Устройство для управления весовым порционным дозатором

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления порционными дозаторами , имеющими 1щферблатные указатели веса. Цель изобретения - повышение точности дозирования. Для этого устройство управления весовым порционным дозатором содержит генератор 1 импульсов циклов, генератор 2 импульсов запуска, триггеры 6, 8, элементы И 4, 7, 9, 10, 11, 19. преобразователь 13 угол -временной интервал , блок 14 индикации, задатчик 15 порции, элемент. ИЛИ 16, формирователи 17, 18 прямоугольных импульсов, счетчик 18 импульсов, деши(1фатор 20. I ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„Я0„„1449971 цц 4 0 05 D 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4039761/24-24 (22) 20.03.86 (46) 07.01.89. Бюл. Р 1 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) В.С 01икалов, И.Е.Иороп, Л.M.Èèêàëîíà и О.Е.Шороп (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В .1161924, кл. G 05 D 11/00, 1983 .

Авторское свидетельство СССР по заявке М 3921!18, 76.06.85. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ BECOBbIM ПОРЦИОННЫМ ДОЗАТОРОМ (57) Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления порционньми дозаторамн, имеющими циферблатные указатели веса. Цель изобретения — повышение точности дозирования. Для этого устройство управления весовым порционным дозатором содержит генератор 1 импульсов циклов, генератор 2 им" пульсов запуска, триггеры б, 8, элементы И 4, 7, 9, 10 1), 19 ° преобразователь 13 угол -временной интервал, блок 14 индикации, задатчик 15 порции, элемент ИЛИ 16, формирователи 17, 18 прямоугольных импульсов, счетчик 18 импульсов, дешифратор 20.

1 иле

1449971

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления порционными дозаторами, иМеющими цнферблатные указатели

5 веса. о

Цель изобретения — повышение точности дозирования.

На чертеже показана структурная схема устройства для управления ве1 совым порционным дозатором.

Устройство дпя управления весо вым порционным дозатором содержит генератор 1 импульсов циклов, последовательно включенные генератор 2 импульсов запуска, первый триггер 3,, первый элемент И 4, первый форми рователь 5 прямоугольных импульсов, Iпоспедовательно включенные второй 2р триггер 6, второй элемент И 7, тре тий триггер 8 и третий элемент И 9, Выход первого триггера подключен к

Ф ., второму входу третьего элемента И и к первому входу четвертого элемента 25

И 10, второй вход которого связан с

1 вторым выходом третьего триггера.

Первый вход пятого элемента И 11 соединен с первым выходом четвертого триггера 12, второй вход — с выходом преобразователя угол — временной йнтервал 13 и с вторым входом второго элемента И, а выход - c вторым входом первого триггера. Выход первого элемента-И подключен также к первому 35 и второму входу блока 14 индикации, выход первого формирователя прямо угольных импульсов — к входу преобра(, зователя угол — временной интервал.

Второй выход четвертого триггера сое- 40 динен с третьим входом второго элемента И, первый выход задатчика 15 порции — с первым входом второго триг" гера, второй выход — с первым входом четвертого триггера, а второй вход 45 третьего триггера подключен к генератору импульсов запуска. Генератор им" пульсов циклов подключен к первому вхбду элемента ИЛИ 16, а также через второй формирователь 17 прямоугольных5О импульсов к установочному входу счетчика 18 импульсов, к входу задатчика порции и к вторым входам второго и „ четвертого триггеров. Выход преобразователя угол — временной интервал соединен со счетным входом счетчика импульсов, с первым входом шестого элемента И 19 и с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого связан с вторым входом первого элемента И.

Выход счетчика импульсов соединен с входом дешифратора 20, (n-1)-й выход дешифратора подключен к третьему входу первого элемента И и через элемент

НЕ 21 — к второму входу шестого элемента И, к третьему входу пятого элемента И и к четвертому входу второго элемента И, а выход шестого элемента И соединен с третьим входом блока индикации.

