Устройство для многокомпонентного дозирования компонентов синтетических моющих средств

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А 1 и 6 1/13 ЗСБР НОГОКОМП Я КОМПОНЕМОЮЩИ области дозих смесей приния, превцшаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(72) А.Н.Митин56) Авторское свидетельство СССРМ 1179288,кл. 0 05 0 11/13, 1985,Авторское свидетельство СССРМ 1254444,кл. 6 05 О 11/13, 1986.Карпин Е.Б. Средства автоматизациидля измерения и дозирования массц, -М.:Машиностроение, 1971, с.439.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕНТНОГО ДОЗИРОВАН ТОВ СИНТЕТИЧЕСКИ СРЕДСТВ(57) Изобретение относитс рования многокомпонент количестве каналов дозиро Изобретение относится к области дозирования многокомпонентных смесей при количестве каналов дозирования, превышающем число дозируемых компонентов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например химической, в частности, при приготовлении композиций в производствах синтетических моющих средств (СМС).Целью изобретения является повышение точности и производительности устройства для многокомпонентного дозирования эа счет автоматической блокировки процесющем число дозируемцх компонентов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например химической, в частности, при приготовлении композиций в производствах синтетических моющих средств. Устройство позволяет повысить точность и производительность работы за счет автоматической блокировки процесса дазирования при неисправности нескольких каналов дозирования или при неисправности единственного канала дозирования данногокомпонента, а также за счет обеспечения работоспособности устройства при неисправности одного иэ каналов дозирования компонента, доэируемого по нескольким каналам, путем дополнительного введения и задатчиков но- З мера компонента, блока расчета коэффициента коррекции уставок дозаторов, формирователя коэффициентов пересчета уставок дозаторов и генератора импульсов, а также конструктивного выполнения дополнительных функциональных блоков. 6 з.п,ф-лц, 7 ил.таам са доэирования при неисправности нескольких каналов дозирования, или при неисправности единственного канала доэирования данного компонента, а также за счет работы устройства с пониженной производительностью при неисправности одного из каналов дозирования компонента, дозируемого по нескольким каналам.На фиг.1 доказана блок-схема устройства.Устройство для многокомпонентного дозирования компонентов синтетических моющих средств содержит доэаторы 11-1 пТиражосударственного комитет113035, Москва, Ж Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.5, Раушская наб., 4/5блоки 21-2 п умножения, задатчики 31-Зп дозы, задатчики 41-4 о номера компонента,блок 5 расчета коэффициента коррекции уставок дозаторов, формирователь б коэффициентов пересчета уставок дозаторов игенератор 7 импульсов.На фиг.2-7 показаны блок-схемы функциональных узлов устройства.Блок 5 расчета коэффициента коррекции уставок дозаторов (фиг.2) включает инверторы 8-8, ключи 9-9 П, 141 14 в, 151 15 щ,демультиплексоры 101-10 п, 111-11 п, сумматоры 121-12 а, 131-13 в и блок 16 коррекций,Формирователь 6 коэффициентов пересчета уставок дозаторов (фиг,З) содержитключи 171-17 251-25 п, 261-26 П, компарато. ры 161-18 п, узел 19 блокировки, инверторы201-20 п, 211-21 л; элементы И 22 1-22 П, 231-23 Пи формирователь 24 единичного сигнала.Узел 19 блокировки (фиг,4) включаетключи 271-27 в, сумматор 28, компаратор 29и формирователь 30 единичного сигнала,Дозатор 1 (фиг.5) содержит грузоприемное устройство с датчиком 31 веса, преобразователь 32 аналог-код, устройство ЗЗуправления, исполнительные механизмы 34загрузки и 35 разгрузки, инвертор 36, триггер 37 и элемент И 38,Устройство 33 управления (фиг.б) включает задатчик 39 минимальной навески,компараторы 40 и 41, элемент ИЛИ 42, инвертор 34, элемент И 44 и триггер 45.Блок 16 коррекции (фиг,7) содержитблок 46 деления, компаратор 47, инвертор48, формирователь 49 единичного сигнала иключи 50 и 51.Устройство работает. следующим образом,После включения питания все дозаторыустанавливаются в исходное состояние:включена разгрузка, т.