Устройство для многокомпонентного дозирования

 

1; УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ДОЗИРОВАНИЯ, содержащее и дозаторов по числу каналов, блоки умножения, блок определения максимума и сумматор, о т л и. чающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит задатчики, блок памяти, переключатели, элемент И, элемент сравнения, первые ключевые элементы, регуляторы, элемент запаздывания и второй ключевой элемент, причем в каждом канале вход дозатора соединен с первым выходом регулятора, а выход - с первым входом регулятора и с первым входом первого ключевого элемента, связанного выходом с входом первого блока умножения, выход задатчика каждого канала подключен к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом второго блока умножения, а выход - с вторым входом регулятора, причем выходы задатчиков всех каналов связаны с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, подключенного вторым входом к выходу блока определения максимума и к первому входу второго ключевого элемента, а выходом к третьим входам переключателей и регуляторов всех каналов, первые выходы элемента И соединены с соответствующими вторыми входами первых ключевых элементов всех каналов, второй выход - с входом элемента запаздывания , а входы - с соответствующими вторыми выходами регуляторов, выход элемента запаздывания подклюСО чен к второму входу вГорого ключевого элемента, соединенного выходом с входом блока памяти, выход которого связан с входами вторых блоков умножения, выходы первых блоков умножения подключены к соответствующим IsD входам блока определения максимума. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем каж1 Q СП дый регулятор содержит блок фиксации точной массы и последовательно соеО5 диненные блок фиксации грубой массы, элемент ИЖ, формирователь длительности импульсов и логический блок, второй вход которого связан с выходом блока фиксации точной массы, третий вход - с выходом блока фиксации грубой массы и с вторым выходом регулятора, четвертый вход - с вторым входом элемента ИЛИ и с третьим входом регулятора, а выход - с первым выходом регулятора, первьш вход блока фиксации грубой массы подклвэ чен к первому входу блока фиксаций

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I 9) (11) (5ц4 с 05 в 11/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ®ез ч

Ц res „ в";

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3757939/24-24 (22) 26.06.84 (46) 23.12.85. Бюл. У 47 (71) Московский автомобильно-дорожный институт, Специальное конструкторское бюро "Кассетдеталь" и Всесоюзный государственный проектный институт "Гипростроммаш" (72) P.Ã.Áàðñêèé, Б.M.Ñòåëèí и В.И.Потехин (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 494620, кл. С 01 С 13/18, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ы 750279, кл, С 01 Р 11/00, 1978. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО .ДОЗИРОВАНИЯ, содержащее и дозаторов по числу каналов, блоки умножения, блок определения максимума и сумматор, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит задатчики, блок памяти, переключатели, элемент И, элемент сравнения, первые ключевые элементы, регуляторы, элемент запаздывания и второй ключевой элемент, причем в каждом канале вход дозатора соединен с первым выходом регулятора, а выход — с первым входом регулятора и с первым входом первого ключевого элемента, связанного выходом с входом первого блока умножения, выход задатчика каждого канала подключен к первому входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом второго блока г умножения, а выход — с вторым входом регулятора, причем выходы задатчиков всех каналов связаны с соответствующими входами сумматора, выход ко торого соединен с первым входом элемента сравнения, подключенного вторым входом к выходу блока определения максимума и к первому входу второго ключевого элемента, а выходом— к третьим входам переключателей и регуляторов всех каналов, первые выходы элемента И соединены с соответствующими вторыми входами первых ключевых элементов всех каналов, второй выход — с входом элемента запаздывания, а входы — с соответствующими вторыми выходами регуляторов, выход элемента запаздывания подключен к второму входу второго ключевого элемента, соединенного выходом с входом блока памяти, выход которого связан с входами вторых блоков умножения, выходы первых блоков умножения подключены к соответствующим входам блока определения максимума.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем каждый регулятор содержит блок фиксации точной массы и последовательно соединенные блок фиксации грубой массы, элемент ИЛИ, формирователь длительности импульсов и логический блок, второй вход которого связан с выходом блока фиксации точной массы, третий вход — с выходом блока фиксации грубой массы и с вторым выходом регулятора, четвертый вход — с вторым входом элемента ИЛИ и с третьим входом регулятора, а выход — с первым выходом регулятора, первый вход блока фиксации грубой массы подклю чен к первому входу блока фиксации

1200256 точной массы и к второму входу pery- входу блока фиксации точной массы лятора, а второй вход — к второму и к первому входу регулятора.

Изобретение относится к системам управления соотношением компонентов. в смесях различных материалов и может применяться в строительной, металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повыщение точности и быстродействия устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — 10 схема подключения одного из регуляторов.

