Устройство для управления технологическими параметрами Советский патент 1977 года по МПК G05B11/16 

Изо,б.ретен|Ие относится ж автоматике, а имё|Нно к управляющим устройствам, предназначенным для автоматического управления Т|ехноло ГИЧ1еск1ИМ1И лараметрами, наприМ&р дотированием.

Известны устройства для упрлвления дозированием, содержащие датчик, задатчик, сумматор, усилитель, блок коммутации 1. Такие устройства позволяют осуществлять коммутацию пркводО(В дозатора, управление вроцеаоом дози.р-авааия и аварийное отключение приВОДОв. Однако эти устройства обеснечиваЮт иеобХОДИмую точность только в режимах стабилизации управляемого процесса при небольщих возмущениях, иапример при дозировании однородных хорощо сыпучих материалов.

Наиболее бл|Изким К изобретению по технической сущности является устройство для управления технологическими параметрами, содержащее датчик, один выход которого подключен к первому входу порогового блока, первый ВЫХОД которого подключен к входу блока коммутации, второй . выход датчика подключен к первому входу сумматора, второй вход .которого соединен с выходом задатчика, а .выход сумматора соединен с входом усилителя регулятора . Это устройство имеет больщую иогрещноать при дозировании матер|иал1ов с существенно (неоднородным гранулометрическим составом или материалов, обладающих повыщенной сыпучестью, а также при зшравлении питателем, характеристика которого существенно иел инейна.

Цель изобретения - -иовыщение точности устройства для управления технологическими пара1метрами.

