Система учета расхода сыпучих материалов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для учета расхода материальных ресурсов на промышленных предприятиях. Цель изобретения - повышение надежности системы и сокращение кабельных трасс. Система учета расхода сыпучих материалов содержит в каждом дозаторном отделении n цепей последовательно соединенных бункера, тензодатчика, аналого-цифрового преобразователя и блока ввода дискретных сигналов, где n - количество дозируемых компонентов, общие для всех дозаторных отделений вычислительное устройство и устройство отображения информации. Новым является то, что каждое дозаторное отделение снабжено блоком управления и обработки технологической информации, блоком последовательной передачи технологической информации, блоком последовательного приема, технологической информации и блоком контроля и перезапуска. Кроме того, в систему дополнительно введены блок управления и обработки контрольной информации, блок последовательной передачи контрольной информации, блок последовательного приема контрольной информации и блок контроля передачи информации. 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к средствам автоматизации учета расхода материальных ресурсов на промышленных предприятиях.

Целью изобретения является повышение надежности системы и сокращение кабельных трасс.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы учета расхода сыпучих материалов; на фиг.2 - структурная схема блока управления и обработки технологической информации; на фиг.3 - структурная схема блока контроля и перезапуска; на фиг.4 - структурная схема вычислительного устройства; на фиг.5 представлен алгоритм работы блока управления и обработки технологической информации; на фиг.6 - структура элемента очереди информационных посылок; на фиг. 7 - алгоритм работы узла определения контрольной суммы; на фиг.8 - алгоритм работы вычислительного устройства.

Система учета расхода сыпучих материалов содержит (фиг.1) дозаторные отделения 1₁,...,1_m (m - количество дозаторных отделений, определяемое числом загружаемых печей), каждое из которых содержит n цепей (n - количество дозируемых компонентов), состоящих из последовательно соединенных бункера 2, тензодатчика 3, аналого-цифрового преобразователя 4 (АЦП) и блока ввода дискретных сигналов 5 (БВДС).

Система также содержит блоки 7₁,...,7_m управления и обработки технологической информации, информационные входы 6₁,...,6_n которых подключены к выходам соответствующих модулей ввода дискретных сигналов 5₁...5_n, блоки 8₁...8_m последовательной передачи технологической информации, блоки 9₁...9_m последовательного приема технологической информации, три выхода которых соединены с соответствующими входами блоков 10₁...10_m контроля и перезапуска.

Кроме того, система содержит последовательно соединенные блок 11 управления и обработки контрольной информации, блок 12 последовательной передачи контрольной информации и блок 13 последовательного приема контрольной информации, блок 14 контроля передачи информации, вычислительное устройство 15 и устройство отображения информации 16, 17₁...17_m - входы блока 11 управления и обработки контрольной информации.

Блок управления и обработки технологической информации может быть реализован на основе однокристальной микроЭВМ КР1816 ВЕ35 и включает (фиг.2) порты ввода 18₁,...18_n, порт вывода 19, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 20, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 21, процессорный блок 22, шины данных, адреса и управления.

Блок 11 управления и обработки контрольной информации имеет аналогичную структуру, только количество портов ввода 18₁,...,18_n определяется числом входов 17₁,...17_m.

Блок контроля и перезапуска (фиг.3) содержит формирователь контрольного разряда 23 (ФКР), схему совпадения 24, триггер 25, элемент ИЛИ 26, элемент НЕ 27, первый 28 и второй 29 элементы И, узел 30 определения контрольной суммы и элемент задержки 31.

Вычислительное устройство может быть реализовано на базе персонального компьютера, например, 1ВМ РС/ХТ, АТ/ и включает (фиг.4) процессор 32, оперативное запоминающее устройство 33, постоянное запоминающее устройство 34, внешние накопители 35, устройство ввода 36, устройство вывода 37 и магистраль 38.

Система учета расхода сыпучих материалов работает следующим образом.

В исходном состоянии бункеры 2₁,...2_n в дозаторных отделениях 1₁,...,1_m не загружены и сигнал с тензодатчиков 3₁,...,3_n равен нулю, информация о расходе материалов не поступает.

Дальнейшую работу системы рассмотрим на примере одного дозаторного отделения.