Устпойство для многокомпонентного доз1 ро ания содержит и по числу канаI лов дозаторов 1 многокомпонентной . 15 смеси, стабилизирующие регуляторы 2, и первых ключевых элементов 3, и первых блоков 4 умножения, блок 5 определения максимума, блок 6 памяти, 11 BTQPbIX O O 7 НО1КеНН, 11 Т- 20 чиков 8, п переключателей 9, логический элемент И 10, сумматор 11, элемент 12 сравнения, ключевой элемент 13 и элемент 14 запаздывания.

Каждый из автоматизированнь1Х. доза- 25 торов 1 содержит впускной затвор 15, бункер с весовым механизмом 1.6 и-датчик 17 веса.

Кроме того, каждый стабилизирующий регулятор 2 содержит блок 18 фикса- gg ции точного веса, блок 19 фиксации грубого веса, формирователь 20 длительности импульсов, логичЕский блок 21 и элемент ИЛИ 26.

В свою очередь, блок 18 фиксации точного веса содержит повторитель 22 со сдвигом и элемент 23 сравнения.

Блок 19 фиксации грубого веса содержит повторитель 24 со сдвигом и элемент 25 сравнения.

Формирователь 20 длительности импульсов имеет два регулируемых сопротивления 27 и 28,переключатель 29, конечный выключатель 30, емкость 31 и реле 32.

Логический блок 21 содержит два инвертора 33 и 34, два логических элемента И 35 и 36, ключевой элемент 37 и логический элемент ИЛИ 38.

В каждом канале (фиг.1) вход дозатора 1 соединен с первым входом регулятора 2, а выход — с первым входом регулятора 2 и первым входом первого ключевого элемента 3, связанного своим выходом с входом первого блока 4 умножения. Выход задатчика 8 каждого канала подключен к первому входу переключателя 9, второй вход которого соединен с выходом второго блока 7 умножения, а выход — с вторым входом регулятора 2, причем выходы задатчиков 8 всех каналов связаны с соответствующими входами сумматора 11, выход которого соединен с первым входом элемента 12 сравнения, подключенного вторым входом к выходу. блока 5 определения максимума.и к первому входу второго ключевого элемента 13, а выходом — к .третьим управляющим входам переключателей 9 и регуляторов 2 всех каналов, первые выходы элемента И 10 соединены с соответствующими вторыми управляющими входами первых ключевых элементов 3 всех каналов, второй выход — входом элемента 14 запаздывания, а входы — с соответствующими вторыми выходами регуляторов 2, выход элемента 14 запаздывания подключен к второму входу второго ключевого элемента 13, соединенного выходом с входом блока б памяти, выход которого связан с входами вторых блоков 7 умножения, выходы первых блоков 4 умножения подключены к соответствующим входам блока 5 определения максимума.

При этом в каждом регуляторе 2 последовательно соединены блок 18 фиксации точного веса, блок 19 фиксации грубого веса, элемент ИЛИ 26, формирователь 20 длительности импульсов и логический блок 21 второй вход которого связан с выходом блока 18 фиксации точного веса, третий вход — с выходом блока 19 фиксации грубого веса и с вторым выходом регулятора, четвертый вход — с вторым входом

200256 4 где U, — значение дозы компонента х, i соответствующее положению задатчика 8, i-й компонент дозируется соответствующим дозатором.

Сначала производят одновременное дозирование всех компонентов в режиме "Грубо" с последующим взвешиванием. Из-за того, что процесс дозирования часто сопровождается выбросами массы (передозированием) в грубом режиме по отношению к номиналу точного режима дозирования, устройство производит коррекцию номинала для досыпки в каждом цикле дозирования с тем, чтобы доля каждого компонента в смеси оставалась заданной.

При этом выбирают ведущий компонент, в связи с чем для каждой отдозированной в грубом режиме массы компонентов х; определяют нормированные массы Ъ„. смеси, т.е. такие массы смеси, при которых погрешность дозирования компонента i нулевая.

Это значение нормированной массы для компонента х„ равно х (Б1)

V — — —; (i=1,2,... »è)»

Т; где U; — измеренное значение отдози30 рованной,массы компонента

Исходя из величины нормированных . масс Ч,.. ° V;„...Ч„, определяют максимальное значение в соответствии

