Устройство для многокомпонентного дозирования

 

Изобретение относится к дискретному доэированию составляющих многокомпонентных смесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например химической, в частности, при приготовлении композиции в производствах синтетических моющих средств. Устройство позволяет повысить производительность работы за счет сокращения длительности цикла дозирования из-за проведения коррекции рецептурного состава смеси только при превышении его фактической величиной допускаемого значения, установленного технологическими нормами, путем дополнительного введения элемента И, ключа, цифрового компаратора и задатчика допуска, а в каждый канал дозирования - блока деления, а также конструктивного выполнения дозатора и блока выбора максимума , 2 з,п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4851020/24 (22) 09.07.90 (46) 23,01,93. Бюл. t4 3 (71) Харьковское опытно-конструкторское бюро автоматики Научно-производственного обьединения "Химавтоматика" . (72) А.Н.Митин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1179988, кл. G 05 0 11/13,. 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1308997, кл. G 05 D 11/13, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ДОЗИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к дискретному дозированию составляющих многокомпонентных смесей и может быть использовано

Изобретение относится к области дискретного дозирования составляющих многокомпонентных смесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например, химической, в частности, при приготовлении композиции в производстве синтетических моющих средств (CIVIC).

Известно устройство для управления многокомпонентным доэированием, содержащее (n)-каналов дозирования, включающих задатчики доз и дозаторы с блоками управления и коррекции.

Известное устройство обеспечивает высокую точность доэирования, однако его производительность недостаточна из-за последовательной работы каналов дозирования, Известно также устройство для многокомпонентного доэирования, содержащее,, Ц 1789974 А1 в различных отраслях промышленности, например химической, в частности, при приготовлении композиции в производствах синтетических моющих средств, Устройство позволяет повысить производительность работы за счет сокращения длительности цикла дозирования из-за проведения коррекции рецептурного состава смеси только при превышении его фактической величиной допускаемого значения, установленного технологическими нормами, путем дополнительного введения элемента И, ключа, цифрового компаратора и задатчика допуска, а в каждый канал доэирования— блока деления, а также конструктивного выполнения дозатора и блока выбора максимума, 2 з,п. ф-лы, 3 ил.

4 канала дозирования, состоящих иэ задатчиков доз, выполненных в виде блоков умножения, подключенных к общему за- Оф датчику массы смеси, а также блоки управ- 0 ления и коррекции. Указанное устройство обеспечивает повышение и роиэводительности доэирования за счет параллельно-последовательной работы каналов и повышение его точности путем попарной коррекции доз компонентов. Однако производительность работы устройства недоста- в точна, т.к, в параллельном режиме работает только часть каналов дозирования, а их ограниченное количество затрудняет использованйе устройства для приготовления смесей из большего количества компонентов.

Из известных наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип

1789974 является устройство для многокомпонентного дозирования, включающее задатчик массы смеси, блок выбора максимума и (n)каналов параллельного доэирования, каждый из которых содержит два блока умножения, один из которых включает задатчик долевого содержания компонента, и порционный дозатор. Известное устройство обес1Мчивает йовышение и роизводительно сти за счет параллельной работы каналов до- l0 эирования и повышение точности путем выравнивания погрешностей отвеса дозы по каждому каналу. Однако производительность устройства недостаточна, т,к. коррекция доз компонентов, заключающаяся в проведении догрузки определенных каналов после окончания набора заданной дозы, осуществляется независимо от результата дозирования, определяемого фактическим рецептурным составом смеси. При достаточной точности 20 последнего, т,е. когда величина долевого содержания компонентов не выходит за рамки допустимых значений, установленных технологическими нормами (например, при стабильном качестве сырья, четкой настройке дозаторов и т.п.), проведение указанной коррекции, не оказывая существенного влияния на качество смеси, приводит к увеличению длительности цикла дозирования (на время проведения коррекции), т.е. снижает 30 производительность устройства.