е. открыт донный клапан весового бункера. На выходах дозаторов устанавливаются сигналы "лог.О":А 1-0, (1)где 1 = 1-и - номер канала дозирования.На задатчиках 31 устанавливают величину дозы Р 1 для каждого дозатора, а на задатчиках 41 - номер компонента,дозируемого по данному каналу (в произвольной последовательности):С -), (2)где) = Гв - номер компонента (вп).На выходе блока 5 формируется общийкоэффициент пересчета:К 1, (3)а на выходах формирователя 6 устанавливаются сигналы, соответствующие индивидуальным коэффициентам пересчета:К 1-1, (4) которые подаются на входы соответствующих блоков 21 умножения, на другие входыкоторых поступают сигналы задания с выходов соответствующих задатчиков 31. В ре 5 зультате на выходе блоков 21 формируетсясигнал:М 1= Р 1 К 1, (5)где М 1 - задание на взвешивание (навеска)1-го канала;10 Р - номинальная доза 1-го канала дозирования;К 1 - коэффициент пересчета 1-го канала,В исходном состоянии с учетом (4):М: Р (6)15 При формировании импульса "Пуск" на. выходе генератора 7 осуществляется синхронный запуск дозаторов, отключение разгрузки, включение загрузки и наборзаданной дозы (М), отключение загрузки,20 включение разгрузки и асинхронная выгрузка набранной дозы, после чего дозаторыустанавливаются в исходное состояние доприхода следующего импульса "Пуск", Длительность указанного импульса выбирается25 исходя из быстродействия функциональныхузлов устройства, а период следования - изалгоритма работы линии дозирования, Например, для производства СМС длительность импульса "Пуск" изменяетсяЗО пропорционально уровню композиции (приготавливаемой смеси) в смесительной емко- .сти,С приходом очередного импульса"Пуск" цикл работы устройства повторяется.35 При неисправности в одном из каналовдозирования с приходом очередного импульса "Пуск" на выходе соответствующегодозатора формируется сигнал аварии:Аг=1, (7)40 где г: 1;и,а величина К на выходе блока 5 принимает одно из двух значений:при неисправности единственного канала дозирования данного компонента:45 К=О; (8)при неисправности одного из каналовкомпонента, дозируемого по нескольким каналам.О К 1 (9)50 В зависимости от вида и количества сигналов А 1, а также величины сигналов К и С 1на соответствующих входах формирователя6, на его выходах формируются сигналы Кьпринимающие следующие значения;55 для всех каналов при аварии несколькихканалов дозирования и для каждого аварийного канала в остальных случаях:К 1-0; . (10)для каналов дози рован ия ком пон енто в,не имеющих неисправных каналов, при на1805454оличии неисправного канала другого компо- и дозатор 1 возвращается в исходное состонента: яние.О К 1; (11) Для формирования признака неисправдля исправных каналов дозирования ности канала используются инвертор. 36,компонента, имеющих неисправный канал, 5 элемент И 38 и динамический ВЯ-триггер 37.а также для всех каналов дозирования при Неисправность канала дозирования иденотсутствии неисправных каналов: тифицируется как отсутствие окончания заК 1 = 1, (12) грузки заданной, дозы к моментуС учетом (5) величина задания на взве- поступления очередного импульса "Пуск".шиваниедля каждогоканала принимаетод Основными причинами неисправности кано из следующих значений: нала являются неисправность исполнительрежим блокировки (останов дозирова- ного механизма 34 загрузки, полнаяилиния при нулевом задании); частичная забивка трубопроводов, отсутстМ = 0; (13) вие сырья в расходной емкости и т,п,режим пониженной производительно В исходном Состоянии триггер 37 выключен по цепи "сброс по питанию" (услов 0 МР; (14) но не показана). Выключение триггера 37номинальный режим: (по входу К) осуществляется по Фронту сигМ 1= Р 1, (15) нала ("лог.1") включения исполнительногоТ,о. при неисправности одного (или не механизма 34 загрузки.скольких) каналов доэирования формирует-: Если в момент поступления импульсася признак неисправности данного канала "Пуск" ("лог.1" на соответствующем входе(Аг = 1), и происходит изменение коэффици- элемента И 38) предыдущий цикл дозироваента пересчета каждого канала, приводя-ния не завершен, то выключен режим разщее либо к блокировке работы устройства, 25 грузки, т,е. на входе инвертора Зб сигналлибо к его работе с пониженной производи- "лог.