Устройство для регулирования массы дозы Советский патент 1979 года по МПК G05D11/00 G01F11/00 

1

Изобретение относится к дискретному автоматическому регулированию массы дозы и предназначено для использования в расфасовочно-упаковочных автоматах, снабженных объемными дозаторами.

Известно устройство для автоматического регулирования массы дозы, которое содержит блок статистической обработки результатов взвешивания в пределах выборок конечной длительности и блок формирования сигналов регулирования, значение которых зависит от результатов статистического анализа выборки 1. Недостатком такого устройства является необходимость устанавливать зависимость сигналов регулирования от результатов статистического анализа по результатам предварительного анализа характера процесса дозирования. В процессе дозирования параметры регулирования не меняются или изменяются за счет ручной регулировки. При таком процессе регулирования не учитывается нестационарный характер случайного процесса дозирования, в частности изменение во времени значения дисперсии процесса.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство

для автоматического регулирования, содержащее последовательно соединенные дозатор, блок контроля, блок статистической обработки, логический блок и задатчик, выход которого подключен ко входу дозатора 2.

Однако в таком устройстве при регулировании не учитывается значение дисперсии процесса дозирования и процесс выбора необходимого шага регулирования продолжается достаточно долго, так как значения регулирующего сигнала не выбираются оптимальным образом, а подбираются последовательным перебором путем изменения значения регулирующего сигнала только через четыре выборки. Кроме того, при быстрых изменениях параметров процесса дозирования процесс регулирования может оказаться неэффективным, так как время выбора необходимого регулирующего сигнала может оказаться больше времени изменения параметров процесса.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства, т. е. улучшение качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенное устройство для регулирования массы дозы введены блок измерения объема дозатора, блок оценки относительного смещения среднего значения массы дозы, блок выработки сигналов оценки дисперсии и блок выбора оптимального регулирующего сигнала. Вход блока измерения объема дозатора соединен с выходом дозатора, а выход - со вторым входом задатчика, третьи входыкоторого соединены с выходами блока выбора оптимального регулирующего сигнала, первые входы которого подключены к выходу блока выработки сигналов оценки дисперсии, а вторые входы - к выходам блока оценки относительного смещения среднего значения массы дозы, два входа которого подключены к выходам блока контроля, а другие входы - к выходам блока ,статистической обработки. Два входа блока выработки сигналов оценки дисперсии подключены к выходам блока контроля, а другие входы - к выходам блока статистической обработки. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит дозатор 1, блок контроля 2, в который введены пороговые устройства, выдающие сигналы о наличии бракованной продукции, а также продукции, масса которой отклоняется от номинальной на установленное значение, отличное от браковочного, блок статистической обработки 3, логический блок 4, задатчик 5, блок 6 измерения объема дозатора, блок оценки относительного смещения среднего значения массы дозы 7, в который входят блоки 8 и 9 хранения информации b числе пересечечий браковочных границ 5(-ь) и S(-) cooTBeTCtBeHHO, группы ГО и 11 элементов И, элементы ИЛИ 12 и 13, группу элементов ИЛИ 14, блок 15 выработки функции fi, определяющей наиболее вероятное зНачение отношения смещения среднего значения массы дозы к среднему квадратическому значению этого смещения, блок 16 выработки функции fi, определяющей наиболее вероятное значение отнощения разности браковочного порога и смещения среднего значения массы дозы к среднему квадратическому значению смещения, элемент ИЛИ 17, блок выработки сигналов оценки дисперсии 18. -Последний содержит блоки 19 и 20 хранения информации о числе пересечения границ I 5(-) и -J б (+) (где I 1 и выбирается из удобства технической реализации) соответственно, группы 21 и 22 элементов И, элементы ИЛИ 23 и 24, группу 25 элементов ИЛИ, блок 26 выработки функции Ь, определяющей наиболее вероятное значение отнощения разности указанных порогов и смещения среднего значения массы дозы к среднему квадратическому значению смещения. Блок выбора оптимального регулирующего сигнала 27 содержит блоки 28, 29, 30 выработки функций +, fs, fe, определяющих наиболее вероятное смещение среднего значения массы дозы от номинального значения при различных ситуациях в выборке. Устройство работает на основе анализа возможных ситуаций, которые могут сложиться в выбо()ке определенного объема (например, из 10 единиц продукции.). Все возможные ситуации разбиты на три группы: 1)в выборке количество единиц продукции с отклонением одного из знаков плюс или минус от номинального значения