Устройство для программного управленияпотоком жидкости

 

Союз Советских

Социалистических

Ресиубинк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<о800966 (6t) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.0179 (21) 2723829/18-10 с присоединением заявки МУ (51) М. Кл.з

Г 05 0 7/06

Государственный комитет

СССР яо делам язобретеяий н открмтий (23) Приоритет (53) УДК 681 121 08 (088. 8) Опубликовано 30,0181, Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 300181 (72) Авторы изобретения

В. В. Скибенко, И. Я. Колокольцов, A. П. Пр тасщу и В. A. Колбин 1" СЯЯЦ и

7 774 7 (.; 0

" ч-т; ....,, Научно-исследовательский институт по биоло ическим" --. З,1® испытаниям химических соединений и Кировск и 6(7,„,;ц),. политехнический институт ""- " -"ЮЛ (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к автоматизации процессов объемного иэмере ния и дозирования жидких сред, и может быть использовано в химической, медицинской и других отраслях промышленности при смешивании жидких сред в различных пропорциях, где требуется повышенная точность дозирования компонентов смеси.

Известно устройство для управления потоком жидкости, содержащее блок формирования кода, блок формирования сигналов управления, блок выбора программ и блок задания последовательности моментов времени исполнения команд, вход которого соединен с первым выходок блока

Формирования кода, первый выход подключен к первому входу блока формирования кода, второй — к пер". вому входу блока формирования сигнала управления, а третий - ко второму входу блока формирования кода и к выходу блока выбора програюи, подключенного своим выходом ко второму входу блока формирования сигналов управления, третий вход которого соединен с другим выходом блока Формирования кода (17.

Недостатками этого устройства являются его сложность, ограниченные функциональные возможности и низкое быстродействие, так как совокупность присущих.ему блоков по существу представляет собой вычислительную машину и сложный технологический блок. Кроме того, это устройство может функционировать в том случае, когда заранее известна временная диаграмма включения и

Ьтключения исполнительных механизмов, что не всегда возможно при реализации сложных методик, разведения и смешивания. жидких сред н требует изменения всей рабочей программы при изменении последовательности включения исполнительных механизмов.

Наиболее близким к предлагаемому

ho технической сущности является устройство для программного управления потоком жидкости, содержащее

25 компрессор, вакуумный насос, последовательно соединенные первые приводы, дозирующие исполнительные элементы и импульсные датчики пере,мещения, последовательно соединении ные второй привод, концевой пере800966 ключающий элемент и блок индикации, и последовательно соединенные блок задания программы, согласующий блок управления, дешифратор, коммутатор, третий привод и датчик им"; пульсов, второй выход коммутатора соединен с первыми входами первых приводов, третий выход — со входом второго привода, второй выход блока управления подключен ко входу блока задания программы, а третий выходко второму входу блока индикации (2) .

Недостатками этого устройства являются ограниченные функциональные возможности и низкое быстродействие, так как устройство не позволяет проводить дозирование и смешивание жидких сред по методикам с различными повторяющимися операциями. Кроме того, в этом устройстве исполнительные механизмы могут функционировать только последовательно во времени, так RctK npu одновременной работе нескольких исполнительных элементов не известно время окончания работы каждого из них.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функци. ональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит лоГический блок, блок сравнения, реверсивный счетчик и последовательно соединенные реле времени дифференцнрующий элемент и элемент

ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом логического блока третий вход — с выходом концевого переключающего элемента, четвертый вход — с выходом датчика импульсов, выход - со вторым входом блока управления, первый вход реверсивного счетчика подключен к датчику импульсов, второй вход — ко второму выходу третьего привода, выход — к третьему входу блока индикации и к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а выход — с третьим входом блока управления, пятый выход которого подключен к первому входу логического блока, второй вход которого соединен со вторым выходом коммутатора, третьи входы — с выходами импульсных датчиков перемещения и со вторыми входами первых приводов, второй вых:эд логического блока соединен с четвертым входом блока индикации, вход реле времени подключен к четвертому выходу коммутатора, а выход ко входам компрессора и вакуумного насоса.

