Весовой порционный дозатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i>) 5I5947

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.02.75 (21) 2105809/10 с присоединением заявки М (51) М. Кл, - 6 01613/28

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.05.76. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 11.10.76 (53) УДК 681.268(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Э. М. Бромберг, В. С. Иванов, Л. В. Глаголев и А. В. Попов

Куйбышевский филиал Всесоюзного института по проектированию организации энергетического строительства «Оргэнергострой» (54) ВЕСОВОЙ ПОРЦИОННЪ|Й ДОЗАТОР

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области весоизмерительной техники.

Известны автоматические порционные дозаторы, содержащие грузоприемное устройство, установленное на силоизмерительные датчики, устройство измерения сигнала датчиков, блок определения скорости загрузки, сравнивающее устройство, блок определения времени закрытия затвора, задатчик с блоком формирования выходного сигнала, блок определения величины и знака ошибки текущего цикла дозирования (2 — 9). Эти устройства не обеспечивают требуемой точности.

Наиболее близким по своей технической сущности является весовой порционный дозатор (1), содержащий грузоприемный бункер, установленный на силоизмерительные датчики, блок измерения сигналов датчиков, блок определения скорости загрузки, узел сравненияя, бло к о пределения BlpBvIBHH закрытия затгвора, задатчик с блоко|м формирования вы)xодHI010 сигнала,и блок определения величи1ны,и .знака ошибки текущего цикла дози ровайия.

Этот дозатор не обеспечивает требуемой точности, так как в нем предполагается наличие детерминированной зависимости массы материала, поступающей в бункер, от скорости загрузки и времени срабатывания затвора, а использование детерминированной зависимости не позволяет исключить случайные погрешности при определении момента подачи сигнала на закрытие затвора.

Для повышения точности дозирования предлагаемый дозатор снабжен блоком самообучения, выполненным в виде узла решения системы уравнений, интегратора и узла моделирования погрешности очередного цикла дозирования, причем входы узла решения системы уравнений подключены к задатчику, к блоку определения величины и знака ошибки текущего цикла дозирования, блоку определения скорости загрузки и блоку определения времени закрытия затвора. Выход узла реше15 1ния систвмы урав нений подключен через инпегратор к од ному из входов узла моделирования погрешности очередного цикла дозирования, к другим входам которого подключены блок определения скорости загрузки, блок оп2О ределения времени закрытия затвора и задатчик, а выход блока моделирования погрешности очередного цикла дозирования подключен к блоку формирования выходного сигнала задатчика.

25 На чертеже показана блок-схема описываемого дозатора.

Грузоподъемный бункер 1 установлен на силоизмерительные датчики 2, подключенные к блоку 3 измерения сигналов датчиков 2. Узел

30 сравнения 4 подключен к выходам блока 3 и

515947

15

ЛР: а /(+ Ьг ° + сгРззз

6О

65 задатчика 5 с блоком 6 формирования выходного сигнала. Блок 7 определения скорости связан с блоком 8 определения времени закрытия затвора. Блок 9 определяет величину и знак ошибки текущего цикла дозпровапия.

Блок самообучения 10 содержит узел 11 решения системы уравнений, интегратор 12 и узел м одел иро в а и и я 13.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении материала в грузоприемный бункер 1 сигнал с силоизмерительпых датчиков 2, пропорциональный массе материала в бункере, подается на входы блока 3 измерения сигнала датчиков 2 и блока 7 определения скорости загрузки. С выхода блока 3 сигнал, пропорциональный текущему значению массы дозируемого материала поступает на один из входов узла сравнения 4, »а другой вход которого подается сигнал с блока 6 формирования выходного сигнала задатчика 5.

Этот сигнал пропорционален значению массы материала в грузоприемном бункере, по достижении которого должен оыть подан сигнал на закрытие затвора. При равенстве сигналов, поступающих на оба входа узла сравнения, на его выходе появляется команда на закрытие затвора и запуск блока 8 определения времени закрытия затвора. Работа блока

8 заканчивается по сигналу с блока 7 о прекращении поступления материала в грузоприемный бункер. В ходе дозирования блоком 7 измеряется скорость загрузки К, блоком 9— реальное значение ошибки ЛР=Р— Р„;,, где

Рзз — заданное значение дозы; Р@ — фактическое значение дозы после полного закрытия затвора и прекращения поступления материала в грузоприемный бункер, Реальные значения ЛР являются случайными величинами. Исследования, проведенные в

Куйбышевском филиале института «Оргэнергострой», показали, что величина ЛР связана с величинами К, т, а через P33„- — с величиной динамического удара материала о грузоприемный бункер недетерминированной зависимостью где а;, b;, c; — случайные коэффициенты, значения которых зависят от целого ряда неучитываемых факторов; т — время закрытия затвора.

