Способ управления процессом весового порционного дозирования сыпучих материалов

 

Изобретение относится к технике измерения масс и может быть использовано в автоматических дозировочных комплексах для управления процессами весового порционного дозирования сыпучих материалов. Цель изобретения - повышение производительности дозирования. Сигнал с шины 7 управления устанавливает с помощью блока 6 установки нуля исходное состояние измерителя 1 массы и включает через время, определяемое элементом 8 задержки, триггер 10, который запускает через блок 5 управления электромагнитный привод 4 питающего устройства 3 для бункера 2. Задатчик 12 начальной скорости регулирует с помощью регулятора 11 скорость подачи материала в бункер 2. Эта скорость корректируется сигналом с вычитателя 13, который фиксирует отклонение сигнала с преобразовательного блока 14, характеризующего истинную массу материала в бункере 2, от сигнала с формирователя 9 сигнала задания. Дополнительная корректировка скорости подачи материала в бункер 2, осуществляемая функциональным блоком 16 и блоком 15 умножения, учитывает изменение сигнала с датчика 17 напряжения сети. Подача материала в бункер 2 прекращается в тот момент, когда пороговый элемент 18 зафиксирует определенную разность между сигналом с преобразовательного блока 14, характеризующим истинную массу материала в бункере 2, и сигналом с задатчика 19 уставки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО).)ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()) 4 01 С )З!285

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

К А BTOPCHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4010854/24-10 (22) 08.01.87 (46) !5.07.89. Вюл . )) 26 (71) Всесоюэньпt научно-исследовательский и экспериментально-конструкторский институт уплковочно" о м;(шиностроения (72) И.Г.Плотницкий, А.И.Куцовски11 и В.П.Гайдук (53) 66.028(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 1307242, кл. Г 01 G 13/285, )985.

Заявка Франции 1) 2544492, кл. О 01 G 13/285, )984. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЕСОВОГО ПОРЦИОННОГО ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

„„SU„„1493879 А 1

2 (571 11эобрстен11е относится к технике

1(э . ((1 с1(ия ил с с и может быть исполь« .(,(по в лвт(3млтичсских доэировочных к(.Il, "(I cax jlJIH упрлвления процессами

1(. ((я1(i I (3 ttclp ц11он н ого до 3 и ров а ни я сы пу(IIIõ м;(териллов. !!ель и э(3бретения

II3I(I IIII(. гц(с проиэвод(1тельности доэиров,(п((я. Сигнал с шины 7 упрлвления уст;3,113. п(влет с помощьк1 блок л 6 уста11ÎÂÜÏ НУ Ira ИСХОДНОЕ СОСТОЯНИЕ ИЭМЕРИ Iс.1я 1 млсctt и вклкчлет чере"I время, опревелясмое элементом 8 элдержки, триггер 10, который элпусклет череэ ((ло1, 5 управления электромагнитный пр1113сд 4 гц(тающего устройства 3 для бункер<1 2. Злдлтчик 12 начальной скорости регулирует с помощью регулятор;I 11 скорость подачи материала в

1493879 ножения, учитывает изменение сиг нала с датчика 17 напряжения сети. Подача материала в бункер 2 прекращается в тот момент, когда пороговый элемент 18 зафиксирует определенную разность между сигналом с преобразовательного блока 14,характеризуюшим истинную массу материала в бункере 2, !

0 и сигналом с задатчика 19 уставки.

2 ил.

Изобретение относится к технике измерения масс н может быть использовано в автоматических дозировочных комплексах для управления процессом весового порционного дозирования сыпучих материалов.

Целью изобретения является повышение производительности дозирования.

Способ заключается в том, что в каждом цикле дозирования устанавливают нулевое значение сигнала с измерителя массы и включают подачу дозируемого материала в бункер измерителя массы. В процессе дозирования измеряют напряжение электрической сети, подаваемое на электромагнитный привод вибрационного питающего устройства бункера, формируют сигнал задания по нарастанию массы дозы до номинального значения, преобразуют сиг- 5 нал с измерителя массы в сигнал, характеризующий истинную массу материала в бункере, получают его отклонение от сигнала задания, находят сум40 му это-п отклонения и сигнала, характеризующего начальную скорость подачи материала в бункер, определяют сигнал управления подачей дозируемого материала из соотношения

" =, " - " ("с)3, () (3) 50 бункер 2. Эта скорость корректируется сигналом с вычитателя 13, который фиксирует отклонение сигнала с преобраз овательного блока 14, характеризующего истинную массу материала в бункере 2, ot сигнала с формирователя 9 сигнала задания. Дополнительная корректировка скорости подачи материала в бункер 2, осуществляемая функциональным блоком 16 и блоком 15 умгде U — сигнал управления;

U — найденная сумма сигналов;

U — напряжение электрической. с сети;

= КРс+ КЭ, К К и К вЂ” заданные коэффициенты.