Преобразователь угол — временной интервал состоит из звукопровода 22, выполненного из магнитострикционного материала, концы которого соединены через глушитель 23, входного магнитострикционного преобразователя 24, подключенного к выходу усилителя 25 записи,. при этом эвукопровод выполнен кольцеобразным с центром, совпадающим с осью 26 стрелки 27, жестко связанной с соответствующим выходным магнитострикционным преобразователем

28, подключенным к усилителю 29 считывания, причем вход усилителя запи- . си соединен с входом преобразователя, а выход усилителя считывания — с выходом преобразователя угол - временной интервал.

Задатчик порции состоит из звуко- провода 30, выполненного из магнитострикционного материала, на каждом конце которого установлен глушитель

31, входного магнитострикционного преобразователя 32, подключенного к выходу усилителя 33 записи, двух выходных магнитострикционных преобразователей 34 и 35, связанных соответственно с входами первого 36 и второго 37 усилителей считывания. Вход усилителя записи соединен с входом задатчика, а выходы первого и второго усилителя считывания подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика, при этом материалы звукопроводов преобразователя угол— временной интервал H эадатчика порции выбраны одинаковыми.

Блок индикации состоит из генератора 38 счетных импульсов, подключенного к первому входу седьмого элемента И 39, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика

40 импульсов.

Выход пятого триггера 41 подключен к второму входу седьмого элемента И, а выход второго счетчика импульсов связан с индицирующим устрой1449971 а

Под действием этого импульса в зоне прямого преобразования преобраФ зователя 24, вследствие прямого эффекта магнитострикции возникает .им" пульс продольного механического напряжения, который распространяется по звукопроводу 22 со скоростью звука V > от нулевой точки отсчитывания угла поворота стрелки 27 циферблатного указателя до зоны обратного преобразования выходного магнитострикционного преобразователя 28, жестко связанного со стрелкой 27 ° Под действием этого импульса механического напряжения вспедствие обратного эффекта магнитострикции в обмотке выходного преобразователя 28 возникает электрический сигнал, который усиливается и формируется в имттульc усилителем 29 считывания. Этот первый импульс с выхода усилителя 29 считывания задержан по отношению к старт-импульсу с вьмода формировате" ля 5 импульсов на время задержки, равное где 1вв—

" 4в= м Ъет ь

Л 1вв Veer> ч вв Ves

4и< о + в вав ввР, ством 42. Первый вход пятого триггера и второй вход второго счетчика импульсов подключены к выходу элемента И 4, а второй вход пятого триг гера связан с выходом шестого элемента И, причем первый вход пятого триггера соединен с первым входом блока индикации, а второй вход пятого триггера — с третьим входом блока индикации.

Устройство работает следующим образом.

В начале первого цикла взвешивания генератор 2 импульсов запуска генерирует импульс (по команде оператора), который устанавливает в нулевое состояние триггеры 3 и 8 . После этого с выхода триггера 3 посту пает разрешающий потенциал на один из входов элементов И 4, 9 и 10 а с выхода триггера 8 — разрешающий потенциал на второй вход элемента И 9.

В результате на выходе элемента И 9 появляется управляющее напряжение под действием которого шнековый питатель (не показан) вращается с максимальной скоростью и в весовой бункер начинает поступать дозируемый материал с большой интенсивностью.

После этого первый импульс с выхода генератора 1 импульсов циклов .проходит через открытые элементы ИЛИ 16 и

И 4 и поступает на вход формирователя 5 прямоугольных импульсов, который .

35 предназначен для формирования прямоугольного импульса с заданной длитель" ностью. Кроме того, импульс (старт импульс)с выхода генератора 1 импульсов циклов проходит через форми- 40 рователь 17 прямоугольных импульсов и устанавливает счетчик 18 импульсов и триггеры 6 и 12 в нулевое состояние,, после чего потенциал выхода триггера

6 является запрещающим для элемента

И 7, потенциал с одного из выходов триггера 12 является разрешающим для элемента И 7, а потенциал с его другого выхода — запрещающим для элемента И 11. С (п-1)-ro выхода дешиф50 ратора 20 поступает разрешающий потенциал на один из входов элемента И 4, а с выхода элемента HE 21 — запрещаюший потенциал на входы элементов И

?, 1! и 19. В это же время старт-импульс с выхода формирователя 5 поступает на вход усилителя 25 записи ° а затем на входной магнитострикционный преобразователь 24.

