Устройство для управления многокомпонентным дозатором Советский патент 1979 года по МПК G05D11/13 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано, например, при дозировании компонентов бетонной смеси. Известно устройство управления дозаторами на базе циферблатных указателей с бесконтактными датчиками БК. Однако устройство не позволяет авто- мaтич6ckи корректировать момент закрытия впускного затвора, автоматечески задавать дозы, имеет ограниченное число заранее устанавливаемьгх доз l , Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и дости гаемому результату является устройство для управления многокомпонентным дозато ром, содержащее последовательно включенные задающий генератор, делитель час тоты, распределители импульсов и цифроаналоговые преобразователи, выходы котр рых подключены к входам сельсин-датчика веса, выход которого через фильтр ниж ней частоты соединен с одним из входов нуль-органа, и блок сравнения 2. Недостатки этого дозатора состоят в том, что наличие большого числа электромеханических подвижяых элементов снижает общую надежность устройства управления дозатора; применение сельсинов в качестве задающих элементов аналогового типа ведет к снижению точности дозирования и ограничивает функциональные возможности; необходимость затрат времени на переход от дозирования одних компонентов к последующим снижает производительность дозатора; при установке :большого числа заранее подготовленных дозировок и стыковже с управляющими устройствами более высокого уровня (например, ЭВМ). Цель изобретения заключается в повышении надежности и точности устройства. Зта цепь достигается тем, что устройство содержат вентиль,;счетчики начального веса, задания и cи нaлdв коррекции, формирователи установок компонентов, индикатор начального веса и формирователь сигнала коррекции, причем выходы нуль-органа, задающего генератора и - , -. ,:- - - - - 69 вый выходвторого распределителя импуль сов в канал запуска устройства соединены с входами вентиля, выходы которого соединены с входами счетчика начального веса, выход которого связан с одним входом индикатора начального веса, соединенного другим входом с выходом счет1 чика задания и первым выходом второго распределителя, выход индикатора начального веса подключен к формирователю ус- тавки первого компонента и нулевому вхо ду счетчика задания, другие входы которого соединены с первым выходом второго распределителя импульсов и выходом формирователя уставки первого компонента, вход которого и первый вход формирователя уставки второго компонента соединены с выходом счетчика задания и входными каналами устройства, вьгход формирователя уставки первого компонента соединен с первым входом блока сравнения и вторым входом формирователя уставки второго компонента, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с выходом формирователя сигнала коррекции, входа которого соединены с выходами формирователей уставок компонентов и счетчика , сигналов коррекции, нулевой вход которого соединен с выходомнуль-органа, а единичный - с выходом задающего генеоатора. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство состоит из задающего генератэра 1, делителя частоты 2, распределителей импульсов 3-1 и 3-2, цифроаналоговых преобразователей код-напряжение 4-1 и 4-2, сельсина - веса 5, фильтра нижней частоты 6, нулъоргана 7, венталя 8, счетмика начального веса 9, индикатора начального веса 10, счётчиска задания 11, формирователя уставки первого компонента 12, формиро вателя уставки второго компонента 13, счетчика сигналов коррекции 14, формирователя сигнала коррекции 15 и блока сравнения 16. В устройстве, информация о величине веса в бункере дозатора полу гается путем преобразования угла поворота стрелки циферблатного указателя в электричес кий сигнал с помощью сельсина, ось KOTO рого непосредствешо соединена с осью весовой стрелки. Сельсин используетс;я в режиме фазовращателя с трехфазным пита нием. :- ; Для формирования трехфазного напряжения используются блоки . Сигнал с задающего генератора 1 поступает на делитель частоты 2. По выходному сигналу блока 2 происходит последовательная периодически повторяющаяся смена состояний распределителя 3. Каждое состояние распределителя 3 вызывает появление на выходе преобразователя 4 соответствующего напряжения. Функция преобразования выбрана такой, чтобы за 1 период работът распределителя на выходе преобразователя 4 сформировать квазисинусоидальное ступенчатое напряжение (отношения напряжений ступеней выражаются синусами аргументов, соответствующих расположению ступеней на временной оси). Для получения