Устройство управления весовым порционнымдозатором

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 170779 (21) 2798039/18-10 (51)IA Кп с присоединением заявки ¹

6 01 6 13/28

Государственный комитет

СССР оо делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070681. Бюллетень Hо 21

Дата опубликования описания 10.06,81 (5З) УДК681. 267. .7(088.8) P2) Авторы изобретения

В. A. Вахламов и A.H. Сторонкин (71) Заявитель

Горьковский инженерно-строительный инст им. В.П. Чкалова (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВЕСОВЫМ ПОРЦИОННЫМ

ДОВАТОРОМ

Изобретение относится к области весоизмерительной техники, в.частности к устройствам управления процессами дозирования материалов, например компонентов бетонной смеси..

Известно устройство управления весовым порционным дозатором, содержа-. щее датчик веса, эадатчик порции, формирователи остроконечных и широтных импульсов, связанные через элементы совпадения с триггером дозы (1), Известное .устройство не обеспечивает высокую точность дозирования, так как в нем не устранены колебания составляющей выходного сигнала весов при наборе порции материала.

Ближайшим по технической сущности является устройство управления весовым порционным дозатором, содержащее датчик веса, подключенный к формирователям остроконечных и прямоугольных импульсов по текущему весу, соединенным с первыми входами элементов сравнения, вторые входы которых связаны с формирователями остроконечных и прямоугольных опорных импульсов, а выходы соединены с триггером дозы, задатчик порции с индикатором, источник питания и индикатор текущего веса (2 .

Это устройство не обеспечивает требуемую точность доэирования, поскольку в нем производится только коррекция фазы напряжения выходного сигнала сельсина-датчика по измеренным значениям скорости и ускорения

Процесса дозировання. Тем самым решается лишь задача формирования сигнала упреждения и не решается зада 0 ча предотвращения колебаний выходного сигнала весов, а также учета запаздываний в системе, вызываемых мас.сой компонента в свободно падающем столбе и пропорциональных высоте

15 стоцба

Необходимость предотвращения холебаний выходного сигнала весов вызывается тем, что колебательная составляющая сигнала является помехой, ко29 торая вызывает ложные срабатывания устройств автоматического управления, ложные показания индикаторов веса, отрицательно влияет на психологию операторов, вызывает повышенный из25 нос оборудования за счет дополнительных переключений. Кроме того, колебательная составляющая сигнала снижает точность отвешивания заданной массы . компонента и надежность функционироЗр вания всей системы, особенно при мно836532 4 гостадийном отвешивании, компонента порциями от значения грубого веса до точного веса.

Целью изобретения является повышение точности дозирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены преобразователь последовательности прямоугольных импульсов в цифровой код, два регистра памяти, вычислители скорости и ускорения, два циФроаналоговых преоб-. разователя, интегрирующая цепь, инвертор, сумматор и компаратор напряжений, причем вход преобразователя последовательности прямоугольных импульсов в цифровой код подключен к триггеру дозы, выход — к вычислителю скорости и одному иэ регистров памяти, выход которого через первый цифроаналоговый. преобразователь и интегрирующую цепь соединен с первым входом комцаратора напряжений; а вы- Я ход вычислителя скорости связан с другим регистром памяти и с вычислителем ускорения, выход которого соединен со входами обоих регистров памяти, выход второго из которых через второй цифроаналоговый преобразователь и инвертор соединен с входом сумматора, другой вход которого связан с задатчиком порции, а выход подключен ко второму входу компаратора напряжений, выход которого соединен с блоком управления, при этом выход формирователя остроконечных импуль.сов по текущей массе подключен к входам вычислителей скорости и .Ускорения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — график изменения состояния дозатора в процессе набора порции.

Устройство содержит дозатор 1, 4р ось стрелки индикатора дозы которого связана с ротором сельсина-датчика 2, источник опорного питания 3, формирователи 4 и 5 остроконечных импульсов и формирователи 6 и 7 прямоугольных 45 импульсов, связанные через элементы .совпадения 8 и 9 с RS-триггером 10 .дозы,,индикатор 11 текущей массы, преобразователь 12 последовательности прямОугОльных импульсОВ В цифрОвОй gp код, вычислитель скорости 13 и вычислитель ускорения 14, первый и второй регистры памяти 15 и 16, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 17 и 18, интегрирующую цепь 19, инвертор 20, сумматор 21, задатчик порций 22, компаратор напряжений 23, блок управления 24 и индикатор 25 задания дозы.

Устройство работает следующим образом. d0

Угловое положение стрелки индикатора дозы 1 преобразуется сельсиномдатчиком 2 в напряжение, фаза которого пропорциональна углу поворота стрелочного указателя доэатора 1. 65

Сельсин-датчик 2 работает в режиме многофаэного индукционного фазовращателя. . Формирователь 4 образует последовательность остроконечных импульсов с фазовым сдвигом, определяемым фазой напряжения однофаэной обмотки сельсина-датчика 2 относительно фазы источника опорного питания 3. формирователь 5 образует последовательность остроконечных опорных импульсов с периодом следования, задаваемым источником опорного питания 3.

Синхронно с остроконечными импульсами формирователи 6 и 7 выдают блокировочные импульсы по весу и опорные соответственно, которые управляют элементами совпадения 8 и 9. Сигналы элементов совпадения 8 и 9 подаются на входы RS-триггера 10, который формирует последовательность прямоугольных импульсов с длительностью, пропорциональной текущему значению отвешиваемой массы. Прямоугольные импульсы поступают на индикатор 11 текущих эначений массы и в преобразователь

12 импульсов в цифровой двоичнодесятичный код.

