Весовой дозатор непрерывного действия

 

Изобретение относится к области весоизмерительной техники и может быть использовано при дазировании сыпучих материалов. Цель изобретенияповышенке точности дозато за:. Устройство содержит бункер 1, питатель 2 с электроприводом 3, преобразователь 4 массы, задатчик 5 расхода массы, блок 6 выработки управляющего действия. Дозатор имеет также устройство 7 формирования интервала времени на выдачу заданной массы материала , устройство 8 налозкения эталонной массы на взвешиваемую часть дозатора , блоки 9, 10 сравнения сигналов с задатчиками нияснего и верхнего уровней контролируемой массы материала, блок II выработки корректирующего воздействия, логическое устройство 12 и устройство 3 управления загрузкой. Введение новых -элементов и обра з 1вание новых связей между элементами устройства позволяет устранить составляющую ошибки, обусловленной измененкем . коэффициента передачи преобразователя массы в электрический сигяал. 6 ил. СО с ho Од 4а 41 IS5 М

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ю 4 С 01 С II 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ -, Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3837703/24-10 (22) 06.12.84 (46) 30.05.86. Бюл. Ф 20 (71) Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс (72) А.С..Ерощкин, III.À.Òpåùåâ и А.С.Кузнецов (53) 681.259(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 932265, кл. G 0I G 11/08, 1980

Авторское свидетельство СССР

У 1048327, кл. G 01 С ll/14, 1982. (54 ) ВЕСОВОЙ ДОЗАТОР НЕПРЕРЫВНОГО

ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к.области весоизмерительной техники и может быть использовано при дозироваиии сыпучих материалов. Цель изобретенияповывение точности дозатора. Устройство содержит бункер 1, питатель 2,SV„„1234727 A I с электроприводом 3, преобразователь

4 массы, эадатчик 5 расхода массы, блок 6 выработки управляющего воздействия. Дозатор имеет также устройство 7 формирования интервала времени на выдачу заданной массы материала, устройство 8 наложения эталонной массы на взвешиваемую часТь дозатора, блоки 9, 10 сравнения сигналов с задатчиками нижнего.и верхнего уровней контролируемой массы материала, блок Il выработки корректирующего воздействия, логическое устройство 12 и устройство 13 управления загрузкой. Введение новых элементов н образование новых связей между элементами устройства позволяет устранить составляющую ошибки, обусловленной изменением. коэффициента передачи преобразователя массы в электрический сигнал. б ил..

234727 3

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для использования при дозировании сыпучих материалов.

Цель изобретения — повышение точности sa счет устранения составляющей ошибки, обусловленной изменением коэффициента передачи преобраэоват ля массы в электрический сигнал.

На фиг. 1 изображена блок-схема доэатора; иа фиг. 2 — функциональная схема устройства формирования интервала времени,. на фиг. 3 — функциональная схема блока выработки управляющего воздействия, на фиг.4функциональная схема логического устройства на фнг. 5 — функциональная схема блока выработки корректирующего воздействия, на фиг. 6— диаграмма изменения выходного сигнала преобразователя массы..

Дозатор (фиг. 1) имеет бункер 1, питатель 2 с электроприводом 3, опирающийся на преобразователь 4 массы, задатчик 5 расхода массы, блок 6 выработки управляющего воздействия, первый вход которого соединен с выходом задатчнка 5 расхода массы, второй вход — с выходом преобразователя

4 массы, а выход блока 6 выработки управляющего воздействия соединен с электроприводом 3 питателя 2. Кроме того, дозатор имеет устройство 7 формирования интервала времени на выдачу заданной массы материала, устрой° ство 8 наложения эталонной массы на взвешиваемую часть дозатора, два блока:9 и 10 сравнения сигналов с задатчиками нижнего и верхнего уровней контролируемой массы материала, блок 11 выработки корректирующего воздействия, логическое устройство !

2 и устройство !3 управления загрузкой, первый и второй входы устройства 12 соединены соответственно с выходами блоков 9 и 1О .сравнения, входы которых соединены с выходом преобразователя 4 массы. Первый выход логического устройства 12 соединен с унравляющим входом устройства 8 наложения эталонной массы, второй выход логического устройства 12 соединен с управляющим входом устройства 7 формирования интервала времени, третий выход логического устройства

12 соединен с первым управляющим входом блока 1! выработки корректирующего воздействия, второй управляющий.вход которого соединен с выходом устройства 7 формирования интервала времени, вход которого соединен с выходом задатчика 5 расхода массы. При

S этом выход блока !1 выработки корректирующего воздействия соединен с третьим входом блока 6 выработки уграв-. ляющего воздействия.