Достигается это благодаря тому, что в Лстройстве установлены первый и второй блоки памяти, дополнительные двуполярный усилитель и сумматор, первый вход которого соединен с вторым выходом порогового блока, а второй вход :которого подключен к выходу задатчика. Выход дополнительного сумматора соединен С входом дополнительного двуполярного усилителя, первый выход которого иодключен к третьему входу сумматора. Первый выход первого бл10(Ка памяти подключен к входу усилителя, выход которого соединен с вторым выходам первого блока памяти; Вход первого блОка памяти подключен к первому выходу блока коммутации, второй выход которого соединен с первым входом второго блока паМяти, второй вход котюрОго СОЗдинен с третьим выходом порогового блока. Один выход второго блока памяти подключен к входу доПОлеительяого двуполярНюго усилителя, а второй выход второго бЛОка памяти соединен с первым выходом дополнительного двуполярного зоилителя, «второй выход которого подключен к второму входу порогового блока. Введение в устройство для управления дополнительных двуполярного усилителя и сумматора, а также второго блока памяти и соответствуюицее inx включение обеспечива ет TO4diocTb доЗ|Ир|ОваНпя пр.и неоднородности гра,нуламетр;ического состава .материала i пр.и Л1-сл;1:нейНости ха|раКтер1,етики питателя. Включение в устройство первого блока намяти резко соа ращает длителы-юеть переходного процсс;а прчг пуске дозатора, что .исключает воз1Н|И,кающ,ую ирл этом иогрешнссть. Подключен-ие второ го выхода дополнитслыюго )лярио.го усилителя к второму входу порогового блока и соедииение первого входа этого блока с первым выходом датчика обеспечивает точность работы дозатора при прохождсиии материала с Г1овышенио1 сыпучестью. На фиГ. 1 дана блок-схема уетрой.ства для Зправленпя; г.а ф.нг. 2 - схемы :со)тветстзекко п.ервого и второго блоков памяти л iioooго.вОГо блока. Устрэйст1 о для управЛе |ИЯ содержит задатчи:К /, датчик 2, ус:пл.итель 3, суммато.р 4, двуполяриый усил1ггель 5, имеюиип два диффереиииаль.ных выхода, доиолшггельный cyfviматор 6, первый блок ага.мят; 7, второй блок памяти S, иироговьи блоК 9 п коммутатор 10. Задатчи.к / .и датч.ик 2 одним выходом подк;1ЮЧе;ны к суммато|)у 4, вторых выходом задатчик / соединен с входом донолнительного сумматора 6. Датчнк 2 .вторьгм выходом соеди.:пен с входом доиолннтелыного схмматора 6. Датчи.к 2 вторым выходом соед.чнен с входом донолгл.ительного сумматора через асроговое устройство 9. К вхо.ду успл ггеля о подключ.ен выход сумматора 4, а вход дэнолН|Итель1Ного двунолярного усилителя 5 соединен с выходом дСИолиительпого сумматора 6. Блок н.а:мяти 7 Своими выходами иодключен параллельно усилителю 6, а блоК памяти (S - параллельно двуполярнолп уеил.ителю 5, Порого15ый блок 9 одним выходом иодключен к входу донолиительиого двуполярного ус1Л1;теля 8, а другим - к входу блока коммутации 10, выходы которого соединены с зхода.и блоков ламятп 7 н S. Схема первого блока памяти 7 (см. фиг. 2а) оодержпт HCTCHH IK 11 н.оетоянногс ланряж.е:Н|Ня, неременное .со.нр.отнвлеиие 12, хиравляемые иереключател.и 13, 14 и кон. енсатоэ 15. Переключатели 13. 14 уи)авляю.тся исполн.ительиым iKOMiMyTaTOpoM 10. Схема вт.0:рого блока )1амяти 8 (см. (Ьиг. 26) включает в себя коидеисатор 16. шунтируемый поеледовательн.о 1включеиным;1 Управляемым.и ключа1М:п /7 .и 18. Ключ /7 управляется коммутатором 10, -ключ 18 пооого зым блоком 9. Схема порогового блока 9 содержит электрон.н.ое пороговое ххтройство 19 (см. фиг. 2е), |К ВЫХО.ДУ которого нодключены реле 20 и 2./. Устройство работает следуюндим образом. С помощью задатчика / оператор устапавли.вает трсбуюии.ийся уровень производительности дозатора. Сигналы от задатчика / и датЧ1ика 2 .алгебраически суммируются сумматорами 4 н 6. При этом .сигнал от задатч-ика / поступает ва оба сумматора непосредственно, сигнал от датчика 2 поступает на сумматор 4 непосредственно, а на дополнительный сумматор 6 че.рез пороговый блок 9. Выходной сигнал сумматора 4 поетупает на усилитель 3. В нс.ходном .состоянии конденсатор 15 первого блока памяти 7 иодключен к источнику 11 ноетояиного напряжеппя, а .копденсатор 16 второго бл.ока памятп 8 зашунтирован замкнутыми ключам-и 17 и 18. .поступления пускового сигнала сработает блок коммутации, ири этом нереключатели 13, 14 отключат конденсатор 15 первого блока памяти 7 от псточ.н-пка 11 постояштого напряжения и подкл 0чат его одн.пл выводом а. входу, а другим выводом - к выходу усилителя 5. Под воздействием этого ж.е комм -татора во втором блоке Памяти S размыкается ключ 17 в iieiin, .ирующей коиденсатор 16. На выходе хснлителя 3 ток, воздействуюигий иа внброиитатель дозато.ра. Величил-ia этого тока сразу после включения коммутатора 10 определяется напряжепием па первом блоке памят 7, .которое с помоигью переменного со рот1 вле|Ння 12 устанавливается .предварительно так, чтобы переходиой пропесс в с :етеме управления лрактчгчески отсутствовал и производптельность дозатора после включения была равна зада1П10му значению. В устаиэвнвшемся- -режиме возншхаюшне в нроцессе н.рохождеиия материала отк:изиеиия от зада:,ия ко.мпеис.ируются воздействием сил.ителя 3 л подключенным к нему параллельпо конденсатором /5 блоКа памяти 7. Это воздействие аналогично действию ПИ-рег лятора. Для н.сключеи:ия накапливающейся с течеи1ием временн иогренлноети .служ.гг аналоговый двуполярный нпт.егратор, состоящий из двхиоляриого усилителя 5 и второго блока памяти 8 и и.меюишй два днфферени.иальиых 5ыхода I и И. Вьгход I иодк.почается к входу сумматора 4 Л1 исиользхстси для .непрерывной коррекции нронесса дозировання, которая осуществляется с;1ед ЮИ1ИМ об :1азом. Носто5|-:ная в;;еме1 11 isTopoio блс.ка 6 устаКалзливаегся иа поря.ток бо;1ыие, чем поетоя.икая времеиП первого блока иамяти 7. Все отк/юпення нроизвод ггель:и)сти дозатора от за;;ani:oio значения вторым бло.ком иамяти 8 запоминаются. Быходно сигнал дв -по;1ярноГ.О -сил.1ггеля 5 при этом пр01 орц11оналеи величине HorpeniiiocTH н в1)сме;нн се де ;ствия. С учетом сказа;1:ного, noc.ie комиеисаци.и сигнала )ассоглас()ваиия датчико.м 2 и з-.датчиком / иа вход сумматора 4 будет поступат, JCilгпaл с выхода I двуполярного усилителя 5. Ноэтому т;ж хиравлення нггателем от усилителя 3 будет изменяться и, соответетвенно, будет нзме яться нронзвод1ггельность дозатора. Это нзменен.ие будет продолжаться до тех пор, пока заряд, накопившийся на конденсаторе 16 второго блока памяти 8 за время действия раосогласован.пя, пе станет равиым нулю.

Разряд конденсатора 16 возможен только при поступлении на вход дополнительного сумматора 6 сипнала с полярностью, противоположной тому сигналу, ;который ранее вызвал рассогласование. Следовательно, сигнал на выходе двуполя рного усидителя 5 исчезнет только носле того, как ранее возникшая погрешность будет полностью .ско мпенсирова:на.