Целью изобретения является повышение производительности устройства за счет сокращения длительности цикла дозирования, 35

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для многокомпонентного доэирования, содержащее задатчик массы смеси, блок выбора максимума и и каналов дозирования, включающих эадатчик 40 долевого содержания компонента, два блока умножения и порционный дозатор, дополнительно введены блок деления в каждый канал дозирования, а также элемент И, ключ, цифровой компаратор и задат- 45 чик допуска величины фактического рецептурного состава.

На фиг.,1 представлена блок-схема устройства для многокомпонентного дозирования, 50

Устройство содержит эадатчик 1 массы смеси, задатчики 21-2л долевого содержания компонента, первые и вторые блоки

31-Зл и 41-4, умножения, доэаторы 5l-5л, блоки 61 — 6л деления, элемент И 7, блок 8 55 выбора максимума, ключ 9, цифровой компаратор 10 и эадатчик 11 допуска величины фактического рецептурного состава, Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии включен режим разгрузки дозаторов (открыт донный клапан весового бункера), на выходе дозатора присутствует сигнал логического "О", который подается через элемент И 7 на его вход, На разрядном выходе дозатора устанавливается нулевое значение информационного сигнала, На задатчике 11 устанавливается величина допуска (Лу ) на отклонение долевого содержания компонентов в смеси (в соответствии с технологическими нормами), на эадатчике 1 — требуемая масса смеси (14), а на задатчиках 21-2л — величина долевого содержания компонента в смеси у1. В результате на выходе первого блока умножения формируется сигнал

Xi=y V,, l=1, и, (1) где X> — рецептурная доза 1-го компонента, а на выходе блоков деления — сигнал

Ayl=- Ul Xi, i =- 1, и, (2) где Ui — сигнал на разрядном выходе дозатора 5ь При этом выходной сигнал блока 8 определяется соотношением ymax= max (Ap), 1= 1, и (3) т.к. в исходном состоянии Ui = О, т,е. Лу -О, то

A>max = О, (4)

На выходе компарэтора 10 формируется сигнал логической "1" при выполнении условия

Ago Л)%пах, (5)

С учетом (4) на выходе компэратора 10— сигнал логического "О", запирающий ключ 9, Выходной сигнал блока 4i определяется соотношением

Xi =W 4у ., (6) и представляет собой рецептурную дозу 1-го компонента (X(), учитывающую мэксимальk ную ошибку данной дозировки, Т.к, ключ 9 закрыт, то на соответствующие входы вторых блоков умножения подается нулевой сигнал, т.е. в исходном состоянии выполняется соотношение

Xi =0, (7)

При запуске устройства в работу (цепи пуска условно не показаны) режим разгрузки дозатора выключается и включается режим загрузки, который продолжается до достижения весом загружаемого в дозатор материала значения (1), При этом режим загрузки выключается, на выходе доэатора 5 формируется сигнал логической "1", а на разрядном выходе фиксируется величина (Ui) дозы загруженного в дозатор материала.

В результате на выходе блока 6 формируется сигнал относительной ошибки отвеса (2).

После окончания загрузки всех дозаторов на выходе блока 8 выбора максимума присутствует сигнал, соответствующий эна1789974

30

40 также формируется сигнал логической "1", чению (3). Если указанный сигнал находится в рамках допуска, т.е, условие (5) не выполняется, выходной сигнал блока 4, соответствующий значению (7), не изменяется (т.к. закрыт ключ 9), а по сигналу логической "1" 5 с выхода элемента И 7 (формируется после окончания загрузки всех дозаторов, т,е, при поступлении на все входы элемента И 7 сигналов логической "1") происходит включение разгрузки дозаторов, по окончании 1 которой устройство устанавливается в исходное состояние, .т.е, в данном случае коррекция рецептурного состава смеси не производится, Если после окончания загрузки дозато- 15 ров выполняется условие (5), т.е. ошибка рецептурного состава смеси превышает технологические нормы, на выходе компэратора 10 формируется сигнал логической

"1", открывающий ключ 9. В результате на 20 соответствующие входы блока 4i подается сигнал (3), а на выходе указанного блока формируется сигнал (6), При этом после подачи сигнала логической "1" с выхода элемента 7 на вход дозатора 5i включается режим догрузки указанных дозаторов до величины (6), т.е, происходит выравнивание погрешностей всех каналов дсзирования, После окончания догрузки включается режим разгрузки, и устройство устанавливается в исходное состояние.