Дозатор содержит также устройство

13 управления загрузкой.

Дозатор работает следукяцим образом

Дозируемый материал из бункера 1 подается в технологическую линию производства шнеком питателя 2, скорость вращения которого пропорциональна величине сигнала, снимаемого с выхода блока 6 выработки управляющего воздействия. Блок 6 на основе ин>О Формации, поступающей на первый, второй н третий его входы соответственно от задатчика 5 расхода массы, ïðåобразователя 4 и от блока 11 выработки корректирующего воздействия, вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на вход электропривода 3 и обеспечивающий равенство текущего значения величины расхода массы доэируемого материала на выходе дозатора заданному его значению эадатчиком S расхода массы.

В процессе разгрузки бункера 1 при достижении количества материала в нем, равного нижнему уровню U (фиг.б) контролируемой массы, который задается задатчиком блока 10 сравнения, с выхода блока 10 поступает командный сигнал на первый вход логического устройства 12, на основании которого логическое уст40 ройство 12 формирует командный: сигнал. При этом с первого выхода устройства 12 командный сигнал посту-. пает на вход устройства 8, осуще— ствляющего наложение эталонной мас45 сы на взвешиваемую часть доэатора.

Величина эталонной массы пропорциональна разности верхнего и нижнего уровней контролируемой массы в бункере дозатора. С второго выхода логического устройства 12 командный сигнал поступает на управляющий . вход устройства 7 формирования интервала времени. На выходе устройства 7 по истечении интервала временн, необходимого для выдачи заданной массы материала при заданной величине ее расхода, формируется командный сигнал, который поступает на

4727

3

123 второй управляющий вход блока 11 вы работки корректирующего воздействия. На первый управляющий вход блока 11 поступает командный сигнал с третьего выхода логического устрой5 ства 12, но лишь при условии достижения количества материала в бункере 1 (с учетом присоединенной .эталонной массы) нижнего уровня контролируемой мессы, определяемого задатчиком блока 10 сравнения. Если командные сигналы с выходов устройства 7 н логического устройства 12 приходят одновременно на первый и второй управляющий входы блока 11, то на выходе блока 11 сигнал не меняется.

Если сигнала с выхода логического устройства 12 приходит на первый управляющий вход блока Il с запаздыванием или опережением сигнала, кото- 20 рый приходит с выхода устройства 7 на второй управляющий вход блока 11, то на выхбде блока II изменяется сформированное корректирующее воздействие и,поступая на третий вход бло25 ка 6, обеспечивает устранение составляющей ошибки дозирования, обусловленной изменением коэффициента передачи преобразователя 4 массы.

Кроме того, при достижении коли30 чества материала в бункере 1 (с учетом присоединенной эталонной массы), нижнего уровня контролируемой массы обнуляется командный сигнал, вырабатываемый логическим устройством 12 и снимаемый с его первого выхода, в результате чего устройство .8 осуществляет снятие эталонной массы с взвешиваемой части дозатора. Одновременно с этим логическое устройство 12 формирует командный сигнал, снимаемый с его четвертого выхода, который поступает на вход устройства 13 управления загрузкой, осуществляющего процесс загрузки бункера 1 материалом.

Процесс загрузки бункера матери-. .алом заканчивается при достижении количества материала в нем, равного верхнему уровню U, (фиг ° 6) контро- 50 лируемой массы, заданному в блоке 9 сравнения, выходной сигнал которого поступает на второй вход логического устройства 12; При этом командный сигнал на четвертом выходе логического устройства 12 обнуляется, процесс загрузки бункера I материалом прекращается и цикл работы системы управления дозатором повторяется.

Блок 6 выработки управляющего воздействия (фиг. 2) состоит (варнант выполнения) из сумматора 6.1, первый и второй входы которого соединены с первым и третьим входами блока 6, а выход соединен через коммутатор

6.2 с входом интегратора 6.3 и первым входом сумматора 6.4, на второй и третий входы которого поступают сигналы с .выходов соответственно блока 6.5 коррекции и фильтра 6.6 низких частот с долговременной rra s be. Выход сумматора 6.4 соединен с выходом блока 6. Входы блока 6.5 к коррекции и фильтра 6.6 объединены и подключены к выходу элемента 6.7 сравнения, первый вход которого соединен через коммутатор 6.2 с .выхоа дом задатчика 6.8 верхнего уровня контролируемой массы материала в бун" кере дозатора, а второй вход элемента 6.? сравнения через коммутатор 6.2 соединен с выходом сумматора 6.9, с первый вход которого соединен с выходом интегратора 6.3, а второй вход — с вторым входом блока .6 и с входом блока 6.10 сравнения сигналов, выход которого соединен с первым управляющим входом коммутатора 6.2.

