирует сигнал адреса канала управления (АКУ), в который нужно подать УС, а также сигнал КУС. Сигналы АКУ и КУС устанавливаются на адресном и кодовом

выходах,

Блок 3 силовых ключей информацию об АКУ и КУС, поступившую с кодового и адресного выходов блока 2 в виде сигналов ТТЛ - логики постоянного тока, формирует информацию об АКУ и КУС в терминах силовых целей переменного тока, подаваемую на ТОУ. Практически такое формирование сигналов означает, что блок 3 силовых ключей выбирает на своем выходе номер нужного

канала управления, однозначно соответствующего АКУ на адресном входе, и подает в него сигнал переменного тока соответственно КУС на кодовом входе: если на входе логическая 1, то сигнал переменного тока

подается в канал, в противном случае (логический ) - отключается.

Технологический объект управления 5 содержит в своем составе устройство, объединяющее исполнительные механизмы

(им) шиберов, обеспечивающих загрузку компонентов в соответствующие весоизмерительные бункера, и обуславливающее срабатывание определенного (ИМ) в зависимости от кодового и адресного сигналов с

одноименных выходов блока 3 силовых ключей, Кроме того, устройство 5 ТОУ включает также датчики положения шиберов. Сигналы от датчиков поступают на выход устройства в виде кодов уровня ТТЛ-логики:

логический О - шибер закрыт, логическая 1 - шибер открыт. Выход устройства представляет собой совокупность информационных каналов, каждый из которых соединен с определенным датчиком положения шибера одним концом, а другим - со 2-м входом блока 4 ввода информационных сигналов (ИС).

Блок 4 ввода (И С) на свой 1-й вход получает сигнал АИК. на 2-й вход - коды ИС,

поступившие по информационным каналам от ТОУ, на 3-й вход - сигнал разрешения ввода ИС, выбранного по АИК из ТОУ. Таким образом, блок 4 ввода ИС осуществляет ввод в систему ИС от датчика ТОУ, соответствующего шиберу, на ИМ которого блок 3 силовых ключей выдало УС.

Блок сравнения на свой 1-й вход получает КЭСО, а на 2-й вход - код фактического отклика ТОУ. т.е. код ИС из того информационного канала/который был выбран блоком 4 ввода ИС. Блок сравнивает сигналы на своих входах и на выходе устанавливает уровень логического О, если сигналы совпали, в противном случае - логическую 1.

Блок 9 световой индикации получает логический сигнал с выхода блока 10 сравнения, и в случае уровня логической 1 .загорается красный индикатор рядом с надписью Сбой канала управления, а по логическому 0й индикатор тушится или не загорается.

Таким образом, блок 9 осуществляет световую индикацию факта несовпадения кодов эталонного сигнала отклика (т.е.от- клика, вид которого должен быть при нормальной работе канала управления ТОУ после выдачи КУС в нужный АКУ) с кодом фактического отклика ТОУ.

Блок б сравнения на свой 1-й вход получает сигнал кода величины фактического интервала, прошедшего с момента выдачи системой КУС на ТОУ в канал, определенный заданным АУС. На 2-й вход получает АВЗ, по которому определяет номер своего регистра памяти, где хранится эталонный код временной задержки сигнала в цепочке:

канал управления -- ТОУ - информационный канал, соответствующий АУС. Эталонный код временной задержки соответствует времени нормального переходного процесса в указанной последовательности блоков, обусловленного отрабатыванием КУС, выданного на нее блоком 3 силовых ключей. Окончание процесса определяется по моменту срабатыва- ния датчика положения шибера, соответствующего АКУ, куда был выдан КУС. В случае сбоев, поломок, аварий устройств, блоков, механизмов, соединенных в данную цепочку, время фактического переходного процесса будет отличаться от времени нормального процесса и, как правило, в большую сторону. Поэтому любое несовпадение фактического и нормального времени переходного процесса определяется в блоке 6 сравнения как сбой канал управления. Это событие определяется появлением на выходе блока 6 сравнения сигнала логической

Таймер 7 на 1-й вход получает сигнал сброса (прекращения) отсчета фактического интервала времени переходного процесса ТОУ, на 2-й вход - сигнал запуска отсчета фактического интервала времени переходного процесса ТОУ. А на 1-м выходе оно генерирует код фактического измеряемого времени, прошедшего с момента появления КУС на кодовом выходе блока 2 формирования управляющего сигнала. На 2-м выходе таймера 7 генерируется сигнал астрономи- ческого времени текущих суток.

