Устройство для управления дозированием Советский патент 1982 года по МПК G05D11/13 

Изобретение относится к дозирова-. нию различных материалов и может применяться в химической, металлургической, строительной и других отраслях промышленности. Известно устройство, содержащее п дозаторов-каналов, причем первый канал включает дозатор, а все последующие - блок умножения и дозатор. Выход блока умножения, подключенный к первому дозатору, соединен также с входами всех остальных блоков умножения. В устройстве первый дозатор принимается за ведущий, а остальные дозаторы являются ведомыми, уставки которых корректируются исходя из массы первого компонента, отдозированной первым дозатором 1. Недостатком данного устройства является малая точность дозирования мно гокомпонентных смесей, так как оно не обеспечивает минимизации ошибок дозирования, возникающих из-за случайных и систематических составляющих погрешности дозирования каждого компонента. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для дозирования, содержащее п дозаторов-каналов, причем первый канал включает дозатор, второй канал первые и вторые блоки умножения и первый сумматор, а все последующие каналы содержат дополнительно зторой сумматор. В устройстве первый дозатор принимается за ведущий и после реализации операции досыпки результат дозирования первого дозатора-канала используется для коррекции заданий остальным дозаторам, причем по мере выхода из рабочего цикла последующих дозаторов результат их дозирования, используется для коррекции заданий на взвешивание еще не реализовавшим операцию досыпки t2}. Недостатком известного устройства является то, что путем оптимальной коррекции доз достигается повышение 3962 точности дозирования заданных соотношений между массами всех дозируемых компонентов смеси одновременно. Но осуществляемая .коррекция не является оптимальной с точки зрения минимиза. ции максимально возможных погрешностей дозирования. Цель изобретения - повышение точности путем минимизации максимальных погрешностей дозирования компонентов смеси. Поставленная цель достигается тем,. что в устройство для управления дозированием, содержащее каналы по числу дозируемых компонентов, причем первый канал включает последовательно соединенные дозатор и блок умножения, а каждый из последующих - последовательно соединенные первый блок умножения, первый сумматор, дозатор и BTO рой блок умножения, а также - второй сумматор, причем в каждом канале кроме первого, второй выход дозатора под ключен к второму входу первого сумматора, вход первого блока умножения . связан с выходом второго сумм.атора предыдущего канала, кроме первого бло ка умножения второго канала, вход которого подключен к выходу дозатора первого канала, выход блока умножения первого канала соединен с первым входом второго сумматора второго канала, второй вход которого подключен к выходу второго блока умножения второго канала, введены в каждом , кроме первого ивторого, два блока сравнения, причем в третьем канале первый блок сравнения первым входом связан с выходом блока умножения первого канала и с первым входом второго блока сравнения, вторым входом - с выходом второго блока умножения второго канала и с вторым входом второго блока сравнения, третьим входом - с выходом второго блока умножения данного канала и с третьим входом второго блока сравнения, а выходом - с первым входом второго сумматора данногс канала, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, во всех после дующих каналах первый вход первого блока сравнения соединен с выходом первого блока сравнения предыдущего канала, второй вход - с выходом второго блока умножения данного канала и с первым входом второго блока сравнения, а выход - с первым входом второго сумматора данного канала, второй вход которого подключен к выходу, вто4рого блока сравнения, связанного вторым входом с выходом второго блока сравнения предыдущего канала. На чертеже представлена блок-схема устройства для управления дозированием. Схема содержит дозаторы п, первые блоки 2,-2р.умножения, вторые блоки З -Зп-тумножения, вторые сумматоры - первые сумматоры ,, втоP ie блоки сравнения, первые блоки Z,-7р - сравнения. Устройство работает следующим образом. В устройстве применены дозаторы порционного действия, обеспечивающие режим грубого и последующего точного взвешивания в режиме досыпки, Пусть смесь состоит из п компонентов Хх,, х, ..., х, долевое участие которых в смеси установлено техноло, о/Л .,о i ческими нормами и paBHoj 1 1. где , 2, ..., п; значение дозы i-ro компонента, задаваемое устав-ками С. на дозаторах. Каждый i-ый компонент дозируется соответствующим дозатором Ц . , Дозаторы Ц-1 п в соответствии с сигналом (уставкой) на их управляющих входах производят дозирование компонеитов смеси в режиме грубого взвешивания одновременно, а затем происходит взвешивание ртдозированных масс компонентов и работой дозаторов начинает управлять предлагаемое устройство, Ввиду того, что процесс дозирования сопровождается погрешностями, массы компонентов, отдозированные в грубом режиме, не будут равны требуемым (заданным) значениям.. Предположим, что в начале дозируется компонент х и первый дозатор в грубом и точном режимах отдозировал массу этого компонента равную х(С). Перед началом дозирования второго в установленной последовательности дозирования компонента х- определяется значение массы смеси V, при которой погрешность дозирования компонента х,. по отношению к этой массе равнялась бы нулю. Это значение массы равно V х(С)/2Г. По массе V определяется уставка второго дозатора (для режима досыпки) компонента хл, равная 0 х( х,2(С2), где Х2(сГ) - масса компонента х.от- -- дозированная дозатором 1 в грубом режиме. Для этого сигнал с выхода пер вого дозатора Ц поступает на первый блок 2 - умножения и умножается на величинут/j- (постоянный коэффициент). Полученный результат с выхода первого блока 2 умножения поступает на первый вход первого сумматора 5-1 на вто рой вход которого поступает сигнал с первого выхода дозатора 1 который несет информацию о величине отдозированной массе компонента XI(B грубом режиме)о После алгебраического суммирования этих двух величин полученный результат с выхода первого сумматора поступает в качестве уставки вход второго дозатора 1-2. Второй дозатор 1 дозирует в грубом и точном режимах количество массы второго компонента, равное ). Значение массы V, определяемое величиной массы второго компонента, равно V2 x(C)/S, Для определения уставки С э, третьего дозатора 1з вычисляется среднее арифметическое из масс V и V. Для этого сигналы с выходов первого и вто рого дозаторов поступают соответствен но на входы вторых блоков 3-1 и З- умножения, где умножаются на величины 1/-гг и 1/зг после чего сигналы с выходов вторых блоков З, и 3т умножения поступают на входы второго сумматора 4. Сигнал с выхода. сумматора 4 поступает на вход первого блока 2 умно жения третьего дозатора - канала, где умножается на величинуj /2, а затем поступает на первый вход первого сумматора 52 где из него вычитается величина х (С) пропорциональная массе компонента отдозированного дозатором 1 в .грубом режиме. Таким образом фор мируется значение сигнала (уставки) третий дозатор. .После дозирования третьего компонента сигнал с выхода дозатора 1з поступает во второй лок 3j умножения, на выходе которого получаем значение массы смеси Va рассчитанное по отдозированной массе хз(Сз) компонента х.