массы дозы больще нуля, но меньще заданного числа, например двух; 2)в выборке количество единиц продукции с отклонением одного из знаков от номинального значения массы дозы равно нулю, при этом число единиц бракова1нной продукции с отклонением другого знака от массы дозы номинального значения больще нуля;3)в выборке количество единиц продукции с отклонением одного из знаков и число единиц бракованной продукции с отклонением другого знака от номинального значения массы дозы равны нулю. В блоке контроля 2 установлены устройства, фиксирующие отклонения со знаком « + и «-, массы дозы &(+) и &{-) от номинального значения массы дозы, превыщения отклонения браковочных порогов 5 () и 5с-), превышения отклонений выбранных порогов f 6 (,) и 5(-). С выхода логического блока поступает сигнал о направлении шага регулирования. Если в выборке количество единиц продукции с отклонением в сторону недовеса мёньще заданного значения, например двух, то поступает сигнал U})(-) об уменьщении объема дозатора, если меньше заданного значения число е 1иниц продукции с перевесом, то поступает сигнал Upc+) об увеличении объема дозатора. В остальных случаях сигнал на выходе логического блока отсутствует, и регулирование не производится. В любом случае на вход задатчика 5 поступает с блока 6-сигнал о величине объема- дозатора, который совместно с сигналами одного из блоков 28, 29 и 30 определяет величину регулирующего сигнала, задающего относительное изменение объема дозатора. На входы блоков 28, 29 и 30 поступает после.окончания выборки сигнал с блока 26 выработки функции fj. Сигнал в блоке 26 вырабатывается в завясимости от показаний блоков 19, 20, с которых сигналы поступают на выходы блока 26 через группы элементов И 21 и 22 и ИЛИ 25. Если в выборке число отклонений &(-) от номинального значения массы меньше установленного значения, то блок 26 вырабатывает сигнал с; зависимости от показаний блока 20, что обеспечивается элементами 22 и ИЛИ 24. Если в выборке число отклонений &(+) меньше установленного значения, то блок 26 вырабатывает сигнал в зависимости от показаний блока 19, что обеспечивается элементами 21 и ИЛИ 23. В указанной выше ситуации 1 появляется сигнал на выходах блока статистической обработки и затем на выходе элемента ИЛИ 12 или 13. В зависимости от наличия, сигнала на выходе элемента 12 или 13 блок 15 выработки функции f выдает определенное значение сигнала, которое совместно со значением сигнала с выхода блoka 26 задает значение сигнала на выходе блока 28. В ситуации 2 сигнал с выхода блока 8 или 9 проходит на выход одного из элементов И группы 10 или 11, а затем через один из элементов ИЛИ группы 14 попадает на соответствующий вход блока 16 выработки значения функции ft. В зависимости от того, на какой вход блока 16 поступил сигнал, на выходе этого блока также появляется соответствуюидий сигнал, который совместно со значениеМ| сигнала с выхода блока 26 задает значение сигнала на выходе блока 29. В ситуации 3 с выхода блока 8 или 9, соответствующего наличию нуля пересечений порога $(+) или 5(-) соответственно, поступает через элемент И группы 10 или 11 и затем через элемент ИЛИ 17 сигнал на вход блока 26 выработки функции fj и совместно с сигналом с выхода этого блока определяет значение сигнала на выходе блока 30. В предложенном устройстве для регулирования массы дозы при возникновении отклонения среднего значения массы дозы от номинального значения щаг регулирования выбирается оптимальным образом, значительно сокращается время определейия необходимого значения щага регулирования, улучшается качество дозирования и сокращается количество бракованной продукции вследствие уменьшения времени, в течение которого процесс дозирования находится в разложенном состоянии. Формула изобретения Устройство для регулирования массы дозы содержащее последовательно соединенные дозатор, блок контроля, блок статистической обработки, логический блок и задатчик, выход которого подключен ко входу дозатора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит блок измерения объема дозатора, блок о.ценки относительного смещения среднего значения массы дозы, блок выработки сигналов оценки дисперсии и блок выбора оптимального регулирующего сигнала, причем вход блока измерения объема дозатора соединен с выходом дозатора, а выход - со вторым входом задатчика, третьи входы которого соединены с выходами блока выбора оптимального регулирующего сигнала, первые входы которого подключены к выходу блока выработки сигналов оценки дисперсии, а вторые входы к выходам блока оценки относительного смещения среднего значения массы дозы, два входа которого подключены к выходам блока контроля, а другие входы - к выходам блока статистической обработки, два входа блока выработки сигналов оценки дисперсии подключены к выходам блока контроля, а другие входы - к выходам блока статистической обработки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 1205719, кл. 42 е 23/46, опублик. 1960. 2.Авторское свидетельство СССР № 507778, кл. G 01 F 11/00, 1976 (прототип).