О", а на соответствующем входе элетельностью. мента И 38 сигнал "лог.1"., т.е. по фронтуПосле устранения неисправности кана- сигнала "лог,1" с выхода элемента И 38 осула (без прекращения работы устройства) ществляется включение триггера 37 ("лог,1"формируется признак Аг = О и устанавлива на выходе) и формирование признака неисется значение К = 1, т.е. устройство автома- правности канала,тически переходит к работе с номинальной После устранения неисправности и успроизводительностью " . . тановки дозатора в исходное состояние сОтдельные функциональные узлы уст- приходом очередного импульса "Пуск"ройства работают следующим образом, 35 включается режим загрузки.дозатора, а поДозатор 1 представляетсобой стандар-фронту управляющего сигнала ("лог,1" натный порционный дозатор, содержащий выходе устройства 33 управления) выключа(фиг.5) грузоприемное устройство с датчи- ется триггер 37 и снимается признак аваком 31 веса, преобразователь 32 аналог-код рии. Если в момент поступления импульсаи устройство 33 управления исполнитель ".Пуск дозатор находится в исходном состОными механизмами 34; 35 соответственно янии, то на соответствующем входе элемензагрузки и разгрузки. В исходном состоя- та И 38 присутствует сигнал "лог,О",нии включен режим разгрузки дозатора запрещающий включение триггера 37 и("лог.1" на соответствующем выходе устрой- формирование признака аварии.ства 33), открыт донный клапан весового 45 Устройство 33 управления(фиг,б)содербункера, При запуске дозатора (импульс в жит ВЗ-триггер 45, устанавливаемый в исцепи "Пуск" ) устройство 33 управления от- ходное состояние по цепи "сброс поключает исполнительный механизм 35 раз- питанию" (не показана): "лог.О" на прямомгрузки и включает исполнительный выходе (выключена загрузка) и "лог,1" намеханизм 34 загрузки, Доэируемый матери инверсном (включена разгрузка).ал поступает в грузоприемное устройство . На задатчике 39 устанавливается мини(весовойбункер),асигналегомассысвыхо- мальное значение навески, равное нулю.да датчика 31 веса через преобразователь Если сигнал задания на взвешивание(М) не32 подается на вход устройства 33 управле- равен нулю, то на выходе компаратора 41 -ния, на другой вход которого подается сиг сигнал "лог.О", а на входе элемента И 44 -нал задания. При равенстве укаэанных "лог.1". При поступлении на второй входсигналов включается исполнительный меха- этого элемента импульса "Пуск" Формируетнизм 34 загрузки, включается исполнитель- ся "лог,1" на 3-входе триггера 45, которыйный механизм 35 разгрузки, . устанавливается в "единичное" состояние,осуществляется выгрузка набранной дозы, что соответствует выключению режима разгрузки и включению режима загрузки. Происходит возрастание величины сигнала текущего веса на входе компаратора 40, надругой вход которого подается сигнал задания (М). При равенстве указанных сигналовформируется сигнал "лог.1" на выходе компаратора 40, который через элемент ИЛИ 42переключает триггер 45, в результате выключается режим загрузки.Если величина задания М = О, то формируется "лог.1" на выходе компаратора 41,которая поступает на В-вхоод триггера 45через элемент ИЛИ 42, а также "лог.О" навыходе инвертора 43, блокирующий элемент И 44, в результате импульс "Пуск" непоступает на вход триггера 45, т.е. осуществляется режим блокировки устройства 33управления, Указанный режим снимаетсяавтоматически при установке величины задания на входе устройства МО,Формирователь 6 (фиг.3) содержит иключевой 171, выходы которых объединеныпо схеме "монтажное ИЛИ"; аналогично соединены выходы соответствующих ключей251 и 261. В исходном состоянии выполняются условия (1) - (3), при этом формируютсясигналы "лог,1" на выходе. инверторов 201 иузла 19 блокировки, Ключи 171 выключены,т.е. на соответствующих входах компараторов 181 - нулевые сигналы, а на других входах - сигналы, соответствующие номеруданного компонента. В результате на выходе указанных компараторов формируетсясигнал "лог.