На фиг, 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 функциональная схема логического блока.

2$

4S

55 бО

65 для перемешивания жидкостей. в рабочих ячейках (воздух заставляет вращаться жидкость в ячейке, чем и достигается ее равномерное перемешивание, причем,при правильном подборе параметров воздушной струи, поверхность перемешиваемой жидкости не разрывается н в ней не появляются воздушные пузырьки). Вакуумный насос 2 предназначен для перераспределения жидкостей в рабочих ячейках.

Первые приводы 3» — 3 выполнены реверсивными. Каждый дозирующий исйолнительный элемент 4» — 4 и выполнен в виде многоканального перистальтического насоса. Каждый им-. пульсный датчик перемещения 5

5п предназначен для фиксации положения дозирующего исполнительного элемента 4» - 4п и для выдачи сигна ла остановки первому приводу 3»

3 . Второй привод б обеспечивает вертикальное реверсивное перемещены< платы с пробникамн. Концевой переключающий элемент 7 управляет торУстройство содержит компрессор

1, вакуумный насос 2, первые приводы 3» — Зп, дозирующие исполнительные элементы 4 » — 4л, импульсные датчики перемещения 5 » — 5 д, второй привод б, концевой переключающий элемент 7, блок 8 индикации, блок 9 задания программы, согласующий блок 10, блок 11 управления, дешифратор 12,. коммутатор 13, третий привод 14, датчик 15 импульсов, логический блок 16, имеющий входы

Ci, 8., Ь» и Ьп и выходы ф и Ъ, блок

17 сравнения, реверсивный счетчик

18, реле 19 времени„ дефференцирующий элемент 20 и элемент ИЛИ 21.

Для простоты не указаны цепи сброса цифровых элементов устройства в нулевое положение.

Блок триггеров 16 содержит делители частоты 22» - 22ц, дифференцирующие элементы 23» — 23, триггеры

24» — 24, элемент И 25 и формирователь 26 импульсов. Каждый делитель частоты 22 » - 22 представляет собой триггер, производящий деление на два. Исполнительным .элементом привода 14 является транспортный . механизм, на который устанавливаются контейнеры с рабочими ячейками.

Контейнеры перемещаются горизонтально. Исполнительнымй эЛементами привода б являются полые металлические иглы (пробники), смонтированные на одной плоской плаТе, которая перемещается вертикально. При опускании платы, пробники. погружаются в рабочие ячейки, находящиеся в гнездах контейнера. Емкости для жидкостей и гибкие соединительные трубопроводы на чертеже не показаны.

Компрессор 1, представляющий собой воздушный насос, предназначен

800966 можением второго привода 6 и выдает импульс на вход элемента ИЛИ 21 при остановке этого привода. Блок 8 индикации предназначен для визуального контроля положения исполнительных элементов устройства.. Согласующий блок 10 предназначен для согласования сигналов с Фотосчитывающего блока 9. с интегральными схемами блока 11 управления, который синхронизирует. работу всех блоков устройства. Дешифратор 12 предназначен для расшифровки кода команды. Коммутатор, 13 осуществляет выдачу сигналов для исполнения команд.

Третий привод 14 предназначен для .горизонтального перемещения контей нероносителя с рабочими ячейками в

Шаговом или непрерывном режимах и

Цля управления реверсивного счетчика 18 ° Датчик 15 импульсов предназначен для контроля. перемещения контейнеров с рабочими ячейками. Логический блок 16 предназначен для формирования сигнала "Готовность", по окончании выполнения команды всеми дозирующими исполнительными элементами 4(— 4),. Блок 17 сравнения предназначен для выдачи в блок

11 управления сигнала Окончание цикла при совпадении кода положения контейнероносителя, поступающего с реверсивного счетчика 18, с кодом установки, поступающим из блока 11 управления. Реле 19 времени предназначено для задания времени работы компрессору 1 или вакуумному насосу 2. Дифференцирующий элемент 20 предназначен для формирования импульса Готовность по окончании работы компрессора 1 или вакуумного насоса 2.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии устройства исполнительный элемент (плата с пробниками) привода 6 находится в крайнем верхнем положении.