Затем при достижении сигналом, характеризующим истинную массу материала в бункере, значения меньше номинального на заранее заданную величину отключают подачу материала.

Суммарный сигнал U определяют по формуле

4 Я 5 Мс1 (2)

U — отклонение сигнала характеЯ в ризующего истинную массу материала в бункере, от сигнала задания по нарастанию массы дозы до заданного значения; сигнал, характеризующий начальную скорость подачи материала в бункер;

К4,К -заданные коэффициенты.

Формула для определения сигнала управления принимает вид !

К U + К»Uяс K4Ug+ KsUнс

1 1 +К, < (Uc ) 1 + К„(К,13,+ К,) Из формулы (3) видно, что сигнал управления подачей дозируемого материала U определяют по величине и знаку сигнала отклонения U причем величину сигнала управления U при значении U = О определяют ло величине сигнала, характеризующего начальную скорость подачи материала в бункер

U < . Величина Б„„ определяется необходимой начальной скоростью подачи дозируемого материала в бункер измерителя массы при номинальном значении напряжения сети, питающей электромагнитный привод.

Действительная скорость подачи материала Q при помощи вибрационных питакщих устройс-в с электромагнитным приводом определяется по формуле

0 = KeU йс» (4) где f(U ) — некоторая функция сетевого напряжения, например, г

К - коэффициент, зависяший от свойств дозируемого материала.

1493879

При отклонении «а«ряже«ия э ектрической сети 0с, питающей электромагнитный привод от номинального значения, скорость подачи g значительно отличается от величины соответствую-! щей (при номинальном напряжении электрической сети) сигналу управления U

Иэ соотношения (4) следует, что для обеспечения, например, постоянной скорости подачи необходимо стабилизировать на величину напряжения управления U, а величину произведения

U E(U ), а для обеспечения соответствия скорости подачи материала сумме сигналов (! .4U + К Uög необходимо, чтобы этой сумме сигналов также соответствовало произведение U r(U ).

Иэ соотношения (3) следует, что

U ° f(U ) - (К U + К U ) — ---, (5) с 4 5

Квадратичная зависимость скорости подачи дозируемого материала от напряжения электрической сети, питающей электромагнитный привод, в диапазоне типовых отклонений напряжения сети U может быть с достаточной точностью аппроксимирована линейной

sависимостью ("с) - Ку"с+ К з. (7)

При выбранном значении коэффициента К< величина коэффициента К выбирается такой, чтобы при номинальном напряжении электрической сети 11 питающей электромагнитный привод, и отклонении U = 0 сигнал управления е определялся из соотношения

11 zg

К<К 0 цс (8)

1 + К1(К 11с+ К ) и обеспечивал необходимую начальную скорость подачи материала.

Величина коэффициента К выбирается иэ условия минимизации отклонения

Ug, т.е. максимального соответствия сйгнала, характеризующего истинную массу U, сигналу задания по нарастанию веса 03.

Таким образом, при изменении напряжения электрической сети У ° питающей электромагнитный привод, происходит изменение сигнала управления подачей U, которое компенсирует указанное изменение электрической сети .

На фиг.l изображена структурная схема устройства, реализующего спо

55,"r Ã, н«,1;«г z — u е,<е,< <<<о;;<< < т, <ь< иллюстрирующие «гоцесг д :«ро,:ll<«. у стройство содерж«", измеритель массы, бункер 2, «ит<« Iz<.е. устройство 3, электром;<г « !«ы<1 пр«г.;од 4, блок 5 у«равлен«з, блок Ь установки

«уля, шину 7 управления, элемент 8 задержки, формирователь 9 сигнала задания, триггер 10, регулятор 11, задач«к 12 начальной скорости вычитатель 13, преобразовательный блок 14, блок 15 умноже«ия, фу«кцио«альный блок 16, датчик 17 «апряжения сети, пороговый элемент 18, задатчик 19 уставки.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

С«гнал с измерителя ) массы поступает на первый вход блока 6 установки «уля, на второй вход к <1орого с ш«нь. 7 управления поступает дискретньй сигнал, формируемый на шине 7 в виде импульса логической "1" в начале цикла дозирования. По этому сигналу блок Ь установки нуля устанавливает . в течение времени с (фиг.2)

I нулеьое значение сигнала на своем выходе, Сигнал управления с ши«ы 7 поступает на элемент 8 задержки, на выходе которого через время, также формируется сигнал в виде импульса логической 1". Этот сигнал поступает на вход формирователя 9 сигнала задания по нарастанию массы дозы до ноMHHBJIhHof значения и H« первый вход триггера 10. На выходе триггера 10 формируется сигнал логической

"!", который, поступая на первый вход блока 5 управления, включает его.