На фиг, 2 представлена структурная схема дозатора 5, который содержит датчик

12 веса, преобразователь 13 аналог-код, цифровой компаратор 14, элемент 15 памяти, цифровой компаратор 16, регистр 17, элемент 18 памяти, элемент И 19, инвертор .

20, элемент 21 памяти, исполнительный механизм 22 загрузки, элемент И 23, исполнительный механизм 24 разгрузки и инвертор 25.

Дозатор 5i работает следующим образом.

В исходном состоянии элемент 15 памяти устанавливается в нулевое состояние по 45 цепи "сброс по питанию" (условно не показана), нэ выходе регистра 17 устанавливается нулевой сигнал. Сигнал логического

"0" с выхода элемента 15 подается на вход инвертора 20, с выхода которого сигнал 50 логической "1" подается на входы сброса элементов 18 и 21 памяти и также устанавливают их в нулевое состояние, включая при этом исполнительный механизм 24 разгрузки. На выходах элементов И 19 и 23 форми- 55 руются сигналы логического "0", При запуске дозатора в работу(импульс

"Пуск" на входе элемента 15) включается элемент 15 памяти, на выходе которого фор- мируется сигнал логической "1". В результате на выходе инвертора 20 формируется сигнал логического "0", отключающий исполнительный механизм 24 разгрузки (закрывается донный клапан весового бункера), На входы элемента И 23 подаются . сигналы логической "1" с выходов инвертора 25 и элемента 15 памяти, что приводит к формированию на выходе элемента 23 сигнала логической "1", поступающего на вход исполнительного механизма 22 загрузки и включающего последний в режим номинальной производительности.

Сигнал веса загружаемого в дозатор материала с выхода датчика 12 веса поступает на вход преобразователя 13, где преобразуется в цифровую форму и подается на вход компараторэ 16, на другой вход которого поступает сигнал (1). При равенстве указанных сигналов срабатывает компарэтор 16, на выходе которого формируется сигнал логической "1", включающий элемент 21 памяти. В результате на выходе элемента 21 формируется сигнал логической "1", отключающий через элементы 25 и 23 исполнительный механизм 22 загрузки, а по фронту указанного сигнала осуществляется запись величины Ui с выхода преобразователя 13 в регистр 1.7.

При поступлении сигнала логической

"1" на вход дозатора включается элемент 18 памяти. а сигнал логической "1" с его выхода подается на соответствующий вход исполнительного механизма 22 загрузки, включая его в режим досыпки. При достижении сигналом текущего веса на выходе преобразователя 13 величины (6), подаваемой на вход компаратора 14, на выходе указанного компаратора формируется сигнал логической

"1". В результате на выходе элемента И 19 отключающий элемент 15 памяти, а последний, в свою очередь, устанавливает в нулевое состояние элементы 18 и 21 памяти. При этом режим досыпки выключается, и включается исполнительный механизм 24 разгрузки, после чего дозатор устанавливается в исходное состояние.

С приходом очередного импульса

"Пуск" цикл работы дозатора повторяется.

На фиг. 3 приведена структурная схема блока 8 выбора максимума, который содержит цифровые компараторы 261-26п-1 и мультиплексоры 27> — 27п-1

На входы компаратора 261 подаются сигналы с первого и второго входов блока 8.

Если первый из указанных сигналов не. меньше второго, на выходе компаратора 261 формируется сигнал логической "1", поступающий нэ управляющий вход мультиплек1789974

20 сора 27, который коммутирует на выход сигнал с первого входа блока 8.

В противном случае на выходе компаратора 26> формируется сигнал логического

"0", а на выходе мультиплексора 27> — сигнал со второго входа блока 8. Иными словами, на выходе мультиплексора 271 формируется больший из сигналов на первом и втором входах блока 8.