r-V.h.v-.Vi ,

max

;

-jj,1 3,4,...,n. Так, например, формирование уставки CJ происходит следующим образом. С выходов блоков 6 и- 7 сигналы поступают на вторые входы первого и второго логических блоков 6 и 7о ера внения, на первые входы которых с выСигналы, пропорциональные массам V , V, УЗ, с выходов вторых блоков умножения (соответственно) 3-,, 3л. 3 поступают на попарно-параллельно включенные входы первого и второго логических блоков 6 и 7-, сравнения соответственно, где сравниваются между собой. Разница в функционировании логических блоков 6 и 7-. сравнения заключается в том, что на выходе блока 6 (после сравнения) появляется сигнал, соответствующий минимальному значению, из масс V., V, V, а ha выходе блока 7-J - сигнал с максимальным значением. После определения максимального и минимального значений из масс V, VT. /3масса для опреде.пения уставки дозатора 14 равна .)f i °л Jmin/l .l.br где УЗ - прогнозируемая масса, при которой приведенные ошибки дозирования ДС:;, равные х(С) были бы минимальны. Vp в выражении дС есть рез ультирующая масса смеси, равная : . , |:хлс,г..Для вычисления уставки С4 сигналы с выходов блоков 6. 7 поступают на , входы второго сумматора ч, где происходит суммирование минимального и максимального значений из , V, Vj и сигнал, пропорциональный этой сумме, с выхода блока ч поступает в первый блок 2 умножения, где умножается на постоянный коэффициент , а затем поступает на вход первого сумматора 5з где.вырабатывается сигнал (уставка) С; на четвертый дозатор Ц Значение уставки С пятого дозатора и всех последующих формируется аналогично уставки Прогнозируемая масса V, по которой вычисляется уставка cf; в общем случае равна хода второго блока умножения 34 РРИ ходит сигнал, пропорциональный массе v. После сравнения этих сигналов на выходах блоков 7-j появляются сигналы соответственно с минимальным и максимальным значением массы V..Эти сигналы поступают на первый и второй выхода сумматора ч. входы второго сумматора 4j сигнал,пропорциональный сумме минимальной и максимальной маесе Vv,поступает на вход первого блока 2. умножения, где умножается на по стоянный коэффициент , ас выхода блока 24 сигнал поступает на вход пер вого сумматора 54 где происходит алгебраимеское суммирование его с сигна лом. пропорциональным массе xjCCj), от дозированной в грубом режиме, поступающим с первого выхода дозатора Ig. Эта сумма используется как значение сигнала (уставки) на точное взвешивание компонента х. компонента х. Таким образом корректировка доз компонентов происходит по минимаксному критерию, что позволяет минимизировать приведенные погрешности дози- 20 РОВаНИЯ ДС:; . Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность дозирования многокомпонентных смесей (минимизировать приведенные погреш- 2 ности дозирования), что влечет за собой снижение затрат, связанных с перерасходом компонентов, и повышение качества смеси. Формула изобретения Устройство для управления дозированием, содержащее каналы по числу дозируемых компонентов, причем первый канал включает последовательно соединенные дозатор и блок умножения, а каждый из последующих - последовательно соединенные первый блок умножения, первый сумматор, дозатор и второй блоц умножения, а также второй сумматор, причем в каждом канале, кроме первого, второй выход дозатора подключен к второму входу первого сумматора, вход первого блока умножения связай с выходом второго сумматора предыдущего канала, кроме первого блока умножения второго канала, вход которого подключен к выходу дозатора первого канала, выход блока умножения первого канала соединен с первым входом второго сумматора второго канала, второй вход которого подключен к выходу второго блока умножения второго канала, .отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит в каждом канале, кроме первогб и второго, два блока сравнения, причем в третьем канале первый блок сравнения первым входом связан с выходом блока умножения первого канала и с первым входом второго блока сравнения, вторым - с выходом второго блока умножения второго канала и с вторым входом второго блока сравнения. третьим входом - с выходом второго блока-умножения данного канала и с третьим входом второго блока сравнения, а выходом - с первым входом второго сумматора данного канала, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, во всех последующих каналах первый вход первого блока сравнения соединен с выходом первого блока сравнения предыдущего канала, второй вход - с выходом второго блока умножения данного канала и с первым входом второго блока сравнения данного канала, а выход - с .первым входом второго сумматора данного канала, второй вход кбторого подключен к выходу второгр блока сравнения, связанного вторым входом с выходом второго блока сравнения предыдущего канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Карпин Б. Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования. М., Машиностроение, 1971 с. ItO. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2бЗб13б/18-2А, кл. G 05 D 11/13, 1978 (прототип).