В вычислителе 13 производится непрерывное вычисление в коде скорости процесса, например, с дискретностью

20 мс, в вычислителе 14 — вычисление ускорения .процесса с той же дискретностью.

Оба эти вычислителя имеют одинаковое конструктивное исполнение и содержат, например, приемный регистр текущего значения входного сигнала, выраженного в цифровом коде, регистр предыдущего значения входного сигнала, устройство вычитания кодов, реализованное на сумматорах и схемах равнозначности (на чертеже не показаны).

Вычислители 13 и 14 производят вычисление скорости Ч(с) и ускорения

M(t) процесса 2(t) через каждые 20 мс (фиг. 2 а,б,в). Из кривых графика следует, что при переходе процесса

Z(t) через среднее значение имеет место экстремум скорости V(t) и нуль ускорения И(с), Следовательно, ординаты 2>, соответствующие экстремумам скорости (нулю ускорений)„ могут служить оценкой массы компонента, поступившей в дозатор. для получения информации о ZI ЗнаЧенИЯ сиГНала сельсина-датчика 2 и скорости процесса в цифровом коде записываются в регистры памяти 15 и 16 по командам вычислителя 14 в моменты времени, соответствующие нулевым значениям ускорения процесса. Таким образом, регистры 15 и 16 хранят информацию об ординате 2 и экстремальном значении скорости доэирования в течение времени, равном полупериоду колебаний процесса Z(t) и составляю836532 щем в среднем 0,5 с. Затем, в следующем полупериоде, информация обновляется и т.д. для целей управления дозированйем информация о массе и скорости процесса, получаемая с выходов регистров памяти 15 и 16 в цифровом коде, восстанавливается, для восстановления кодовых сигналов массы служат

ЦАП 17 и интегрирующая цепь 19, а для восстановления кодового сигнала скорости — ЦАП 18. Интегрирование ступенчатого сигнала ЦАП 17 производится для обеспечения лучших динамических качеств восстанОвления, особенно проявляющихся при большом периоде восстановления, равном 0,5 с.

Кривая восстановленного сигнала текущих значений массы показана на фиг. 2,г.

Напряжение с ЦАП 18 в форме ступенчато-экстраполированного сигнала через инвертор 20 подается на сумматор 21, последний связан также с задатчиком порций 22. В результате с выхода сумматора 21 поступает аналоговый сигнал управления, откорректированный по динамике процесса (скорости) и по высоте свободно падающего столба дозируемого компонента (по запаздыванию в системе).

Выходные сигналы интегрирующей цепи 19 и сумматора 21 сравниваются по уровням в компараторе напряжений

23, и при их совпадении компаратор

23 выдает сигнал на блок управления

24 об окончании процесса дозирования.

Задание желаемого значения дозы контролируется по приборному индикатору 25.

Описанное устройство обеспечивает предотвращение колебаний нестационарного выходного сигнала весов за счет обработки сигнала по следующему алгоритму: аналого-цифрового преобразования сигнала сельсина-датчика; определения моментов времени, в которые имеют место экстремальные значения скорости и ускорения процесса дозирования; определения дискретных значе.ний выходного сигнала сельсина-датчика, соответствующих наиболее достоверным оценкам отвешиваемой массы; восстановление оценок массы и скорости для целей управления и динамической коррекции по скорости дозиро» вания и запаздыванию.

Предотвращение колебаний выходно- . го сигнала весов позволяет осуществить устойчивое одностадийное отвешивание компонентов дозаторами порционного действия с высокой точностью.

Формула изобретения

Устройство управления весовым порционным доватором, содержащее датчик веса, подключенный к формирователям остроконечных и прямоугольных импуль10 сов по текущему Весу соединенным с первыми входами элементов сравнения, вторые входы которых связаны с формирователями остроконечных и пря. моугольных опорных импульсов, а вы1 ходы соединены с триггером дозы за5 датчик порции с индикатором, источt ник питания и индикатор текущего веса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дозирования, в него введены преобразоЩ ватель последовательности прямоугольных импульсов в цифровой .код, два регистра памяти, вычислители скорости и ускорения, два цифроаналоговых преобразователя, интегрирующая цепь, инвертор, сумматор и компаратор напряжений, причем вход преобразователя последовательности прямоугольных .импульсов в цифровой .код подключен к триггеру дозы, выход — к вычислителю скорости и одному из регистров памяти, выход которого через первый цифроаналоговый преобразователь и интегрирующую цепь соединен с первым входом компаратора напряжений, а выход вычислителя скорости связан с другим регистром памяти и с вычислителем ускорения, выход которого соединен со входами обоих регистров памяти, выход второго из которых через второй цифроаналоговый

40 преобразователь и инвертор соединен с входом сумматора, другой вход которого связан с задатчиком порции, а выход подключен ко второму входу компаратора напряжений, выход кото45 рого соединен с блоком управления, при этом выход формирователя остроконечных импульсов по текущему весу подключен к входам вычислителей скорости и ускорения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 684322, кл. G 01 G 13/28, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 673861, кл. G 01 G 13/28, 1977 (прототип).

836532

Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3101/32

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

lb . Р

Составитель В. Ширшов

Редактор О. Филиппова Техред Н.Келушак Корректор О. Билак