Устройство для программного управленияпОТОКОМ жидКОСТи Советский патент 1981 года по МПК G05D7/00 G01F11/00 

1

Изобретение относится к области регулирования и распределения жидкостей с использованием электрическик средств для программного управления дозирующими устройствами при отборе проб жидкой среды и может найти применение в медицинской, химической, пищевой промышленностях, где требуется повышенная то1ность дозирования жидкости.

Известна устройство для автоматического программного управления потоком жидкости, содержащее схему управления, блок формирования сигналов, блоки сравнения, логические блоки регулирования Ш

В известном устрюйствё программного управления после,цовательность выдачи сигналов управление жестко задана и ее изменение в процессе обработки программа иевоэможно без изменения последовательности в целом. Использование большого количества ячеек в регистре памяти и блокрв сравнения снижает надежность устройства. Отсутствие контроля состоЯ1+ия регулируемого объекта и использование подстрайвакицих и сравнивакишх блоков снижает эффективность управления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для программного управления потоком жидкости, содержащее индикаторный блок и последовательно соединенные задатчик програмьвл, блок управления, широтно-импульсный прет образователь, привод, исполнительный механизм и датчик положения исполни10тельного механизма Г23.

Недостатком этого устройства является его низкая точность, так как для устранения случайных ошибок, обусловленных неточным ограничением

15 хода исполнительного мех,анизма конечными выключателями, производится электрическая выборка люфтов, т.е. рабочий ход исполнительного механизма начинается не с истинного нуля,

20 а с условного, а так же то, что при работе привода в .реверсивном режиме (забор и выдача доз) люфт исполнительного механизма tie учитывается.

Цель изобретения - повышение

25 точности устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство для программного управления потоком жидкости, содержащее индикаторный блок и последов|1тель30но соединенные задатчик программы.

блок управления, широтно-импульсный преобразователь, привод, исполнительный механизм и датчик положения исполнительного механизма, дополнительно содержит несимметричный триггер, коммутатор и делитель частоты, выход которого подключен ко входу индикаторного блока, а вход - к одному из выходов датчика положения исполнительного механизма, другой выход которого соединен со входом несимметричного триггера, выходы которого соединены с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого соединен со вторым входом блока упрауправления, а выходы - со вторыми входами, широтно-импульсного преобразователя и привода, причем коммутатор содержит последовательно соединенные первый токоограничивгиощий элемент, первый и второй тиристорные элементы и первое и второе электромагнитные реле, последовательно соединенные третий тиристорный элемент второй токоограничивакхдий элемент, первый вентильный элемент, ключевой транзисторный элемент и второй вентильный элемент, выход .которого соединен с первым выходом коммутатора и через за1 ыкающий контакт второго электромагнитного реле со вторым выводом первого токоограНичивающего элемента, первый вход коммутатора подключен к базе ключевого транзисторного элемента и к аноду первого ключевого тиристорного элемента, .второй вход- через последовательно соединенные третьи токоограничивающие элементы и третьи вентильные элементы - ко входс№1 ключевых тиристорных элементов, катод первого ключевого тиристорного элемента соединен с третьим входом коммутатора, второй выход которого подключен к аноду третьего ключевого тиристорного элемента, катод которого через размыкающий контакт первого электромагнитного реле соединен со вторым выводом второго электромагнитного реле, первый вывод которого через четвертый вентильный элемент соединен с выходом первого вентильного

элемент.

На фиг. i изображена блок-схема устройства для програ много управления потоком жидкости; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема коммутатора.

.Устройство для программного управления потоком жидкости содержит индикаторный блок 1 и последовательно соединенные задатчик 2 прогреичмы, блЬк 3 управления, широтно-импульсный преобразователь 4, привод 5, исполнительный механизм 6 и датчик 7 положения исполни.тельного механизма 6, несимметричный триггер 8, коммутатор 9 и делитель 10 частоты, коммутатор 9 содержит первый токоограничивающий элемент 11, первый ключевой тиристорный элемент 12, второй ключевой тиристорный элемент 13, первое электромагнитное реле 14, второе электромагнитное реле 15, третий ключевой тиристорный элемент 1б, второй токоограничивающий элемент 17 первый вентильный элемент tS, ключевой транзисторный -элемент 19, второй вентильный элемент 20, третьи вентильные элементы 21 и 22, третьи токоогранИчивающие элементы 23 и 24, четвертый вентильный элемент 25, перэый вход а , второй вход 5 , третий вход в, первый выход г, второй выход А. .

Устройство для программного управления потоком жидкости работает следующим образом.

С задатчика 2 программы подается определенный сигнал в блок 3 управления на обработку одной или нескольких доз в прямом и обратном направлении (выдача дозы либо забор ее). Блок 3 управления управляет работой широтно-импульсного преобразователя (шип) 4, который в свою очередь управляет работой .привода 5 (двигатель, электромагнитная муфта, редуктор). Выходной валпривода 5 механически соединяется с валом исполнительного механизма 6, на оси которого размещен датчик 7 положения исполнительного механизма, подающего импульсы об отработке дозы через делитель 10 частоты в индикаторный блок.

