Устройство для управления дозированием Советский патент 1982 года по МПК G05D11/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДОЗИРОВАНИЕМ

V

Изобретение относится к дозированию различных материалов и может применяться в комбикормовой, металлургической, химической, строительной и других отраслях промышленности.

Известно устройство для дозирования, содержащее блок вычисления .среднего выбега нескольких предыдущих отвесов, блок умножения заданной дозы на -величину среднего выбега, устройство закрытия впускного затвора, блок сравнения массы отдозированного материала fc заданной дозой и запоминающего устройства выбега данного отвеса Cl .

Недостатком известного устройства является невысокая точность дозирования, так как не учитывается погрешность дозирования по установленной (заданной) дозе.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для дозировнаия, содержащее питатель, выходом подключенный ко входу дозатора, первый задатчик, первый блок

сравнения, первый вход которого соединен с выходом дозатора, а второй вход - с выходом второго зацатчика 2 .

Недостатком известного устройства является также невысокая точность дозирования.

Цель изобретения - повышение точности дозирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления дозиро10ванием введены последовательно соединенные основной и дополнительный счетчики циклов, логический блок, блоки умножения, второй блок сравнения и элемент совпадения, а также блок памяти и нуль-орган,

15 первый вход которого подключен к выходу первого задатчика, второй вход - к выходу дозатора, а выход - ко входу питателя и через основной счётчик циклов - ко второму входу логического блока, третий