трехфазного симметричного напряясения, один из входов которого общий провод, достаточно иметь два равных по ам1р1итуде напряжения, сдвинутых взаимно по фазе на 120°. Требуемый фазовый сдвиг обеспечивается тем, что распределитель 3-1 выбирае гся ведущим, а распределитель 3-2 - ведомым таким образом, что блок 3-2 устанавливается принудительно в О, когда блок 3-1 принимает состояние, соответствующее 1/2-1/31/6 периода. Для этого числа ступеней квазисинусоидального напряжения (число состояний блока 3 ) целесообразно выбрать кратиым 6, например 24. В этом случае распределитель 3-2 устанавливается в началбное положение по 4-ому от начала периода состоянию распределителя 3-1. Выходное напряжение сельсина 5. пропускается через фильтр нижней частоты 6, который из квазисинусоидального напряжениясеяьсина выделяет основную гармонику. Синусоидальный сигнал на выходе фильтра 6 имеет стабильную амплитуду и фазовый сдвиг, равный углу поворота оси сельсина. В качестве момента отсчета фазового сдвига выбирается переход в одно из состояний, например, первое распределителя 3-2 (опорный импульс). С помощью нуль-органа 7 фазовый сдвиг преобразуется в длительность импульса. Опорным импульЬом с блока. 3-2 нуль-орган 7 устанавливается в , а при прохождении синусоидального сигнала с фильтра 6 через нуль (например, при нарастании напряжения) нуль-орган 7 устанавливается в О. Таким образом, на вь/ходе нуль-органа 7 получаем импульсы .с периодом питающего сельсин напряжения и длительностью. пропорциональной углу поворота оси сельсина, т.е. показаниям весов. Для числоимпульсного представления веса импульсы с нуль-органа 7 заполняются импульсами с генератора 1 (см. ниже). Диск ре т ность такого представления равна 1 ( М„ кМ , где Ы„- коэффициент деления частоты делителя 2, N - число состояний распределителя 3). Блоки 8-16 используются для управления дозированием. Сигнал пуск поступает по каналу запуска А на вентиль 8. По этому сигналу в начале периода вентиль пропускает опорный импульс, устанавливающий в О счетчик начального вв са, а затем формирует число-импульсный код текущего веса в течение одного периода. Как уже указывалось, этот код образуется из сигналов нуль-органа 7 н задающего генератора 1. С помошью счетчика 9 число-импульсный код преобразуется в цифровой код показаний весов практически в момент пуска (начальный вес). Для уче та начального веса необходимо его прибавить к тем показаниям весов, которые должны быть получены по окончании доаированкя, т.е. задание следует увеличить на величину начального веса. Задание для дозирования 1-го компонента формируется на формирователе 12 совместно со счетчиком 11. Задание формируется в виде импульса, временное положение которого по отношению к опорному импульсу характеризует заданный вес дорыии (аналогично представлению текущего веса), В начале каждого периЬда опорным импульсом с распределителя 3-2 счетчик задания 11 устанавливается в О. Импульсами с генератора 1 счетчик 11 последовательно изменяет свое состояние. Когда код на счетчике 11 совпадает с кодом на счетчике начальногто веса 9, индикатор 10 выдает импульс на сброс счетчика 11. Индикатор и формирователи в данном устройстве выполнены таким образом, что выдают только один импульс совпадения кодов за период. В каждом периоде индикатор и формирователи устанавливаются в рабочее состояние соответст вуюшим импульсом. Индикатор 10 устанав ливается опорным импульсом. Выходным импульсом индикатора 10 рабс)чее состояние .устанавливается на формирователе 12 Счет импульсов генератора 1 на счетчике 11 ведется снова с О, Когда код на счетчике 11 совпадает с кодом заданного веса, подаваемого во входной линии Б, пя формирователе 12 формируется импульс задания, который поступает на блок сравнения 16, временное смещение этого импульса по отношению к опорному пропорционально сумме начального веса и заданного. Так как импульс текущего веса на нуль-органе 7 также представлен в виде пропорционального временного смещения по отношению к опорному, то сравнение и блоке 16 сводится к определению взаимного временного расположения импульсов задания и текущего веса при от счете от опорного импульса. Бели после опорного импульса,сначала появляется импульс текущего веса, а затем импульс задания, TD на выхода блока сравнения появляется сигнал меньше, по которому питатель дозатора работает. Если взаимное расположение контролируемых импульсов изменяется на противоположное, то вырабатывается сигнал больше, по которому подача материала в бункер дозатора прекращается. Для того, чтобы учесть те изменения показаний весов, которые наблюдаются после подачи сигнала на выключение впусКНО1Ч) питателя, обычно вводится соответствующее упреждение на выдачу этого сигнала. В данном устройстве это достигается прибавлением величины упреждения к показаниям текущего веса, что эквивалентно соответствующему сдвигу импульса текущего веса, подаваемому на блок сравнения 16, Счетчик 14 выходным сигналом нуль-органа 7 удерживается в О, начиная от опорного импульса до срабатывания нуль-органа 7 по выходному сигналу сельсина, т.