Второй вход блока 6, кроме того, соединен с входом блока 6.1.1 сравнения сигналов с задатчиком 6. 12 нижнего уровня контролируемой кассы. Bazaar блока 6.11 сравнения сигналов соеди-., нен с вторым управляющим входом коммутатора 6.2.

Блок 6 выработки управляющего воздействия работает следующим образом.

Выходной сигнал преобразователя

4 массы, пропорциональный измеряемой массе материала в бункере 1 постунает на второй вход блока 6 и далее на первый вход сумматора 6.9 и на первые входы блоков 6.10 и 6.11 сравнения сигналов,. на вторые входы которых поступают сигналы с выходов задатчиков 6.8 и 6.12 верхнего и нижнего уровней контролируемой массы.

В процессе разгрузки бункера при равенстве сигналов преобразователя 4 и .задатчика 6.8 верхнего уровня 0 (фиг. 6) контролируемой массы срабатывает блок 6.10, выходной сигнал которого поступает на первый управляющий вход коммутатора 6.2, При этом происходит коммутация (сое1234727 динение) выхода сумяатора 6.1 с вхо дом интегратора 6.3, выхода сумматора 6.9 с первым входом элемента

6.7 сравнения, второй вход которого соединяется с выходом задатчика 6.8.

С выхода сумматора 6. 1 снимается сигнал, равный сумме сигналов с выходов задатчика 5 расхода массы и блока 11 выработки корректирующего воз- 10 действия, т.е. сигнал, пропорциональный скорректированному значению за- . данного расхода массы.

С выхода сумматора 6.9 снимается сигнал, равный сумме сигналов, пропорциональных соответственно.скорректированной массе материала, которая должна быть выдана дозатором на данный момент и текущей массы материала в бункере 1.

На выходе элемента 6, 7 сравнения сигналов задатчика 6.8 и сумматора

6.9 вырабатывается сигнал ошибки дозирования, который поступает на входы корректирующего блока 6.5 и 25 фильтра 6.6.низких частот с долговременной памятью. При этом мгновенные отклонения расхода массы на выходе дозатора от заданной его величины устраняются за счет управляющего воз- З0 действия, снимаемого с выхода бло.ка 6.5 и поступающего на первый вход сумматора 6.4 и далее на вход электропривода 3. В результате фильтрации текущего значения ошибки до35 зирования фильтром 6.6 на его выходе вырабатывается величина управляющего воздействия, которая в сумме с величиной сигнала, снимаемого с выхода сумматора 6 ° 1 подается на вход злектропривода 3 и обеспечивает равенство среднего значения величины расхода массы его заданной величине.

Б процессе разгрузки бункера при достижении количества материала

45 в нем, равного нижнему уровню U э (фиг. 6) контролируемой массы, срабатывает блок 6 ° 11 сравнения сигналов преобразователя 4 массы и задатчика

6.12. Блок 6.11, срабатывая, выдает командный сигнал на второй управляющий вход коммутатора 6.2, который разрывает связи между выходом сумматора 6,1 и входом интегратора 6.3, выходом сумматора 6.9 и первым входом элемента 6.7 сравнения, вторым входом элемента 6.7 сравнения и выхо— дом задатчика 6.8. Прн этом ошибка дозирований.на выходе элемента 6.7 становится равной нулю, сигнал на выходе блока 6.5 также становится равным нулю, а на выходе фильтра 6.6 величине, которая в сумме с величиной сигнала, снимаемого с выхода сумматора 6.1, обеспечивает равенство средней величины расхода массы на выходе дозатора его заданной величине.

После завершения процесса загрузки бункера 1 материалом нли наложения эталонной массы на взвешиваемую часть дозатора, что определяется логическим устройством )2, цикл работы блока

6 выработки управляющего воздействия повторяется., Устройство 7 формирования интервала времени на выдачу заданнои массы материала (фиг. 3) состоит иэ преобразователя 7.1 сигнала напряжения постоянного тока в частотный сигнал, коммутатора 7,2 и счетчика 7.3 им-, пульсов, вход которого через коммутатор 7.2 соединен с выходом преобразователя 7,1, вход которого соединен с входом устройства 7 формирования интервала времени. При этом управляющий вход устройства 7 формирования интервала времени соединен с управляющими входами коммутатора 7.2 и счетчика 7.3 импульсов, а выход счетчика импульсов соединен с выходом устройства ? формирования интервала времени.