1вв в,д=, если Уттдр=О, зе длина звукопровода между входным 24 и вьтходньтм 28 преобразователями; скорость звука, средняя скорость перемещения преобразователя 28 вдоль звукопровода 22 за время действия одного цикла измерения.

Если Aud> 0 то за время Фут рабочая длина звукопровода между входным

24 и выходным 28 преобразователями изменяется на величину что в свою очередь вызывает приращение времени задержки на величину

Таким образом, на выходе усилителя

29 считывания появляется первый импульс, задержанный по отношению к старт-импульсу на время

Так происходит преобразование угла поворота стрелки 27 циферблатного указателя во временной интервал t,.

5 1449971 Ь

Аналогично указанному старт-имульс с выхода формирователя 17 имульсов проходит через усилитель 33 . аписи задатчика порции, поступает а входной магнитострикционный пребразователь 32, где в зоне его пряого преобразования возникает имгульс продольного механического наряжения, который распространяется о звукопроводу 30 со скоростью звуа V и достигает эоны обратного нребразования выходного магнитострик" ионного преобразователя 34. Под дейтвием этого импульса механического апряжения в обмотке выходного пребразователя 34 возникает электриеский сигнал, который усиливается и ормируется в импульс усилителем 36 читывания. Этот импульс устанавливат триггер 6 в состояние, при котоом сигнал с его выхода является pasешающим для элемента И 7, Интервал времени между старт-им. пульсом с выхода формирователя 17 им- 2 пульсов и моментом установления раз ешающего поте1-циала с выхода триг гера 6 является длительностью заданой дозы (грубо) tggpq gи устанавлиается предварительно путем выбора ребуемой длины звукопровода между ходным 32 и выходным 34 преобразоателями, т.е. путем перемещения пребразователя 34 вдоль звукопровода

О. Помимо этого импульс продольного еханического напряжения, распространяясь далее по звукопроводу 30, че рез некоторое время достигает зоны обратного преобразования выходного

1иагнитострикционного преобразователя 35, под действием которого в его обвходы элементов И ?, 11 и 19 посту1 пают запрещающие потенциалы с выхода элемента НЕ 21, то первый импульс с выхода усилителя 29 считывания через них не пройдет.

В то же время на один из входов элемента И 4 поступает разрешающий ,потенциал с (п-1)-ro выхода. дешифра"

10 тора 20 и поэтому импульс, снимаемый с усилителя 29 считывания, про15

35

55 мотке возникает электрический сигнал, который усиливается и формируется в импульс усилителем 37 считывания.

Этот импульс устанавливает триггер

l2 в состояние, при котором сигнал с одного из его выходов является разрешающим для элемента И 11, а потенциал. с другого выхода является запрещающим для .элемента И 7.-Интервал времени между старт-импупьсом с выхода формирователя 17 импульсов и моментом установления разрешающего потенциала с выхода триггера 12 для элемента И 11 является длительностью заданной дозы ЬЕоьь, (точно) и устанавливается предварительно путем перемещения преобразователя 35 вдоль звукопровода 30. Так как на вторые ходит через элементы ИЛИ 16 и И 4, формирователь 5 прямоугольного импульса, поступает на усилитель 25 записи,и, совершив циркуляцию по указанной цепи, вновь появляется на выходе усилителя 29 считывания через время t относительно старт-имиульса, являясь вторым в частотной последовательности, где 1 =21 „+bt .ее, Этот второй импульс, вновь совершив: циркуляцию по указанной цепи, появля- ется на выходе усилителя 29 считывания через время 1 „ относительно старт-импульса Фц„=31, +2Мзде,,1ер, и т.д.