Для Обеспечения точного дозирования как при прямом, так и при обратном вращении, предусмотрен переход на пониженную скорость. При этом датчик положения исполнительного механизма выдает два импульса при выдаче каждой дозы. В момент прихода первого импульса на вход коммутатора 9 начинается торможение привода, а в момент прихода второго импульса - останов привода. На каждую дозу в датчике 7 положения исполнительного механизма выполнено по две прорези. Датчик положения исполнительного механизма состоит из фотодиода, освещаемого лампой накалива-, ния ЛН, или металлического круга с прорезями, находящимися между фотодиодом и лампой накаливания. Для обеспечения требуемой точности останова исполнительЕЮго механизма ширина npoipe3и должна быть узкой не менее 1 мм). С учетом реверса прорези располагаются на одинаковом расстоянии Друг от друга.

В исходном состоянии, когда фотодиод датчика 7 положения исполнительного механизма освещен, несимметричный триггер 8 открыт, а транзистор 19 коммутатора 9 закрыт. Электромагнитные реле 14 и 15 обесточены, тиристоры 12, 13 и 16 закрыты, двигатель неподвижен. При подаче запускающего т мпупъса с блока 3 управления на вход коммутатора 5 тиристоры 12 и 13 открываются, срабатывает первое и второе, электромагнитные реле 14 и 15, подключая тем самым выходами коммутатора напряжение питания и управляющий сигисш к ШИП 4. Двигатель начинает разгоняться. При движении исполнительного механизма б фотодиод датчика 7 положения исполнительного механизма затем няется, закрывая тем самым несиммет ричный триггер 8. ВсШ исполнительного механизма 6 продолжает разго,няться до .установившейся скорости. В некоторый момент вращения фотодиод снова освещается. Несимметричный триггер 8 открывается, что приводит к закрыванию тиристоров 12. в следующий момент времени фотодиод затемняется. Несимметричный триггер 8 закрывается, что ведет к закрыванию тиристора 13, обеспечивая тем самым первое электромагнитное реле 14, ко торое переводит ШИП 4 на пониженное напряжение. Одновременно открывается транзистор 19 коммутатора 9, который открывает тиристор 16, шунтир уя тем самым якорь двигателя сопро тивлением. Двигатель переходит в ре -жим динамического торможения и срав нительно быстро ;цостигает понижейно скорости, через некоторое время фотодиод вновь освещается. Несимметри ный триггер 8 открывается, транзистор 19 коммутатора 9 закрывается. Второе электромагнитное реле 15 обесточивается, отключая тем самым напряжение питания ШИП 4, что приво дит к обесточиванию двигателя и закрыванию тиристора 16. Срабатывает электромагнитная муфта и резко зато маживает двигатель. При осуществлении динамического торможения электродвигателя применен метод шунтирования, якоря сопротивления, включаемого тиристором 16. Расчет величины шунтирующего сопротивления производят исходя из ско ростных характеристик двигателя. .Проведенные испытания устройства показали, что введение в устройство несимметричного триггера 8 с коммутатором 9 позволило обеспечить простым образом подачу однократной дозы в прямом и обратном направлениях объемом 0,01 мл S автоматическом режиме с предельной относительной погрешностью 0,15% (при дополнительной вероятности 0,99). Относительное среднеквадратное отклонение объема дозы от среднего значения при много- кратном дозировании в прямом я обрат ном направлениях составляет 0,1%. . Применение предлагаемого устройства в медико-биологической, химической , пищевой промышленност и позволяет повысить тьчность в исследовательской работе. Формула изобретения 1.Устройство для программного управления потоком жидкости, содержащее индикаторный блок и последовательно соединенные эадатчи.к программы, блок управления широтно-импульсный преобразователь, привод, исполнительный механизм и датчик положения исполнительного механизма, отличающееся тем,, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит несимметричный триггер, коммутатор и делитель частоты, выход которого подключен ко входу индикаторного блока, а в}сод - к одному из выходов датчика положения исполнительного механизма, другой выход которого соединен со входом несиммет- ричного триггера, выходы которого соединены с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого с.оединен со вторым входом блока управления,, а выходы - со,вторыми Входами широтно-импульсного преобра зователя и привода. 2.Устройство по П.1, отличающееся- тем, что коммутатор содержит последовательно соединенные первый токоограничивакнций элемент, первый и второй тиристорные элементы и первое и второе электромагнитные реле, последовательно соединенные третий ключевой тиристорный элемент, второй.токоограничивающий элемент, первый вентильный элемент, ключевой транзисторный элемент и второй вентильный элемент, выход которого соединен с первым выходом -коммутатора и через замыкающий контакт второго электромагнитного реле со вторым выводом первого токоограничивакадего элемента, первый вход коммутатора подключен к базе ключевого транзисторного элемента, второй вход через последовательно соединенные третьи токоогранячивающие элементы и третьи вентильные элементы - ко входам клю-г чевых тиристорных элементов, катод первого ключевого тиристорного элемента соединен с третьим входом коммутатора, второй выход которого подключен к аноду третьего ключевого тиристорного элемента, катод которого через, размыкающий контакт первого электромагнитного реле соединен со .вторым выводом второго электромагнитного реле, первый вывод которого через четвертый вентильный элемент соединен С выходом .первого вентильного элемента. .

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 2186148, кл. G 05 О 7/00, опублик. 1974.

2. Проскурников А.А. и др. Автоматические дозирующие устройства для объемного химического анализа. Приборы и система управления, 1975, 6, с. 35 (прототип).

25 -КЬ

а

в