При повышенной текучести материал поступает на ленту транспортера даже ири отсутствии тока на выходе усилителя 3. Поэтому скомпенсировать возникающую погрешность, управляя питателем, оказывается невозможным. В этом случае поддержание производительности дозатора на заданном уровне производится с помопдью период ческой остановки весового транспортера. Под действием иекомиенсируемого ра ссогласования на вход дополнительного сумматора 6 будет поступать сигнал. Воздействующее ирн этом выходное иаиряжение дв полярного усилителя 5 превы.сит порог .срабатыван.ия порогового устройства 19, входяш.ого з пороговый блок 9. В блоке 9 сработает реле 21, которое отключит коммутатор }0 и отсоединит вход от датчика 2 на дополнительном с мматоре 6. Сти:рания иамяти на блоке памяти 8 прп этом не произойдет, так как под воздействием блока 9 управляемый ключ 18 в цепи, шунтирующей 1 01нденеатор 16, разомкнется до срабатьшан.ия коммутатора 10 и замыкан:ня уиравляемого этим комм}тато,ро.м ключа 17. На вход пнтегратора, образованного двуполярным усилителем 5 и вторым блоком памяти 8, от дополнительного сумматора 6 будет поступать сигнал задатчика /. Под действием этого сигнала память об ошибке, накопленная на втором блоке памяти 8 постепенно стирается и, соответственно, уменьшается напряжение iH.a выходе двуполяр1ного усил ителя 5. Когда это напряжение станет меньше порога возврата блока 9, включится коммутатор 10 и ироцесс дозирования будет продолжаться. .м образом, наконившаяся погрешность вызывает отключение дозато ра на время, необходимое для ее полной компенсаипи.

В случае 1еисправности системы дозирования (например зависание матсоиала в б нкере) матер;иал ие ио. на лгнтг весового траисиортера дозатора даже при максимальном токе па выходе усгглителя . Накапливающаяся па втором блоке иамят 8 погрешность вызывает нррастаи.е напряжения на выходе двугюлярного -с1 Л ггеля 5. Поляппоеть этого напряжения противоположна JTO сравиеи1 10 с предыдущим сличаем. Поэтому npiH увеличени выходного напг/яжеиия дв полярного усилителя 5 характер воздействия этого нанряжения на коммутатор W является иным. Тем самым обеспечпвается возможность устанавлпвать порог срабатывания при этом воздействии более высоким, чем в иредыдушем случае. После то-го, как напряжение на выходе двуполярного усилителя 5 превысит порог срабатывания электронного порогового уетройства 19 порогового блока 9, срабатывает реле 20 этого блока, отключится коммутатор 10 Л1 проиесс дозирования прекратится. После устранения непсиравности оиератором производится повторный пуск дозатора. Выбором напряжения срабатывания порогового блока 9 псключается остановка дозатора прн кратковременных возмущениях. Устройство для уиравлеиия, содержащее датчик, задатчик, пороговый блок, сумматор и усилитель, в котором дополнительно установлены два блока памяти, двуиолярный усилитель и сумматор, соед1;ненные по опнсанной схеме, обеспечивает высокую точность -11равле;П1Я иронессом неирерывного дозирования .материалов при воздействии разлпчных неблагоириятиых для этого процесса факторов; схчиествеиной неоднородности и илохой сыпучести материала, нелннейности xapaxTopiicTHKH дозатора, самоиропззольиом движеиии матерпала, частых перерывах в процессе иодач), кратковремешшьх инклах подачи iaтepиaлa.

Ф О р м - л а и 3 о б р е т е и и я

стройстгю для управлення технологнчесKiiMTi иа.раметрами, содержаи ее датчик, один выход которого подключен к первому входу порогового блока, первый выход которого подключен 1 входу блока 1 оммутаиии, второй выход датчика иодключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выход сумматора соединен с иервым входом усилптеля регулятора, отличающееся тем, что, с пелью повышения точности лстройства, в нем установлены первый и второй блокн памятн, допэл пггелы1ые двуполярный усилитель и сумматор, первый вход которого соедпиен с .вторым выходом порогового блока, а второй вход которого подключен к выходу задатчика, зыход дополнительного с ммато 1а соединен с входо ; д1П()лн;1тель:1ого дв полярного усилителя, игрвьп ; выход которого иодключен к третьему входу сумматора, нервы.й выход иервого блока памяти подключен к входу силителя, выход которого соединен с вторым выходом игрвого блока памятн. вход иервого блока подключен к первому выходу блохп коммутации, второй выход которого с;)ед:л1ен с первым входом второго блока па 371гтсй вход которого соединен с трев;лх;;д:-)М но|)огового блока, один выход бтгка памяти подключен к входу е.гьногэ Д1;уп:)) усилителя, а выход второго бл.ска памят соединеи с первым выходом дополнительного двуполярного усилителя, второй выход которого подключен к второму входу порогового блока. Источники информащии, принятые во в«имаине при экспертизе: 1.Орлов С. П. Дозирующие устройства, М., «Машиностроение, 1966, с. 137. 2.Карпия Е, Б. Средства автоматизации для измерения и дозироваиия массы. М., «Машиностроение, 1971, с. 347.

а

. 7