Устройство 7 формирования интервала времени работает следующим образом.

В процеесе разгрузки бункера 1 при достижении количества материала в нем, равного нижнему уровню контролируемой массы, которая задается в блоке 18 сравнения, с выхода логического устройства 12 поступает командный сигнал на управляющий вход устройства 7 и далее на управляющие входы коммутатора 7.2 и счетчика 7.3 импульсов. При этом счетчик 7.3 импульсов обнуляется, а коммутатор

7.2, срабатывая, соединяет выход задатчика 5 расхода массы через преобразователь 7.1 с входом счетчика

7.3, который начинает счет импульсов. Процесс счета импульсов продолжается до заданного числа, которое задают в счетчике импульсов и которое определяет интервал времени на выдачу заданной массы материала при заданном ее расходе, после чего на

7 IZ3 выходе счетчика 7.3 формируется ко- мандный сигнал, поступающий на выход устройства 7 и далее на второй управляющий вход блока 11 выработки корректирующего воздействия.

Блок 1! выработки корректирующего воздействия (фиг. S) состоит из источника 11.1 стабилизированно-. го питания, коммутатора 11 ° 2 и интегратора 11.3, вход которого через 1о коммутатор 11.2 подключается к выходам плюс" или. "минус" источника

11.1 в зависимости от очередности поступления команд с первого или второго входов блока ll соответствен-I5 но на первый или второй управляющие входы коммутатора !I 2.При этом выход интегратора 11.3 подключен к выходу блока Il.

Блок 11 выработки корректирующего воздействия работает следующим образом.

На первый и второй управляющие входы блока 11 и далее на первый и второй управляющие входы коммутатора 2

11.2 поступают командные сигналы с выходов устройства 7 формирования интервала. времени и логического уст,ройства 12, причем первый из поступивших командных сигналов вызывает

30 срабатывание коммутатора 11.2, что приводит к. образованию связи между входом интегратора 11.3 и выходом источника 11.1, а второй вызывает выключение коммутатора 1.2 и разрыв образованной связи. Кроме того, если командный сигнал с выхода логического устройства 12 приходит на первый вход блока ll с запаздыванием по отношению к командному сигналу, приходящему с выхода устройства

7 на второй вход блока 11 то вход интегратора 11.3 подключается к выходу "плюс" источника 11.1.Если же командный сигнал с выхода логического устройства 12 приходит на.первый вход блока ll с "опережением" командного сигнала, который приходит на второй вход блока. 11 с выхода устройства 7, то вход интегратора 11.3 подключается к выходу "минус" источника 11.1. В зависимости от этого на выходе интегратора формируется положительный или отрицательный корректирующий сигнал.

При этом величина корректирующего сигнала зависит от длительности периода запаздывания или опереже

4727 8

II ния и от постоянной времени интегриро в ания инте г ра тор а 1 1 . 3, являюl щеися настраиваемым параметром блока Il.

Логическое устройство 12 (фиг.4) может состоять иэ источника И напряжения постоянного тока, промежуточных реле IР-7Р типа РЭС 22, резисторов R, и R и емкостей С, и С

Логическое устройство 12 работает следующим ббразом.

В исходном состояния в бункере I дозатора материал отсутствует, на первый и второй входы логического ! устройства 12 сигналы с выходов блоков 9 и IO сравнения не поступают в реле ЗР и 4Р включаются. При этом на четвертом выходе логического устройства 12 формируется командный сигнал, который поступает на вход устройства 13 управления загрузкой, осуществляющего процесс загрузки бункера 1 материалом.

По мере заполнения бункера I, при достижении количества материала в нем, равного нижнему Ц, а затем верхнему (U ) уровням (фиг. 6) контролируемой массы, заданным соответственно в блоках IO и 9 сравнения, последние срабатывают на их выходах формируются командные сигналы и поступают соответственно на первый и второй входы логического устройства !

2. При этом включаются реле 2Р и реле IР, которое в свою очередь отключает реле ЗР и .включает реле 5Р после чего командный сигнал на четвертом выходе логического устройства

12 обнуляется и процесс загрузки бункера 1 материалом прекращается.