е, в течение интервала времени, пропорционального текущему весу. После перехода нуль-органа 7 в О разрешается счет импульсов генератора 1, Когда состояние счетчика 14 совпадает с кодом упреждения для первого ко)шонента, вводимым по входу Г, на формирователе 15 формируется импульс, поступающий на блок сравнения 16, .Временной сдвнгг этого импульса по отношеншо к опорному пропорционален сумме текущего веса и упреждения. При переходе к дозированию второго компонента сигнал задания формируется на формирователе 13, Связи между блоками, действующие только при дозир вании 1-го компонента, подчеркнуты одной чертой, а второго - двумя. Временной сдвиг нмпульса задания от опорного при дозировании второго компонента пропорционален сумме начального веса, веся первого компонента и веса второго компонента, Для этого импульсы начального веса 10 и первого компонента 12 формируются аналбгично тому, как рассмотрено выше, но импульс формирователя 12 сбрасывает в О счетчик 11 так же, как импульс начального веса, и дает разрешение на ра боту формирователя 13. Когда после второго сброса счетчик 11 достнгнёт состояния, совпадающего с кодом заданного ве са второго компонента, подаваемого на входной канал В, формирователь 13 формирует импульс задания дпя блока сравнения 16. Сигнал текущего веса корректируется на величину упреждения, аналогично рассмотренному выше, счетчиком 14 и формирователем 15, на который в этом случае подается код упреждения вто рого компонента по входу Д. При необходимости дэзироватв больше двух компонен тов в один дозатор новые компоненты вво дятся в управление по алгоритму, рассмо ренному для второго компонента. Благодаря внедрению устройств автома тическрго управления многокомпонентным дозатором повышается производительность дозировочно-смесительного оборудования и сокращается потеря цемента (за счет точности соблюдения заданного состава бетонной смеси). Это ведет к повышению однородности и прочностных показателей бетона. Формула изобретени Устройство для управления многокомпо нентным дозатором, содержащее последов тельно включенные задающий генератор, д;елнтель частоты, распределителе импульсов и цифро-аналоговые преобразователи, выхоДЕЛ котоjwx подключены к вх.одам сельсин-Ч1атчика веса, выход которого через фильтр нижней частоты срединен с од ним нз входов нуль-органа, и блок сравнения, отличающееся тем. ЧТО, с целью повышения надежности и точности устройства, оно содержит вентиль, счетчики начального веса, задания и сигналов коррекции, формирователи установок компонентов, индикатор начального веса ь формирователь сигнала коррекции, причем выходы нуль-органа, задающего генератора и первый выход второго распределителя импульсов и канал запуска устройства соединены с входами вентиля, выходы которого соединены с входами счетчика начального веса, выход которого связан с одним входом индикатора начального веса, соединенного другим входом с выходом счетчика задания и первым выходом второго распределителя, выход индикатора начального веса подключен к формирователю уставки первого компонента и нулевому входу счетчика задания, другие входы которого соединены с первьхм выходом второго распределителя импульсов и выходом формирователя уставки первого компонента, вход которого и первый вход формирователя уставки второго компонента соединены с выходом счетчика задания и входными каналами устройства, выход формирователя уставки первого компонента соединен с первым входом блока сравнения и вторым входом формирователя уставки второго компонента, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, третий вход которого соединен с вьтХодом формирователя сигнала коррекции, входы ко торого соединены с выходами формирователей уставок компонентов и счетчика сигналов коррекции, нулевой вход которого соединен с выходом нуль-органа, а единичный - с выходом задающего генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Инструкция и техническое описание дозатора СУБЗ-1, ТУ-25.06.1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 337659, кл. Q 01 G 23/36, 1971 (прототип).

«

ti

Osl

t

I

CM

t Ю

f

S

«О

Ф