З5 с функцией максимума з 1 элемента ИЛИ 26 и с третьим входом регулятора, а выход — с первым выходом регулятора, первый вход блока 19 фиксации грубого веса подключен к первому входу блока 18 фиксации точнОго веса и к второму входу регуля тора, а второй вход — к второму входу блока 18 фиксации точного веса и к первому входу регулятора. Выход переключателя 9 соединен с входами повторителей 22 и 24 со сдвигом, выходы которых соединены с входами соответствующих элементов 23 и 25 сравнения, вторые выходы которых соединены с датчиком 17 веса, а выход первого элемента 23 сравнения соединен с входом первого инвертора 33, выход которого соединен спервым входом первого элемента И 35, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 38, выход которого соединен с входом впускного затвора 15, а выход второго элемента 25 сравнения соединен с соответствующим входом элемента И 10 системы, первым входом второго элемента ИЛИ 26 и входом второго инвертора 34, выход которого подключен к входу ключевого элемента 33, второй вход которого соединен с выходом элемента 12 сравнения системы и вторым входом второго элемента ИЛИ 26, а выход второго ключевого элемента 37 соединен с впервым входом второго элемента И 36, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 38, выход же второго элемента ИЛИ 26 соединен с входом первого регулируемого сопротивления 27, выход которого соединен с входом переключателя 29, первый выход которого соединен с вторым регулируемым сопротивлением 28, а второй выход — с входом емкости 31, выход которой соединен с входом реле 32, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И 35, а управляющий вход переключателя 29 соединен с конечным выключателем 30.

Теоретическое обоснование работы устройства.

Для смеси, состоящей из и компонентов, их долевое содержание, уста-, новленное по технологическим нормам, равно

Ui г (i=1,2,...,и), Е1

»в I

V макс мс1кс1 1» » » 1» » п3

Затем сигнал V „ передают во мс кс все каналы и умножают на соответст4р вующие заданные доли компонентов

П К Ч м с1 кс »; °

Полученные величины скорректированных заданий U ..1, подают в качест1 ве новых заданий стабилизирующим

45 регуляторам и по ним производят подсыпку в режиме точного дозирования одновременно по всем каналам.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом дозирования с помощью задатчиков 8 устанавливается уровень аналогового сигнала (номинала), пропорциональный заданному ве,су. Дозаторы 1, управляемые своими

55 стабилизирующими регуляторами 2, в соответствии с заданными на задатчиках 8 номиналами, подаваемыми через переключатели 9, производят

200256 d

30 гического блока 21 и отключает сигнал MN (исполнительный механизм). и затвор 15 закрывается. kla выходе блока 25 появляется логическая "1" и начинается дозирование, Когда по окончании режима грубого дозирования на выходах элементов 25 сравнения блоков 19 фиксации грубого веса на

40 всех каналах появляются сигналы логической "1", в логическом .элементе И 10 формируется сигнал ТСГ, равный логической "1", означающий завершение грубого дозирования во всех каналах. т Точное дозирование может идти по двум режимам. В случае, если z=0, (передозирование не происходит), переключатель 9 находится в первом положении, при котором через него

50 проходит сигнал номинала с задатчи5 1 дозирование всех и компонентов смеси в режиме грубого дозирования.

После окончания грубого дозирования во всех дозаторах 1 тактирующим сигналом "Грубо" (ТСГ), формируемым. в элементе И 10, открываются ключи 3, и сигналы набранного грубого веса компонента смеси поступают через блоки 4 умножения (где делятся на свои заданные весовые доли у ), на блок 5 выбора максимума, (где выбирается максимальное значение нормированного веса V „ . В случае макс перегрузки, при введении скорректированного номинала, сигнал ТСГможет стать равным нулю. Поэтому значение максимального нормированного веса V „ после прохождения через мс кс ключевой элемент 13, открываемый по сигналу ТСГ с выдержкой времени (определяемой элементом 14 запазды- вания), запоминается в блоке 6 ,памяти. Затем сигнал Чл кс умножается в блоках 7 умножения на

1 где формируется значение скорректированного заданиЯ Б 1,=Ч „, кс ;, после чего оно поступает на второй вход переключателя 9.

С выходом задатчиков 8, сигналы поступают на сумматор 11, где формируется величина заданной массы замеса. Эта величина заданной массы одно временно с сигналом Ч„„,, подается на элемент 12 сравнения.

Сформированный в элементе 12 сигнал z равен логическому "0" при отсутствии перегрузки при грубом,дозировании и равен логической "1" при перегрузке (V „ ) 2U;). При z=O на выход переключателя 9.проходит сигнал задания номинала U, с задатчи

1 ка 8. При к=1 на выход переключателя 9 проходит сигнал скорректированного значения задания U„, и регулятор"2 отрабатывает его величину.

Стабилизирующий регулятор работае следующим образом.

До начала дозирования, пока грубый .вес. не набран, ПаН-С1, на выходе элемента 25 сравнения блока 19 фикса ции грубого веса остается логический

"0", который затем инвертируется в элементе 34 и через ключевой элемент 37 поступает на первый вход элемента И 36. Для включения дозирования на логический блок 21, а имен5 ио на вторые входы элементов И 35 и 36 (фиг. 2) подают сигнал "Пуск", который сохраняется до конца цикла дозирования, т.е. набора точного веса на дозаторах. Это необходимо для того, чтобы при разгрузке не началась досыпка материала.