Именно поэтому непосредственная коррекция задания последующего цикла дозирования по величине ЛР предыдущего цикла не является эффективной, так как значения соответствующих коэффициентов в этих циклах отличаются друг от друга. По той же причине являет ся малоэффективным, хотя и более точным, метод прогнозирования ЛР по результатам измерения текущих значений К, т, Рзз; и умножения их на значения коэффициентов а, b, с, принимаемых постоянными.

Описываемое устройство позволяет наиболее оптимально учесть случайный характер этих коэффициентов путем самообучения дозиру1оо

25 зо

55 щей системы на основе непрерывного получения новой информации об их текущих значениях и статистической обработки этой информации. Это обеспечивает минимальную погрешность дозирования и оптимальное прогнозирование момента подачи сигнала на закрытие затвора текущего цикла.

Процесс самообучения осуществляется блоком 10, Проводится п предварительных циклов дозирования, в результате которых составляется система из и уравнений

ЛР, =а,К, +bi +с,Р„„

ЛРг — аФ г + bi г + с/зал, ЛР„= а,К„+ b;.„+ с,Р„, В ходе каждого из п циклов блоками 7, 8 и 9 определяеются их соответствующие значения К, т ЛР, которые вместе с Рз,„поступают на входы узла 11 решения системы уравнений и узла моделирования 13. Полученная система решается узлом 11 относительно коэффициентов а, b, с. Рассчитанные значения коэффициентов через интегратор 12, осуществляющий статистическое осреднение из значений, поступают в узел 13.

Таким образом, на выходе интегратора 12 получаются статистически усредненные по циклам значения коэффициентов а, Ь и с; а, b„, с„. По этим значениям и по значениям

Кп-1- И Рззз„, I тЕКущЕГО (n+ 1 ) -ГО цИКЛа, а также по величине т предшествующего цикла с помощью блока 13 прогнозируется значение AP I по модели

ЛР,+ = а,К;„+ + Ьп и+ сл зз и+1

Вычисленное значение ЛР„+1 поступает на вход блока 6 формирования выходного сигнала задатчика. Информация, полученная в (n+1)-м цикле дозирования, используется для уточнения значений коэффициентом а, b и с, т. е. производится осреднение их значений с учетом этой информации.

Таким образом, происходит непрерывная адаптация модели. Количество осредненных результатов обусловливается требуемой точностью дозировапия. Еесли количество осредпенных результатов принимается равным п, по получении (п+1) -го результата первый результат отбрасывается. Усреднение всегда осуществляется по п последним результатам дозирования.

Прогнозирование величины ЛР, осущест в1ляемое на осноBBIHHè решения п уравнений, уменьшает случайную поставляющую погрешности дозирования Ь) п раз.

Формула изобретения

Весовой Iioipliiиовный дозатор, содержащий грузоприемный бункер, установленный на силоизмерительные датчики, блок измерения сигналов датчиков, блок определения скорости загрузки, узел сравнения, блок определе515947

Составитель Н. Ширшов

Техред Е. Подурушина

Редактор Т. Рыбалова

Корректор М. Лейзермаи

Заказ 2018/3 Изд. Ж 1522 Тираж 814 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений п открытий

1!3035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2 ния времени закрытия затвора, задатчик с блоком формирования выходного сигнала и блок определения величины и знака ошибки текущего цикла дозирования, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения точности дозирования путем уменьшения случайной составляющей погрешности дозирования, он снабжен блоком самообучения, выполненным в виде узла решения системы уравнений, интегратора и узла моделирования погрешности очередного цикла дозирования, причем входы узла решения системы уравнений подкгночены к задатчику, к блоку определения величины и знака ошибки текущего цикла дозирования, блоку определения скорости загрузки и блоку определения времени закрытия затвора, выход узла решения системы уравнений подключен через интегратор к одному из входов узла моделирования погрешности очередного цикла дозирования, к другим входам которого подключены блок определения скорости загрузки, блок определения времени закрытия затвора и задатчик, а выход блока моделирования iioгрешности очередного цикла дозирования подкл1очен к блоку формирования выходного сигнала задатчика.

Источники инфорз!ацни, принятые вд и!1нмание прп экспертизе:

1. Авт. св. М 412491, М. кл.- G 01G 13, 28, 27.09.71.

2. Авт. св. М 213371, М. кл. - G 01G 13 00, 21.10.66.

3. Авт. св. № 219815, М. кл. G OIG 13/00, 18.11.65

10 4. Авт. св. № 231855, М. кл. - G 01G 13,00, 18.03.67.

5. Авт. св. № 323670, М. кл. G 01G 13/00.

16. Патент США ¹ 3116801, Кл 177 — 1, спуол, 15 1961, 7. Патент Франции № 2088607 кл, 6 01G, 17 00, опубл. 1972.

8. Патент Японии № 30332 кл. 108 К 1 опубл.

08.12.69

9. Карпин Б. E. Средства автоматизации для измерения и дозирования массы, М. 1971.

10. Тезисы докладов 8-го Всесоюзного научнотехнического совещания по автоматиза,liii

25 процессов взвеш.гвання и дозированпя в г. Одессе (9 — 11 октября 1974 r.)