О", а на выходах инверторов211 - сигнал "лог.1"; на выходах элементовИ 221 - сигнал "лог 1", а на выходахэлементов И 231 - сигнал "лог,О". При этом ключи251 открыты, а ключи 261 - закрыты, т,е, выполняется условие,К = К. - (16)При аварии нескольких каналов дозирования на выходе узла 19 блокировки формируется сигнал "лог.О", при этом ключи 251 и261 закрыты сигналами "лог.О" с выходов,соответственно элементов И 221 и 231, т,е.выполняется условие (10).При выполнении условия (7), т.е. аварииодного из каналов (г), открывается ключ 17 гданного канала, а на обоих входах компара. торов 181 устанавливается сигнал номеракомпонента Сг, дозируемого по аварийномуканалу. Для всех каналов с С) = Сг на выходах укаэанных компараторов устанавливается сигнал "лог.1", а для остальных каналов- сигнал "лог.О". Кроме того, для аварийногоканала на выходе инвертора 20 гформируется сигнал "лог.О". В результате условие (16)выполняется для компонентов, не имеющихаварийных каналов, что приводит при выполнении условия (9) к соответствующемуМ = Р 11,(18) снижению производительности указанныхканалов, т,е. выполнению условия (11). Дляаварийного канала ключи 25 г и 26 г закрыты,т,е, выполняется условие его блокировки5 Кг = О, а для остальных каналов, дозирующих данный компонент (С 1,= С), открытысоответствующие ключи 261, т,е, выполняется условие (12), что позволяет поддерживатьмаксимальную производительность устрой 10 ства при аварии одного из каналов (с учетомуказанной аварии).При нормальной работе устройства (отсутствии аварийных каналов или после устранения неисправностей) с учетом (16)15 условие (12) выполняется для всех каналовдозирования.Узел 19 блокировки (фиг,4) содержит пключей, которые соединяют выход формирователя 30 с соответствующим входом сум 20 матора 28, а управляются сигналом авариисвоего канала, В результате на выходе Сумматора 28 формируется сигнал, величина которого соответствует количеству аварийныхканалов, Если указанная величина не пре 25 вышает единицы (нормальная работа устройства или один неисправный каналдозирования), то на выходе компаратора 29формируется сигнал "лог,1", в противномслучае (неисправность нескольких кана 30 лов) - сигнал "лог.О", осуществляющий блокировку работы устройства,Блок 5 (фиг.2) содержит 2 п демультиплексоров 101 и 111, коммутирующих входнойинформационный сигнал (Р) только на 1-й35 выход в соответствии с (2) и формирующихна остальных выходах нулевые сигналы,При этом сигналы Р на соответствующиевходы демультиплексоров 10 подаются непосредственно, а на входы демультиплексо 40 ров 111 - через ключи 91, управляемыеинверторами 31 таким образом, что при аварии канала дозирования соответствующийключ закрыт, а на всех выходах соответствующего демультиплексора 111 устанавлива 45 ются нулевые сигналы,Т,о, на выходах сумматоров 121 формируется сигнал, соответствующий заданноймассе соответствующего компонента на. один цикл дозирования:50Мо = Ру, . (17)где з - количество качалов, доэирующих 1-йкомпонент, а на выходах сумматоров 131формируется аналогичный сигнал без учетазадания на взвешивание аварийного канала:ЗК= М 1 / М 10,10 20 блокировку процесса дозирования, что по. вышает точность и надежность его работы. 40В то же время при неисправности одного из работа с пониженной производительностью, за счет чего общая производительность устройства возрастает. Кроме того,50 Указанные сигналы подаются на сбответствующие ключи 14 и 151, управляющие сигналами аварии А 1, т.е, при аварии одного иэ каналов на входах блока 16 коррекции присутствуют сигналы (17) и(18), а на выходе формируется сигнал: т,е, выполняется условие (8) или (9), При нормальной работе устройства отсутствие аварийных каналов) на входахблока 16 коррекции присутствуют нулевые сигналы, а на выходе формируется сигнал К=1.Блок 16 коррекции содержит блок 46 Деления, на выходе которого устанавливается сигнал (19), а также два ключа 50 и 51, выходы которх соединены по схеме "монтажное ИЛИ", Компаратор 47 обесйечивает.сравнение входных сигналов блока 16 коррекции и установку на выходе сигнала"лог.1" при их равенстве, В результате при равенстве входных сигналов блока 16 например, в исходном состоянии, когда оба этих сигнала имеют нулевое значение) открыт ключ 51, соединяющий выход задатчика 49 с выходом блока 16 коррекции, т.