Этот сигнал подается на 1-й вход блока 8 печати, на 2-й вход которого поступает сигнал с выхода блока 10 сравнения, по которому, если он имеет уровень логической 1, блок фиксирует факт сбоя канала управления (адрес которого - АКУ) и КУС, поступивший в этот канал, и после которого 5 наступил сбой. КУС и АКУ поступают соответственно на кодовый и адресный входы блока с одноименных выходов блока 2. Если на 2-й вход поступает логический 0я, сбой не фиксируется (фиксирование осуществля0 ется, например, на бумажном носителе).

Схема работает следующим образом. Оператор бетоносмесительного цеха посредством клавиатуры блока 1 задания уста- навливает режим приготовления

5 очередного компонента бетонной смеси требуемого рецепта; задает АУС и КУС открытия шибера. Через некоторое время, достаточное для набора нужного количества (по рецепту) компонента в соответствую0 щем бункере-дозаторе, оператор опять задает тот же АУС на КУС закрытия шибера, что обеспечивает прекращение поступления компонента в бункер-дозатор. Таким образом, устройство приготавливает один

5 компонент за два такта: 1-й - устройство функционирует для открытия шибера и набора материала в бункере; 2-й - устройство обеспечивает закрытие шибера и прекращает набор материала. Оба такта образуют

0 цикл приготовления компонента. На усмотрение оператора может быть использовано несколько таких циклов для одного компонента, а также для разных компонентов в последовательности, определяющей каче5 ственные показатели работы устройства для приготовления многокомпонентной смеси материалов.

Остальные блоки устройства работают однотипно в каждом такте, поэтому рас0 смотрим их работу, например, в 1-м такте - открытия шибера.

Блок формирования управляющих сигналов 2, получив на кодовом и адресном входах два синхронных по времени сигнала

5 КУС (логическая 1) и АУС, на своих 1-ми 2-м выходах соответственно генерируют последовательно сначала сигнал Сброс, а затем Запуск. Получив сигнал Сброс на своем первом входе, таймер 7 прекращает

0 отсчет времени, если он до этого велся, и обнуляет счётчик времени. А по сигналу Запуск на своем втором входе (он приходит со сдвигом во времени, не превышающим величину единицы наименьшего разряда

5 счетчика, чтобы не вносить дополнительную погрешность) он начинает отсчет времени переходного процесса в цепочке: канал управления - ТОУ - информационный канал. Одновременно с сигналом Запуск на 3-м - 5-м выходах, а также кодовом и адресном

выходах блока 2 появляются соответственно сигналы АВЗ, КЭСО, АПК, КУС и АКУ. Сигналы КУС и АКУ поступают на блок 3 силовых ключей и блок 8 печати. Блок 3 выводит сигнал управления переменного тока на тот исполнительный механизм, адрес которого задан сигналом АКУ. ТОУ 5 в случае нормального отрабатывания КУС открывает нужный шибер, его датчик выдает в соответствующий ему канал 1 -открытия. Аналогичные каналы других датчиков связаны со вторым входом блока 4 ввода.

По сигналу АПК, поступающему на его 1-й вход, данный блок может определить, из какого канала можно ввести сигнал от датчика.