В процессе загрузки бункеров 2₁,...,2_n, сигнал с тензодатчиков 3₁,..., 3_n, пропорциональный весу загружаемого компонента, поступает на входы аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 4₁,...,4_n. Преобразованная в цифровой код информация поступает на входы блоков ввода дискретных сигналов 5₁, ...,5_n, с выхода которых она поступает на соответствующие входы 6₁,..., 6_n блока 7₁ управления и обработки технологической информации.

Блок 7₁ работает по прерываниям при поступлении данных, соответствующих весу загружаемых компонентов, на информационные входы 6₁,...,6_n и управляющие входы в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.5.

При поступлении данных на 6₁,...,6_n под управлением процессорного блока 22 эта информация считывается через порты ввода 18₁...18_n и формируется элемент очереди в соответствии с форматом, приведенным на фиг.6. Элемент очереди запоминается с помощью оперативного запоминающего устройства 21.

Если на первый управляющий вход процессорного блока 22 из блока 10 поступает сигнал запроса информации, то через порт вывода 19 осуществляется выдача первого элемента очереди из ОЗУ 21.

Если из блока 10₁ на второй управляющий вход процессорного блока 22 поступает сигнал подтверждения принятия информации, то в ОЗУ 21 осуществляется удаление первого элемента очереди и продвижение очереди на один элемент.

Если в блоке 10₁ было обнаружено отсутствие обмена информацией с блоком 7₁, то на третий управляющий вход процессорного блока 22 подается сигнал сброса, по которому осуществляется повторная инициализация процессорного блока 22.

Элемент очереди передается в линию связи с помощью блока 8₁ последовательной передачи технологической информации, представляющего собой устройство асинхронной передачи информации в последовательном формате, которое может быть реализовано на микросхемах универсальных приемопередатчиков типа КР 580 ВВ51, КР 581 ВА1 и др.

На другом конце линии связи элемент очереди принимается с помощью блока 8 последовательного приема технологической информации, представляющего собой типовое устройство асинхронного приемника информации в последовательном формате. После приема информации на первом выходе блока 9₁ формируется сигнал готовности информации, на втором выходе содержатся принятые данные, а на третьем выходе формируется контрольный разряд четности. Данная информация через соответствующие входы поступает в блок 10₁ контроля и перезапуска (фиг.3).

Через второй вход блока 10₁ данные поступают на вход формирователя 23, на выходе которого формируется сигнал контрольного разряда, который сравнивается с сигналом, установленным на третьем входе блока 10₁ по схеме совпадения 24, на выходе которой формируется сигнал высокого уровня "1" при несовпадении контрольных разрядов и сигнал низкого уровня "0" в противном случае.

Если хоть однажды было нарушение четности, то на выходе D-триггера 25 установится сигнал высокого уровня.

Если ошибки нет, то на выходе D-триггера 25 устанавливается сигнал низкого уровня "0".

Если отсутствует сигнал готовности (низкий уровень "0"), то на первом выходе узла 30 формируется сигнал ошибки (высокий уровень "1"). По этому сигналу посредством элемента ИЛИ 26 и первого 28 элемента И на первом выходе блока 10₁ контроля и перезапуска формируется сигнал запроса.

Кроме контроля четности в блоке 10₁ осуществляется проверка контрольной суммы принятой информации. Определение контрольной суммы осуществляется в узле 30 в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.7, где обозначение i соответствует номеру байта в принимаемом элементе очереди.

Если на втором входе узла 30 определения контрольной суммы нет сигнал готовности данных, то на его первом и втором выходах формируются сигналы высокого уровня, которые с помощью элемента ИЛИ 26 и первого 28 элемента И формируют сигнал запроса информации на первом выходе блока 10₁ контроля и перезапуска. Этот сигнал поступает также на вход элемента задержки 31. Если через время задержки на втором входе узла 30 не появляется сигнал готовности, то на его третьем выходе формируется сигнал сброса, необходимый для инициализации блока 7₁ управления и обработки технологической информации в случае его "зависания".

Если же после посылки сигнала запроса на втором входе узла 30 появляется сигнал готовности, то осуществляется чтение первого байта информации, переданной по линии последовательной связи, а на втором выходе устанавливается сигнал низкого уровня "0", позволяющий снять сигнал запроса на первом выходе блока 10₁ контроля и перезапуска.