е, Выполняется условие (3),В остальных случаях (например, при аварии одного из каналов) ключ 51 закрыт, а ключ 50 открыт (через инвертор 48), т,е. Выходной сигнал блока 16 коррекции соответствует выражению (19).Т.о. при неисправности нескольких каналов дозирования или единственного канала дозирования данного компонента устройство обеспечивает автоматическую каналов дозирования компонента, дозируемого по нескольким каналам, останов устройства не происходит, а осуществляется отсутствие остановов обеспечивает плавность (безударность) процесса дозирования, дает возможность проведения профилактики технологического оборудования без останова процесса дозирования, а также положительно влияет на надежность работы устройства и качественные характеристики выходного продукта. Все это повышает эффективность использования . устройства в системах управления много- компонентным дозированием, число конолов которых превышает количество дозируемых компонентов, например, В системах управления приготовлением композиции СМС.Формула изобретения1, Устройство для многокомпонентного5 дозирования компонентов синтетическихмоющих средств, содержащее и каналовдозирования, включающих последовательно соединенные дозатор и блок умножения,а также задатчик дозы, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности ипроизводительности работы устройства, внего введены и задатчиков номера компонента, блок расчета коэффициента коррекции уставок дозаторов, Формирователь5 коэффициентов пересчета уставок дозаторов и генератор импульсов, выход которогоподключен к дополнительному входу каждого дозатора, выходы которых соединены спервыми группами входов формирователякоэффициентов пересчета уставок дозаторов и блока расчета коэффициента коррекцйи уставок дозаторов, разрядные выходыкоторого подключены к второй группе разрядных входов формирователя коэффици 5 ентов пересчета уставок дозаторов, третья.группа входов которого соединена с разрядными вь ходами соответствующих задатчиков номера компонента и с второй группойвходов блошка расчета коэффициента коррекО ции уставок дозаторов, третья группа входов которого подключена к разряднымвыходам соответствующих задатчиков дозыи первым группам разрядных кодов соответствующих блоков умножения, вторая группа5 входов которых соединена с соответствующими разрядными выходами формирователя коэффициентов пересчета уставокдозэторов,2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок расчета коэффициента.коррекции уставок дозатора содержит блоккоррекции, и каналов, каждый из которыхвключает последовательно соединенныепервый демультиплексор, первый сумматори первый ключ, и и каналов, включающихкаждый инвертор и последовательно соединенные второй ключ, второй демультиплексор, второй сумматор и третий ключ,разрядные выходы третьих ключей каналовподключены к соответствующим разряднымвходам блока коррекции, другие разрядныевходы которого соединены с соответствующими разрядными выходами первых ключей, а разрядные выходы являются5 соответствующими разрядными Выходамиблока расчета коэффициента коррекции уставОк ДОзэтОра, первая группа ВходОВ кОтОрого является упровяяющими Входэмисоответствующих первых и третьих ключейи подключена через соответствующие инверторы к управляющйм входам соответствующих вторых ключей, причем вторая группа разрядных входов блока расчета коэффициента коррекции является соответствующими разрядными управляющими входами соответствующих первых и вторых демультиплексоров, а третья группа разрядных входов - соответствующими разрядными информационными входами первых демультиплексоров, подключенных к соответствующим разрядным входам соответствующих вторых ключей.3, Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок коррекции содержит блок деления, компаратор, инвертор, формирователь единичного сигнала, первый й второй ключи, причем первыми и вторыми разрядными входами блока коррекции являются соответственно соединенные между собой первые и вторые разрядные входы компаратора и блока деления, разрядные выходы которого подключены