Но до поступления на его 3-й вход сигнала разрешения ввода эта операция не производится. В то время, когда управляющий сигнал проходит по цепочке: блок 3 силовых ключей -ТОУ 5 - блок 4 ввода, что эквивалентно цепочке: канал управления - ТОУ - информационный канал, таймер 7 со своего 1-го выхода подает на 1-й вход блока б сравнения код текущего времени, точнее интервала времени, прошедшего с момента запуска этого блока сигналом на его 2-м входе. Получая код текущего времени, блок 6 сравнения по сигналу АВЗ на своем 2-м входе определяет адрес регистра, где хранится код эталонной временной задержки, и как только код текущего времени совпадает с кодом эталонной задержки, на выходе блока 6 генерируется сигнал логической 1, который поступает на 3-й вход блока 4 ввода и разрешает ввести в устройство код ИС, который с выхода этого блока поступает на 2-й вход блока 10 сравнения, где сравнивается с сигналом КЭСО, поступившим уже на его 1-й вход. В случае их совпадения (оба сигнала - логическая 1) на выходе блока 10 сравнения устанавливается уровень логического О и такой сигнал, поступая на вход блока 9 световой индикации, не зажигает индикатор, а блок 8 печати не делает никаких отметок на бумажном носителе против отметок текущего времени суток, которое определяется по сигналу со 2-го выхода таймера 7 (способ отсчета этого времени принципиального значения не имеет и здесь не рассматривается).

Таким образом, при нормальной работе по приготовлению данного компонента устройство не выдает оператору никакой информации.

В случае сбоя блока 3 силовых ключей или поломки механизмов шибера, обрыва связей канала управления, информационного канала и т.д., т.е. неисправности любого элемента цепочки: канал управления ТОУ - информационный канал, а также наличия помехи в ней, код ИС и КЭСО не совпадут. На выходе блока 10 сравнения появится сигнал логической 1, который

включает индикатор блока 9 световой индикации с надписью Сбой канала управления, а на блоке 8 печати проинициирует печать на бумажном носителе символы: текущего времени суток, адрес канала управ0 ления и кода управляющего сигнала. Это будет пониматься оператором так: в цепочке канал управления ТСУ - информационный канал произошел сбой (поломка, авария) при открытии шибера загрузки при5 готавливаемого компонента, соответствующего АКУ.

Такая световая и печатная информация позволяет в минимальное время найти причину неисправности, устранить ее и сокра0 тить до минимума время простоев устройства из-за трудности и продолжительности диагностики таких ситуаций. Это увеличивает производительность устройства по приготовлению многокомпонентной

5 смеси материалов за счет устройства в течение времени, сэкономленного на диагностике неисправностей.

Световая индикация и печать на бумажном носителе расширяют функциональные

0 возможности устройства. Оно получает за счет этого средства для оперативного и эффективного оповещения оператора об аварии световым сигналом, диагностирует, на каком такте приготовления компонента это

5 произошло, в каком месте, и фиксирует эту информацию на печатном носителе, указывая при этом текущее время суток, т.е. осуществляет диагностику и протоколирование аварии или сбоя..

0 Предложенное устройство может быть реализовано на базе отечественных серийно выпускаемых технических средств в различных вариантах: устройствах и элементах ТТЛ-логики, печатающих устройств КСП4,

5 блоках индикации типа БУИ. серийно выпускаемых Воронежским ОКБА НПО Химав- томатика, или на стандартных средствах вычислительной техники, например, на базе микроЭВМ Электроника-60.

0 Фор мул а изобретения

Устройство для приготовления многокомпонентной смеси материалов, содержащее блок задания в виде клавиатуры управления взвешиванием, технологиче5 ский объект управления с исполнительными механизмами, связанными с шиберами загрузки материала в весоизмерительные бункеры каждого компонента, блок ввода информационных сигналов, первым входом связанный с выходом технологического обьекта управления, блок формирования управляющих сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет сокращения времени простоя при диагностике неисправностей, в него введены блок силовых ключей, два блока сравнения, таймер, блок печати и блок индикации, при этом блок формирования управляющих сигналов выполнен с кодовыми и адресными входами, первым - пятым кодовым и адресным выходами, подключенными соответственно к кодовому и адресному выходам блока задания, первому и второму входам таймера, первому входу первого и первому входу второго блоков сравнения, второму входу блока ввода ин0

формационных сигналов, кодовому и адресному входам блока печати, второй вход которого соединен с входом блока индикации и выходом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока ввода информационных сигналов, третий вход которого подключен к выходу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом таймера, второй выход которого подключен к первому входу блока печати, а блок силовых ключей включен между кодовыми и адресными выходами обмена формирования управляющих сигналов и кодовым и адресным входами соответственно технологического объекта управления.