20 вход которого связан с выходом первого блока сравнения, четвертый вход - с выходом блока памяти, второй выход - со вторым входом элемента совпадения, а 39 третий выход - со вторым входом второго блока сравнения, причем выход элемен та совпадения соединен со входом первог задатчика, а вход блока памяти - с выходом второго блока сравнения. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для управления дозированием; на фи. 2 - блок-ч:хема логического блок Устройство содержит питатель 1, дозатор 2, нуль-орган 3, первый задатчик4 основной счетчик циклов 5, дополнительный счетчик циклов 6, второй задатчик 7 первый блок сравнения 8, элемент совпадения 9, блок памяти 1О, логический блок 11, блоки умножения 12 соответственно на коэффициенты 1/1, 1/2, 1/3, ... 1/f, второй блок сравнения 13, регистры хранения ошибок c/i 14, регистр сдвига 15, линии задержек регистр хранения ус таврю , общий регистр 18, элемент инверти рования 19, генератор тактовых импульсов 20, элемент ИЛИ 21, блок памяти2 Сущность изобретения заключается в следующем. Исследуем принцип действия метода поиска оптимальной величины уставки задатчика дозатора, при которой систематическая погрешность дискретного дозирования имеет минимальное значение, Предположим, что при некотором установленном значении уставки задатчика дозатора производится п циклов дозирования. Тогда среднее значение дозируемой массы за п - 1 циклов дозирования определяется как среднее арифметическое из измеренных отдозированных масс %.-gXi/(-) Предположим, что произведена еще одна дозировка, тогда средняя величина т равна ш„ СХ-/п. Анализ этих выражений показывает, что оценку среднего при п циклах дозирования можно определить из средней оце ки для П-1 циклов дозирования в еледующеМ виде )Как известно, средн квадратическая погрешность -единичного измерения при Г7 измерениях равна ( /Yr , отсюда со погрешность i О. при п 844 В устройстве предлагается получать и обрабатывать статистику не при постоянном значении уставки, а изменять ее в зависимости от результатов .дозирования по тому же принципу, что и для определения среднего т,. Для этого заменим оценки Шп на значения уставок задатчика дозатора, которые были вп и m -1 циклах дозирования т. е. т%нНп i(.n-f)) где первый индекс при U и X означает номер цикла дозирования, второй индекс - номер компонента, U.- уставка задат чика дозатора для п-го цикла,Ur.)уставка задатчика для п -1-го цикла дозирования, Хр -фактическое значение массы отдозированного компонента, Учитывая, что математическое ожидание К величины массы компонента может изменяться в результате изменения влажности материала, гранулометрического состава, концентрации и т. п., нео ходимо, чтобы система могла перестроиться. Для этого необходимо бесконечную память погрешности доз1фования заменить на конечную, что достигается построением параллельных процедур вычисления уставок задатчика дозатора U , L) , . .. , принцип вычисления которых описан.ниже. Устройство работает следующим обПеред началом первого цикла дозирования в блоке памяти 10 записано число и. XQ, где заданное значение дозируемой массы компонента. В первом цикле дозирования уставка первого задатчика 4 U равна уставке второго задатчика 7, равной дозе материала XQ.. с выхода питателя 1 материал поступает в весовой бункер дозатора 2, на выходе которого формируется сигнал пропорциональный весу поступившего в бункер материала и поступает одновременно на блоки 3 и 8. При равенстве сигналов на 1-ом и 2-ом входах блока 3, на его выходе формируется сиг«« ™ прекращение, подачи материала « переключает основной счетчик циклов 5 в состояние 1 . После этого в блоке сравнения 8 определится разность между фактической массой материала Х(Ц) и заданной Х, т. е. ошибка дозирования сЛ, после чего уставка задатчика дозатора для второго цикла дозирования будет определяться следующим - образом. С появленияем сигнала на первом вхо- де логического блока по сигналу со второго входа того же блока произойдет запись значения f- в регистр хранения , ошибок 14 и через линию задержки 16передача этого значения через регистр сдвига 15 на третий выход логического блока. Псзсле срабатывания линии задержки 16(2 значение U, запишется в регистр хранения уставок 17пИ в общий регистр 18. После срабатывания линии задержки 16 значение Uj. из общего регистра 18 поступает на второй выход логического, блока. В блоке сравнения 13 происходит вычисление уставки ил., равное 1/2Л Сигнал с вь1хода блока сравнения 13 поступает на второй вход элемента совпадения 9 и на вход блока памяти 10, где записывается для дальнейшей работы устройства. Далее, если нет сигнала запрю- та с логичес ого блока, то сигнал UQ.J поступает на вход первогэ задатчика 4 и аозагор 2 дозирует материал дозой U, В следующем 1шкле дозирования значение уставки Uj определяется аналогично U,j и равно , . /-х-л Ъгде с, ) фактическая масса компонента после дозирования. Допустим, что основной счетчик шжлов 5 уставовлен в положении 5 (пример, когда мы хотим получить наилучшее приближение к заданной величине массы компонента Х.. за пят1 циклов дозирования и учесть то, что математическое ожидание MX может измениться в следующем цикле), тогда после завершения пятого цикла дозирования и вычисления оши ки дозирования d , вычисление очередной уставки и. производится следующим образом: и и --Г/5сЛ5 , гдёи, U| ,41 31-f/3o , и, 11 f-fi. . Вычисление недозируемых уставок U Ul ,0 есть суть параллельных rtpoueдур вычисления уставок дозатора, о ко- торых сказано вьпие. Таким образом, с появле шем сигнала на третьем входе логического .блока, который, пройдя через элемент инвертирования 19 и элемент ИЛИ 21 закрывает элемент совпадения 9. Сигнал с выхода элемента инвертирования 19 запускает генератор тактовых импульсов 2О, сигналы с выхода которого последовательно считывают команды, записанные в блоке 22. Первой командой значение Un из регистра хранения уставок 17(j поступает в обший регистр 18, второй командой значение ошибки (Лп с регистра хранения ошибок 14 q через регистр сдвига 15 поступает на четвертый выход логического блока, третьей командой значение Ц из общего регистра 18 поступает на второй вход лог.ического блока. После чего в блоке ср)авнения 13 проис ходит вычисление недозируемой уставки U , равной Up --//2с/л. После вычисления недозируемоА уставки д- аналогично вычисляется недозируемая уставка и , равная 1)31 - /ЗсЛ,, затем Uc, равная U - 1/4( и уставка для шестого цикла дозирования U. После определения уставки Uj, из блока памяти 22 поступает команда на срабатывание элемента ИЛИ 21 и дозатор 2 отдозирует материал массой U/ После завершения шестого цикла дозирования определение уставки и всех последующих производится аналогично вычислению уставки U. т. e-U- sU j -f/SBc, где и;, и -1/4с% , и и; -1/30 4, 1л -f/i , и, , и, , il и Озг недозируемые уставки. Таким образом, в процессе дозирования имеет место корректировка доз материала с целью приближения дозы X|(U-.JK заданной дозе XQ, Вьвдача разрешающего сигнала для осуществления процедуры параллельного вычисления недозируемых уставок tl -1 , и т. д. производится с помощью дополнительного счетчика юпслов 6. Использование заявляемого устройства позволяет повысить точность дозирования многокомпонентных смесей (минимизировать погрешности дозирования), что влечет за собой улучшение качества готового изделия и снижение затрат, связанных с перерасходом компонентов смеси. Формула изобретення Устройство для управления дозированием, содержащее питатель, выходом подключенный к входу дозатора, первый задатчик, первый блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом дозатора, а второй вход - с выходом второго задатчика, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности устройтва, оно содержит последовательно соециненные основной и дополнительный счетчики циклов,, логический блок, блоки умножения, второй блок сравнения и элемент совпадения, а также блок памяти и нульорган, первый вход которого подключен к выходу первого задатчика, второИ входк выходу дозатора, а выход - к входу

питателя и )ерез основной счетчик циклов - к второму входу логического блока, третий вход которого связан с выходом первого блока сравнения, четвертый вход с выходом блока памяти, второй выход с вторым входом элемента совпадения, причем выход элемента совпадения соецинен с входом первого задатчика, а выход блока памяти - с выходом второго блока сравнения.

Источники информапин, принятые во внимание при экспертизе

Е. Б. Карпина, ОНТИПРИБОР. М., 1967, с. 113 (прототип).