На первый вход элемента И 36 поступает с инвертора 34 через ключевой элемент 37 сигнал логической "1".

При этом на выходе элемента ИЛИ 38 логического блока 21 появляется сигнал логической " 1", и затвор 15 открывается, Дозируемый материал начинает поступать через открытый затвор 15 в бункер 16 весовой системы, и набираемый в нем вес отслеживается датчиком 17, который формирует аналоговый сигнал П (параметр), пропорциональный набираемому в бункере весу дозируемого материала. Повторитель 24 со сдвигом блока 19 фиксации грубого веса придает уровню выходного сигнала Ц задатчика 8 отрицательный сдвиг С1, величина которого определяет зону грубого дозирования.

После набора дозатором грубого веса при П7Н-CI элемент 25 сравнения формирует на выходе дискретную логическую "1", которая проходит через инвертор 34 и ключевой элемент 37 на выход элемента И 36.

Инвертированный сигнал "Ноль" поступает на вход элемента ИЛИ 38 лока 8. Ключевой элемент 37 открыт.

Сигнал логической "1", появившийся на выходе, элемента 25, поступает на элемент ИЛИ 26. После закрытия затвора 15 конечный выключатель 26 от формирователя 20 длительности формирует сигнал, который поступает на управляющий вход переключателя 29.

1200256

Последний замыкает свой нормально разомкнутый контакт, и сигнал от элемента 26, проходя через регулируемое сопротивление 27, переключатель 29 и емкость 31, включает реле 32 с выдержкой времени (равной времени полного успокоения динамических возмущений весоизмерительной системы).

Затем выходной сигнал от реле 32 поступает через элемент И 35 и элемент ИЛИ 38 логического блока 21, который формирует сигнал HN на открытие затвора 15. Сектор затвора 15, перемещаясь, освобождает рычаг конечного выключателя 30, сигнал от которого исчезает, и переключатель 29 замыкает свой нормально замкнутый контакт.

Емкость 31 через нормально замкнутый контакт переключателя 29 и регулируемое сопротивление 28 разряжает ся, и через заданное время сигналы от реле 32 и соответственно ИМ от элемента ИЛИ 38 блока 21 управления исчезают, после чего затвор 15 закрывается, Элементы 28, 31 и 32 играют роль импульсаторов. Регулируемым сопротивлением 28 настраивают длительность импульса (сигнала). Импульсная досыпка происходит до полного набора веса. Точный набор веса отслеживавается блоком 18 фиксации точного веса, в котором аналоговый сигнал Н от задатчика 8 или U от блока 7

11 . умножения, пройдя через повторитель 22 со сдвигом получает отрицательный сдвиг, равный уровню сигнала, пропорционального погрешности, вносимой инерционностью исполнительного механизма и погрешностью элемента 23 сравнения плюс половина веса порции досыпки в зоне точного взвешивания. Когда сигнал датчика 17 веса достигает заданной величины, появляется дискретный сигнал от элемента 23 сравнения, который через инвертор 33 поступает в элемент И 35 и формирует на его выходе логический "0 . При этом элемент ИЛИ 38 снимает сигнал

ИИ, и затвор 15 закрывается. Заданный вес набран, процесс дозирования заканчивается.

В случае, если z=1 (происходит передозирование одного из компонен1р тов в грубом режиме), переключатель 9 переключается сигналом z и на его выходе появляется сигнал скорректированного номинала, поступающий из блока 7 умножения. Далее дозирование идет аналогично указанному.

Чтобы при подаче скорректирован-. ного номинала на вход блока 24 не произошло вторичного переключения на режим грубого дозирования (так как при Нк1П, на выходе элемента 25 может вторично появиться логический

\1 1!

0 ), сигнал z закрывает ключевой элемент 37, и появившаяся на выходе

2 блока 34 логическая " 1" не проходит на вход блока 36. Одновременно для того, чтобы произошло своевременное переключение системы на импульсный режим (при исчезновении "1" на выходе блока 25), на второй вход блока

ИЛИ 26 подают сигнал z функциональ- . но заменяющий собой пропавшую на выходе блока 25 логическую " 1".

Изобретение позволяет осуществить процесс дозирования всех компонен35 тов одновременно, что снижает длительность цикла дозирования. Кроме того, возможность производить коррекцию заданий в процессе каждого цик40 ла дозирования позволяет значительно повысить стабильность состава смеси.

Применение изобретения в производстве железобетонных смесей позволяет снизить коэффициент вариации проч45 ности готовых иэделий на 5-7Х что Ф У . в свою очередь, позволяет уменьшить расход цемента иа изготовление бетонной смеси в среднем на 5Х.

1200256

Фиг.1

1200256

Составитель Л.Цаллагова

Редактор О.Головач Техред Т.Дубинчак 1 орректор М.Демчик

Заказ; 7866/53 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113635, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4