Таким образом, на выходе усилителя 29 считывания формируется последовательность импульсов с нарастающим периодом следования, где каждый последующий период между импуль сами превышает предыдущий на величину: htq», ðð. Эти импульсы подсчитываются счетчиком 18 импульсов, причем (n-I)-й импульс этой последователь-, ности проходит через элемент ИЛИ 16 и далее по цепи циркуляции и, кроме того, поступая на вход счетчика 18 импульсов, вызывает появление на (и- 1)-м выходе дешифратора 20 запрещающего потенциала для элемента И 4, а на выходе элемента НЕ 21 появляется разрешающий потенциал для элементов

И 7, 11 и 19. После этого цепь циркуляции импульсов разрывается и очередной и-й импульс (стоп-импульс), появляющийся на выходе усилителя 29 считывания через элемент И 4 не про.— ходит.

Таким образом, в каждом цикле, задаваемом старт-импульсом с выхода генератора l импульсов цикла, проис" ходит преобразование угла поворота стрелки 27 циферблатного указателя дозатора во временной интервал, равный времени между старт-импульсом и стоп-импульсом

tu„=ntu +(n-1) bt w@ яеР

1449971 или девы < tun t omr a.

В этом случае стоп-импульс с выхода усилителя 29 считывания поступает

I на вход элемента И 7 в момент, когда

> на его остальные входы уже поступают разрешающие потенциалы с элемента

И 21 и триггера 6. На выходе элемента И 7 появляется импульс, который переключает триггер 8 в противоположное состояние, когда с его выходов подаются запрещающий потенциал на вход элемента И 1О. В результате этого управляющее напряжение 11» с выхода элемента И 9 исчезает, а на выходе элемента И 10 появляется управляющее напряжение 11, под действием которого шнековый питатель начинает вращаться с малой скоростью и в Весовой бункер дозируемый материал по-. ступает с малой интенсивностью, что обеспечивает малую динамическую погрешность дозирования.

25 Аналогично указанному происходят следующие циклы измерения с приходом каждого импульса с генератора 1. Если текущее значение дозируемой массы снова находится в пределах

Отсюда следует, что полученный интервал времени tu соответствующий

5 измеряемому весу материала в момент действия старт-импульса в каждом цик ле, состоит из действительного значеI ния 1ц —— пав д и приращения htu=(271- 10

-1 ) t, >u> еер, обусловленного по грешностью из-за влияния скорости перемещения 7яер выходного магнитострикционного преобразователя 28 вдоль звукопровода 22. Для устранения влияния 15 погрешности ht„íà измеряемый вес материала необходимо, чтобы

"tu tu mi»» дозы» tull" tдовы »

tull tA03bll t A03bI Q»

tа„=иt „+(2п-1I дtв А.атее..где д tu ;„- допустимая минимальная погрешность, влиянием которой можно пренебречь.

С учетом приведенных соотношений определяют верхнюю границу допусти" мых значений и 2

n(htumin зв +1st.ma» шпее

21вв,арпа» l»åð где 1 в„,»» — максимальная длина звукопровода между преобразователями 24 и 28, соответствующая максимальному измеряемому углу поворота стрелки 27 циАерблатного указателя.

Таким образом, стоп-импульс, появляющийся на выходе усилителя 29, поступает на входы элементов И 7 и

11. Если текущее значение измеряемого веса меньше заданной дозы "грубо", т.е. если то на входы элементов И 7 и 11 поступают запрещающие потенциалы с выходов триггеров 6 и 12 и поэтому стоп-импульс через них не пройдет. На этом. первый цикл измерения веса дозируемого материала оканчивается.

После этого под действием второго и последующих импульсов с выхода генератора . импульсов цикла весь указанный процесс повторяется до тех пор, пока после воздействия ш — го импульса с выхода генератора 1 (т.е. после

m циклов измерений веса) текущее значение дозируемой масси достигает заданной дозы "грубо, т.е.

55 то появляющийся в конце каждого цикла измерения импульс на выходе эле- -. мента И 7 подтверждает состояние триггера 8 и шнековый питатель продолжает вращаться с малой скоростью.