Если первый байт принят нормально, то осуществляется чтение последующих байтов в соответствии с форматом элемента очереди (фиг.6). После приема последнего байта элемента очереди определяется контрольная сумма принятой информации, которая сравнивается с принятой контрольной суммой. Если информация принята нормально, то на первом и втором выходах узла 30 определения контрольной суммы формируется сигнал низкого уровня "0", по которому с помощью элемента ИЛИ 26, второго 19 элемента И формируется сигнал подтверждения нормального завершения приема информации и на четвертый выход узла 30 определения контрольной суммы выдаются принятые данные. При приеме других элементов очереди выполняются аналогичные действия. С четвертого выхода блока 10₁ контроля и перезапуска принятые данные поступают на информационный вход 17₁ блока 11 управления и обработки контрольной информации, функционирование которого аналогично блоку 7₁ управления и обработки технологической информации, работа блоков 12, 13 и 14 аналогична блокам 8₁, 9₁ и 10₁ соответственно.

Принятая и обработанная блоком 14 информация с его четвертого выхода поступает на вход вычислительного устройства 15, где она суммируется и упорядочивается по контролируемым каналам в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.8, и далее поступает на вход устройства 16 отображения информации.

Формула изобретения

1. СИСТЕМА УЧЕТА РАСХОДА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая в каждом из m дозаторных отделений n цепей, состоящих из последовательно соединенных бункера, тензодатчика, аналого-цифрового преобразователя и блока ввода дискретных сигналов, где n - количество дозируемых компонентов, общие для всех дозаторных отделений вычислительное устройство и устройство отображения информации, вход которого соединен с выходом вычислительного устройства, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности системы и сокращения кабельных трасс, каждое дозаторное отделение содержит блок управления и обработки технологической информации, блок последовательной передачи технологической информации, блок последовательного приема технологической информации и блок контроля и перезапуска, причем n информационных входов блока управления и обработки технологической информации подключены к выходам n соответствующих блоков ввода дискретных сигналов запроса, подтверждения и сброса блока управления и обработки технологической информации подключены к соответствующим выходам блока контроля и перезапуска, входы готовности, данных и контрольного разряда которого подключены к соответствующим выходам блока последовательного приема технологической информации, вход которого соединен с выходом блока последовательной передачи технологической информации, вход которого соединен с выходом блока управления и обработки технологической информации, кроме того, в систему дополнительно введены последовательно соединенные блок управления и обработки контрольной информации, блок последовательной передачи контрольной информации и блок последовательного приема контрольной информации, блок контроля передачи информации, причем m информационных входов блока управления и обработки контрольной информации подключены к информационным выходам соответствующих m блоков контроля и перезапуска, где m - количество дозаторных отделений, а входы запроса, подтверждения и сброса подключены к соответствующим выходам блока контроля передачи информации, входы готовности, данных и контрольного разряда которого подключены к соответствующим выходам блока последовательного приема контрольной информации, а информационный выход подключен к входу вычислительного устройства.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый блок контроля и перезапуска и блок контроля передачи информации содержат формирователь контрольного разряда, схему совпадения, триггер, узел определения контрольной суммы, элемент ИЛИ, элемент НЕ, два элемента И и элемент задержки, причем вход готовности блока соединен с первым разрешающим входом узла определения контрольной суммы, информационный вход которого и вход формирователя контрольного разряда соединен с входом данных блока, вход контрольного разряда блока соединен с первым входом схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом формирователя контрольного разряда, выход схемы совпадения соединен с установочным входом триггера, информационный вход которого соединен с шиной нулевого потенциала блока, выход триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и через элемент НЕ с первым входом второго элемента И, вторые входы элементов И и синхровход триггера соединены с вторым контрольным выходом узла определения контрольной суммы, первый контрольный выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а третий контрольный выход соединен с выходом сброса блока, информационный выход блока соединен с информационным выходом узла определения контрольной суммы, выход первого элемента И соединен с выходом запроса блока и через элемент задержки - с вторым разрешающим входом узла определения контрольной суммы, выход второго элемента И соединен с выходом подверждения блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8