к разрядным входам первого ключа, управляющий вход которого через инвертор соединен с выходом компаратора, соединенным с управляющим входом второго ключа, разрядные входы которого подключены к разрядным выходам формирователя единичного сигнала, а разрядные выходы ключей обьединены и являются разрядными выходами блока коррекции.4. Устройство по пп;1-3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что формирователь коэффициентов пересчета уставок доэаторов выполнен в виде узла блокировки, формирователя единичного сигнала и п каналов, каждый из которых содержит первый инвертор и последовательно соединенные первый ключ, компаратор, второй инвертор, первый элемент И и второй ключ, а также второй элемент И и третий ключ, разрядные выходы котоРого подключены к соответствующим разрядным выходам второго ключа и являются соответствующими разрядными выходами формирователя коэффициента пересчета уставок, второй группой разрядных входов которого являются соответствующие разрядные входы вторых ключей, третьей группой входов являются соответотвующие разрядные входы компараторов всех каналов, соединенные с соответствующими разрядными входами первых ключей, а первой группой входов формирователя коэффициентов пересчета уставок дозатора являются соответствующие входы узла блокировки, соединенные соответственно с управляющими входами первых ключей и через первые инверторы - с соответствующими входами первых и вторых элементов И, другие входы которых соединены с выходами узла блокировки, а разрядные выходыформирователя единичного сиг ала подключены к соответствующим разрядным входам5 третьих ключей.5, Устройство по пп.1-4, о т л и ч а ющ е е с я тем, что узел блокировки выполненв виде п ключей, сумматора, формирователяединичного сигнала и компаратора, выход10 которого является выходом узла блокировки, а первые разрядные входы соединены ссоответствующими разрядными выходамиформирователя единичного сигнала и черезсоответствующие ключи с соответствующи 15 ми разрядными входами сумматора, разрядные выходы которого подключены ксоответствующим вторым разрядным входам компаратора, причем управляющиевходы ключей являются соответствующими20 входами узла блокировки,6, Устройство по пп.1-5, о т л и ч а ющ е е с я .тем, что дозатор выполнен в видегрузоподъемного устройства с датчиком веса, преобразователя аналог - код, устройст 25 ва управления, исполнительныхмеханизмов загрузки и разгрузки, инвертора триггера и элемент И, вход которого соединен с входом устройства управления иявляется дополнительным входом дозатора,30 разрядными входами которого являются со. ответствующие разрядные входы устройства управления, другие разрядные входыкоторого подключены к соответствующимразрядным выходам преобразователя ана 35 лог - код, вход которого соединен с выходомдатчика веса, при этом выход устройствауправления подключен к входам исполнительного механизма загрузки и триггера,другой вход которого соединен с выходом40 элемента И, второй выход которого черезинвертор соединен с вторым выходом устройства управления и входом исполнительного механизма разгрузки, причем выходтриггера является выходом дозатора,45 7, Устройство по пп,1-6, о т л и ч а ющ е е с я тем, что устройство управлениявыполнено в виде задатчика минимальнойнавески, двух компараторов, элементаИЛИ, инвертора, элемента И и триггера,50 прямой и инверсный выход которого явля-.ются соответствующими выходами устройства управления, входом которого являетсявход элемента И, выход которого соединенс входом триггера, другой вход которого55 подключен к выходу элемента ИЛИ, входкоторого подключен к выходу первого компаратора, разрядные входы которого являются соответствующими вторыми разрядными входами устройства управления, первыми разрядными входами которого являются соответствующие вторые разрядные входы первого компаратора, подключенные к первым разрядным входам второго компаратора, вторые разрядные входы которого соединены с соответствую щими выходами задатчика минимальной навески, причем выход второго компаратора соединен с вторым входом элемента ИЛИ и через инвертор - с вторым входом элемента И.