Аналогично, на выходе мультиплексора

27 формируется больший иэ сигналов нэ первых трех входах блока 8, на выходе мультиплексора 27з — больший иэ сигналов на первых четырех входах и т.д. В результате на выходе последнего мультиплексора

27>-<; являющегося выходом блока 8, форФормула изобретения

1, Устройство для многокомпонентного доэирования, содержащее К каналов дозирования, каждый из которых включает последовательно соединенные задатчик долевого содержания компонента, первый блок умножения и дозатор, второй блок умножения, соединенный первой группой разрядных входов с первой группой входов дозатора, вторая группа разрядных входов которого соединена с разрядными выходами второго блока умножения, а также зэдэтчик массы смеси, соединенный разрядными выходами с другой группой разрядных входов первого блока умножения каждого канала дозирования, и блок выбора максимума, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности путем сокращения длительности цикла дозирования, устройство содержит элемент И, ключ и последовательно соединенные эадатчик допуска величины фактического рецептурного состава и цифровой компаратор, а в каждом канале дозирования — блок деления, первой группой разрядных входов соединенный с первой группой разрядных входов дозатора, второй группой разрядных входов с группой разрядных выходов доэатора, а разрядными выходами — с соответствующей группой разрядных входов блока выбора максимума, разрядный выход которого подключен к другой группе разрядных входов цифрового компаратора и к разрядным входам ключа, управляющий вход которого соединен с выходом цифрового компаратора, а разрядные выходы — с второй группой разрядных входов второго блока умножения мируется больший иэ сигналов, поданных на и входов указанного блока.

Т, о. и редла гаем ое устройство обеспечивает повышение производительности работы путем сокращения длительности цикла дозирования за счет проведения коррекции доэ компонентов только при превышении величиной фактического рецептурного состава смеси допустимого значения, установленного технологическими нормами, Это, в свою очередь, повышает эффективность использования устройства при приготовлении многокампонентных смесей, например, при производстве СМС, так как положительно влияет на увеличение выпуска готового продукта, каждого канала доэирования, входы weмента И соединены с аналоговыми выходами дозаторов всех каналов дозировки, а выход — с аналоговыми входами дозаторов всех каналов доэирования, 2.Устройство по и, 1, отл и чаю щеес я тем, что дозатор содержит последовательно соединенные датчик веса, преобразователь аналог-код, первый цифровой компаратор„вторая группа входов которого является первой группой разрядных входов дозатора, первый элемент памяти, входом

"Сброс" соединенный с выходом первого инвертора, входом запуска исполнительного механизма разгрузки и входом "Сброс" второго элемента памяти, второй инвертор, первый элемент И, вторым входом связанный с входом первого инвертора и с выходом третьего элемента памяти, выход первого элемента И соединен с входом запуска номинальной производительности исполнительного механизма загрузки, вход запуска досыпки которого связан с выходом второго элемента памяти, установочный вход. которого является аналоговым входом доэатора, и с первым входом второго элемента И, выходом связанного с установочным входом третьего элемента памяти, а вторым входом — с выходом второго цифрового компарэтора, первая группа входов которого соединена с выходом преобразователя аналог-код и с группой входов регистра, а вторая группа входов является второй группой разрядных входов дозатора, при этом вход

"Сброс" регистра соединен с выходом первого элемента памяти и выход является группой разрядных выходов дозэторэ, а

1789974 вторым входом третьего элемента памяти является вход "Сброс по питанию".

3. Устройство по и. 1, отл ича ю щеес я тем, что блок выбора максимума содержит и - 1 цифровых компараторов и A - 1 мультиплексоров, причем первые разрядные входы первых цифрового компаратора и мультиплексора объединены и являются первой группой разрядных входов блока, вторые разрядные входы первых цифрового компаратора и мультиплексора объединены и являются второй группой разрядных входов блока, первые разрядные входы остальных цифровых компараторов и мультиплексоров аналогично попарно объединены и подключены к разрядным выходам соответствующих предыдущих мультиплексоров, выход последнего из которых является разрядным выходом блока, вторые разрядные входы остальных цифровых компараторов и мультиплексоров также попарно объединены и являются соответствующими группами разрядных входов блока, а выходы цифровых компараторов соединены с управляющими входами соответствующих мультиплексоров.

1789974