Если после i-го цикла измерения значение дозируемой массы достигнет заданной дозы "точно", т.е. когда tuq+

) 1Аовы„, то стоп-импульс, появляющий- ся на выходе усилителя 29, поступает на входы элементов И 7 и И 11 в момент, когда с выходов триггера 12 уже поступает запрещающий потенциал на вход элемента И 7 и разрешающий потенциал на вход элемента И 11, так как к этому моменту триггер 12 переключился (через время 1доьь под дейс ствием импульса с выхода усилителя

37 считывания. Поэтому стоп-импульс, появляюп;ийся на выходе усилителя 29, проходит через элемент И 11 и переключает триггер 3 в единичное состояние, после чего потенциал с его вы.— хода является запрещающим для элементов И 9, 10 и 4. Управляющее напряжение Ug исчезает и шнековый питетель останавливается, На этом процесс дозирования заканчивается и по1449971

Тген > 4оэы

ВНИИПИ Заказ 6965/47 Тираж 866

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 тенциал, снимаемый с второго выхода триггера 3, является управляющим сигналом "Окончание дозирования". Для повышения надежности работы усгройст5 ва необходимо, чтобы.,где Tree период повторения импульсов с выхода генератора 1 импульсов циклов.

Блок 14 индикации функционирует следующим образом.

В каждом цикле дозирования,задаваемом генератором 1, старт-импульс ( с выхода элемента И 4 устанавливает счетчик 40 импульсов в нулевое состояние, а также переключает триггер

41 в нулевое состояние, при котором потенциал с его выхода является разрешающим для элемента И 39. Начиная с этого момента времени, импульсы с выхода генератора 38 счетных импульсов проходят. через открытый элемент 2б

И 39 и поступают на счетный вход счетчика 40 импульсов. Появляющийся через время 1ц„импульс (стоп-.импульс)

1 с выхода усилителя 29 считывания .проходит через элемент И 19, переклю" g0 чает триггер 41 и в счетчик 40 пере1 стают поступать импульсы. Таким образом, в блоке 14 индикации происходит преобразование интервала времени ч„ в цифровой коД опреДелнемый чис- 35 лом импульсов, зафиксированным в счетчике 40 импульсов в каждом цикле дозирования. Показание счетчика 40 импульсов выдается на индицирующее устройство 42 в единицах веса дозиру- 40 емого материала, которое используется для визуального дистанционного конт" роля.

Формула изобретения

Устройство для управления .весовым порционным дозатором, содержащее генератор импульсов циклов, последовательно соединенные генератор импульсов,запуска, первый триггер, первый элемент И, пврвый формирователь прямоугольных импульсов и. преобразователь угол — временной интервал, последовательно соединенные второй триггер„второй элемент И и третий триггер, первый выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, а второй выход — к первому входу четвертого элемента И, четвертый триггер, подключенный первым выходом к второму входу второго элемента И, а вторым выходом - к первому входу пятого элемента И, соединенного вторым входом с третьим входом второго элемента И и выходом преобразователя угЬл — временной интервал, а выходом — с вторым входом первого триггера, подключенного выходом к вторым входам третьего и четвертого элементов И, блок индикации, соединенный первым и вторым входами с выходом первого элемента И, а также содержащее задатчик порции, вход которого связан с первыми входами второго и четвертого триггеров, а первый и второй выходы — с вторыми входами соответственно второго и четвертого триггеров, второй вход третьего триггера соединен с выходом генератора импульсов запуска, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности дозирования, в устройство введены элемент ИЛИ, подключенный первым входом к выходу генератора импульсов циклов, а выходом - к второму входу первого элемента И, второй формирователь прямоугольных импульсов,, соединенный вхо-. дом с выходом генератора импульсов циклов, а выходом — с входом задатчика порции, шестой элемент И, подключенный первым входом к выходу преобразователя угол — временной интер" вал, а выходом — к третьему входу блока. индикации, элемент НЕ, соединенный выходом с четвертым входом второго элемента И, третьим входом пятого элемента И и вторым входом шестого элемента И, дешифратор, подключенный выходом к входу элемента

НЕ и третьему входу первого элемента И, счетчик импульсов, подключенный .счетным входом к выходу преобразователя угол — временной интервал и к втдрому входу элемента ИЛИ, установочным входом — к выходу второго формирователя прямоугольных импульсов, а выходом - к входу дешифратора.