Контейнеры с ячейками установлены на стол транспортного элемента привода 14, функционирующего в шаговом или непрерывном режимах. При выпуске устройства блок 11 управления выдает разрешающий сигнал блоку

9 задания программы, который считывает первую команду. Эта командарасшифровывается дешифратором 1? и коммутатор 13 выдает управляющий сигнал приводу 14, который перемещает контейнер с рабочими ячейками на один шаг или непрерывно. Непрерывное перемещение контейнера .прекращается при поступлении следующего управляющего сигнала на привод 14, а в шаговом режиме контейнер останавливается при поступлении на привод 14 импульса от датчика 15. Импульс с датчика l5 записывает единицу в счетчик 18 и через элемент ИЛИ 21 .

d0 на включение реле 19 времени, кото-, Рое подключает компрессор 1. Время срабатывания реле 19 устанавливается оператором вручную и зависит от объектов перемешиваемых жидкостей и от воздушной струи компрессора выдает сигнал Готовности блоку

l1 управления, который считывает с блока 9 задания программы следующую команду. При поступлении контейнера с рабочими ячейками в первую технологическую позицию, определенную программой, на привод 6 подается управляющий сигнал и плата с пробниками опускается в нижнее положение. Переключающий элемент 7 выдает сигнал исполнения этой команды приводу 6 и через элемент ИЛИ 21 блоку

11 управления, который считывает с блока 9 задания программы следующую команду на включение соответствующих рабочей программе приводов 5 3,(— 3 и на установку соответствующих этим приводам триггеров 244

24< блока 16 в единичное состояние.

Установка триггеров 244 — 24 я в единичное состояние производйтся

2О при поступлении стробирующего импульса по входу блока 16, а по входу

Б делители частоты 22 — 22 устанавливаются в нулевое состояние.

Дозирующие элементы 4 4 — 4 выдают дозы в рабочие ячейки контейнера, а датчики 5 — 5 и выдают импульсы перемещения дозирующих элементов приводов 3 — 3 по входам о блока

16, эти импульсы поступают на дели-. тели частоты 22 — 22 . Выходные импульсы делителей 22 — 22п (отрицательный перепад потенциалов) посредством дифференцирующих элементов 23,(— 230 устанавливают триг35 геры 24 — 24 в нулевое состояние.

И

По окончании выдачи доз всеми работающими по последней команде каналами (приводами) все триггеры

24 — 24п устанавливаются в нулевое состояние и сигнал с выхода

40 элемента И запускает. формирователь

26 импульсов (одновибратор), выходной импульс которого через элемент

ИЛИ 21 и блок 11 управления считывает следующую команду. Рабочая

45 пРогРамма составляется таким образом, что после отработки дозирующих элементов 4 — 4п и насосов в

1 и 2, производят подъем платы с пробниками приводом 6 и переключаю о щий элемент 7 выдает разрешение на перемещение контейнера с рабочими ячейками приводом 14 на заданное программой число шагов, после чего плата с IlpotHHKhMH опускается приводом 6, соответствующие приводы

3,(— 3>, посредством дозирующих элементов 4 — 4 и вносят дозы жидкостей в рабочие ячейки контейнера и формирователь 26 импульсов через элемент ИЛИ 21 считывает команду

800966

1. Перепад напряжения.на выходе.реле 19, отключающий компрессор 1, дифференцируется .элементом 20 и через элемент ИЛИ 21 и блок 11 управления считывает следующую. коман ду блока 9 задания программы, и устройство функционирует. далее по рабочей программе. Реверсивный счетчик 18 в любой момент времени определяет положение. транспортного элемента (контейнерь .с рабочими ячейками) привода 14, причем счетом вычитанием счетчика управл ляет элемент реверса. привода 14.