Блок 5 управления управляет электромагнитным приводом 4, причем в первый момент времени скорость подачи дозируемого материала, обеспечиваемая вибрационным питающим устройством 3, приводимым в движение электро" магнитным приводом 4, определяется значением сигнала U„. поступающего на первый вход регулятора 11 с выхода задатчика начальной скорости 12.

Формирователь 9 сигнала задания формирует на своем выходе нарастающий во времени сигнал U (фиг.2).

Этот сигнал поступает на первый вход вычитателя 13, на второй вход которого с выхода преобразовательного блока 14 поступает сигнал, характеризующий истинную массу материала U (фиг.2),сформированный иэ сигнала, 1493879 поступающего с измерителя l массы через блок 6 установки нуля, С выходр вычитателя 13 сигнал отклонения

U поступает на второй вход регулятоС 5 ра 11. На третий вход регулятора 11 с ныхода блока 15 умножения поступает сигнал, представляющий собой произведение сигнала управления подачей доэируемого материала U поступающего на первый вход блока 15 умножения, и сигнала> функционально связанного с напряжением П электрической сети, питающей электромагнитный привод 4 (сигнал К П + К ), который по- 15 ступает на второй вход блока 15 умножения с выхода функционального блока 16. Блок 16 формирует сигнал

К U<+ Кэ из сигнала, поступающего на

2 С

его вход с выхода датчика 7 напря- 20 жения электрической сети, питающей эл ек тром агни тный привод.

Сигнал управления подачей дозируемого материала U, формируемый регулятором 11, поступает на второй вход 25 блока 5 управления, который управляет электромагнитным приводом 4, приводящим н действие нпбрационное питающее устройство 3.

Сигнал П„„ характеризующий истин- 30 ную массу материала, с выхода преобразовательного блока 14 поступает на первый вход порогового элемента 18, на второй вход которого с ныхода задатчика 19 уставки поступает сигнал меньший номинального значения массы дозы U на заранее заданную величину (разность U „,„ — П „ определяется количеством материала, поступакицего в бункер 2 после отключе- 40 ния вибрационного питающего устройстна 3). При достижении сигналом с ныхода преобразовательного блока 14 значения Г„„ „, на выходе порогового элемента 18 формируется сигнал логи- 45 ческой "1", который, поступая на второй вход триггера 10, переключает его, т.е. на выходе триггера !0 формируется сигнал логического "P", который включает блок 5 управления, ос- 50 танавливающий через электромагнитный привод 4 нибрациоиное питающее устройство 3. На этом пикл доэирования заканчивается. формул а и э о б р е т е н и я

Способ управления процессом весового порционного дозиронания сыпучих материалов, заключающийся в том,что в каждом цикле доэирования устанавливают нулевое значение сигнала с измерителя массы, включают подачу доэируемого материала в бункер измерителя массы, формируют сигнал задания по нарастанию массы дозы до номинального значения, преобразуют сигнал с измерителя массы в сигнал, характеризующий истинную массу материала в бункере, получают его отклонение от сигнала задания, определяют сигнал управ ления подачей дозируемого материала, а при достижении сигналом, характеризующим истинную массу материала в бункере, значения меньше номинального на заранее заданную величину отключают подачу материала, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения производительности доэирования, дополнительно в процессе дозирования измеряют напряжение электрической сети, подаваемое на электромагнитный привод нибрационного питающего устройства бункера, находят сумму отклонения сигнала, характеризующего истинную массу материала в бункере от сигнала задания по нарастанию массы дозы до номинального значения, и сигнала, характеризукщего начальную скорость подачи материала в бункер, а сигнал упранления подачей доэируемого материала определяют из соотношения

К1Ь . ("с 6 где U — сигнал управления;

1 — найденная сумма сигналов;

U — напряжение электрической

С сети;

r(v,) - к,vv,+ +к„

К, К и K > — заданные коэффициенты.

1493879 и, Составитель С.Шакин

Техред М,Дцдык Корректор А.Козориз

Редактор М.Бандура

Заказ 4092/39 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101