В процессе разгрузки бункера 1 при равенстве сигнала с выхода преобразователя 4 сначала верхнему (0, ). а затем нижнему (U„ ) уровням контролируемой массы, заданным соответственно в блоках 9 и 10, командные сигналы на их выходах обнуляются, что приводит сначала к отключению реле IP; а затем реле 2Р. Отключение реле 2Р приводит к включению реле бР,.которое в свою очередь включает реле 7Р и отключает реле 5Р, а реле

7Р отключает реле 4Р. После выполнения перечисленных операций на втором выходе логического устройства

12 формируется командный сигнал, который поступает на управляющий вход устройства 7 формирования интервала .времени, а на первом выходе логичес1234727!

0 кого устройства 12 формируется командный сигнал, поступающий на вход устройства 8, осуществляющего наложение эталонной массы на взвешивае5 мую часть дозатора. Ири этом сигнал на выходе преобразователя 4 возрастает и при прохождении сначала нижнего (U„ ), а затем верхнего (U ) уровней контролируемой массы, вызывает срабатывание блоков 10 и 9 сравнения. На выходах блоков 10 и 9 формируются командные сигналы и, постуная соответственно на второй и первый входы логического устройства !2, 15 включают реле 2Р,, а затем реле !Р, которое отключает реле 6Р. Отключение реле 6Р свидетельствует о факте наложения эталонной массы на взвешиваемую часть дозатора.

В процессе дальнейшей разгрузки бункера 1 при равенстве сигнала с . выхода преобразователя 4 сначала верхнему (U, ), а затем нижнему (U ) 25 .уровням контролируемой массы, заданным соответственно в блоках 9 и 10, командные сигналы на их выходах обнуляются, что приводит сначала к отключению реле 1Р, а затем реле 2Р. щб

Отключение реле 2Р приводит к включению реле ЗР, которое включает реле

4Р и отключает pehe 7Р. Отключение реле 7Р приводит к тому, что команд— ные сигналы на втором и.нервом выходах логического устройства 12 обнуляются, а взвешиваемая часть доэатора освобождается от присоединенной эталонной массы. Кроме того, отключение реле 7Р свидетельствует о фак- 4О те окончания процесса выгрузки массы материала, равной присоединенной эталонной массе, и приводит, с одной стороны, к формированию на третьем выходе логического устройства 12 ко- 45 мандного .сигнала, поступающего на первый управляющий вход блока 11 выработки корректирующего воздейст, вия, и, с другой стороны, к формированию на четвертом выходе логическо- 5О го устройства 12 командного сигнала, поступающего на вход устройства 13 управления загрузкой, осуществляющего процесс загрузки бункера 1 материалом, и цикл работы (Тц, фиг. б) дозатора повторяется.

Формула изобретения

Весовой дозатор непрерывного действия, содержащий питатель с электроприводом, опирающийся на преобразователь массы в электрический сигнал, устройство управления загрузкой, блок выработки управляющего. воздействия, первый вход которого соединен с выходом задатчика расхода массы, второй вход — с выходом преобразователя массы в электрический сигнал, а выход — с электроприводом питателя, и два элемента сравнения сигналов с задатчиками верхнего и нижнего уровня контролируемой массы материала, входы которых соединены с выходом преобразователя массы в электрический сигнал, отличающийся тем„ что, с целью повышения точности за счет устранения составляющей ошибки, обусловленной изменением коэффициента передачи преобразователя массы в электрический сигнал, в него введены устройство формирования интервала времени, устройство наложения эталонной массы, блок выработки корректирующего .воздействия и логическое устройство, причем первый и второй входы логического устройства соединены соответственно с выходами первого и второго элементов сравнения, первый выход логического устройства соединен с входом устройства наложения эталонной массы, второй выход — с первым входом устройства формирования интервала времени, третий выход — -e первым входом блока выработки корректирующего воздействия, второй вход которого соединен с выходом устройства формирования интервала времени, второй вход которого соединен с выходом задатчика расхода массы, выход блока выработки корректирующего воздействия соединен с третьим входом блока выработки управляющего воздействия, а устройство управления загрузкой подключено к четвертому выходу логического устройст.ва.

1234727

1234727 фила.8

Составитель В,Шцршов

Редактор Л.Повхан ТехредЛ.Сердюкова Корректор B.Бутяга

Заказ 2977/46 Тираж 705 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий:

I13035 Иосква Ж-35 Ра ская наб. . 4/5 э э уш .э д

Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород, ул. Проектная,4