Блок 17 сравнивает, код реверсив ного счетчика 18 g êoäoè буферного регистра блока 17 и выдает сигнал сравнения .кодов в блок ll управле. ния, который вырабатывает. сигнал условного перехода блоку 9 задания программы и изменяет. содержимое буферного регистра блока 17 в соответствии с последующим участком рабочей программа.

В зависимости.от программа в процессе работы устройства из блока

11 управления в буферный регистр блока 17 сравнения может заносится либо код адреса остановки транспортного элемента привода 14, при ускоренном перемещении .контейнера

C рабочими ячейками в непрерывном режиме, либо код позиции транспортного элемента привода 14 с которого необходимо повторить часть программы (без изменения рабочей программы, так как иногда.может измениться методика разведения растворов в процессе проведения опытов), либо, когда требуется контроль по положению функционирования устройства, код контрольной или конечной позиции транспортного. элемента привода 14.

Таким образом, наличие в устройстве реверсивного счетчика 18, блока 17 сравнения, элемента ИЛИ

2l и логического блока 16, позволяет расширить функциональные возможности устройства,,обусловленное воэможностью дозирования жидкостей одновременно несколькими. дозирующими насосами 4 - 4, что повышает быстродействие устройства, возможность проведения различных технслогических операций без изменения.основной рабочей программы, что делает устройство универсальным и простым в эксплуатации; возможностью контроля работы устройства по конечному или промежуточному " положению транспортного элемента привода 14, что повышает надежность устройства; возможностью. ускоренного перемещения транспортного элемента привода 14, что повышает быстродействие устройства.

Формула изобретения

Устройство для программного уп авления потоком жидкости, содержащее компрессор, вакуумный насос, последовательно. соединенные первые приводы, дозирующие исполнительные элементы и импульсные датчики перемещения, последовательно соединенные второй привод, концевой переключающий элемент и блок индикации, и последовательно..соединенные блок задания программы, согласующий блок, блок. управления, дешифратор, коммутатор, третий привод и датчик импульсов, второй выход коммутатора соединен с первыми входами первых приводов, третий выход — со входом второго привода, второй выход блока управления подключен ко входу блока задания программы, а третий

2© выход -.ко второму входу блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функ" циональных воэможностей и повышения быстродействия, s него введены р логический блок, блок сравнения, реверсивный счетчик и последова.тельно соединенные реле времени, дифференцирующий элемент и элемент

ИЛИ, второй вход которого соединен.

ЗО с первым выходом логического блока, третий вход — с выходом. концевого переключающего элемента, четвертый вход — с выходом датчика импульсов, выход — co. вторым входом блока управления, первый вход реверсивного счетчика подключен к датчику импульсов, второй .вход - ко второму выходу третьего привода, выходк третьему входу блока индикации и к первому входу блока сравнения, 40 второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а выход - c третьим входом блока управления, пятый выход которого подключен к первому входу логичес4я кого блока, второй вход которого соединен со вторым выходом коммутатора, третьи входы — с выходами импульсных датчиков перемещения и со вторыми входами первых приводов, второй выход логического блока соединен с четвертым входом блока,, индикации, вход реле времени подключен к четвертому выходу коммутатора, а выход — ко входам компрессора и вакуумного насоса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 581458, кл. G 05 D 7/06, 1975 °

2. Automation in И1сгоЬ1оBogy

and dmmunotogy. Edited Ьу СаМ.

caran HEDEN and fihor. IEFF,. Ва Ы

УтпюпоЬ., 974, Р 1.

800966

Редактор Ю.Ковач

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т.Филиппова;

Техред ж. Кастелевич Корректор B.Ñèíèöêàÿ.Заказ 10428/64 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

I !

l

I

1

I

I

l ! !

I

I

1

1

I !

I

I !

1