Устройство управления весовым порционнымдозатором

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 170779 (21) 2798039/18-10 (51 М. КЛ. с присоединением заявки йо 0 01 6 13/28 Государственный комитет СССР оо делам изобретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВЕСОВЫМ ПОРЦИОННЫМ,цОЗАТОРОМ Изобретение относится к области весоизмерительной техники, в.частности к устройствам управления процессами дозирования материалов, например компонентов бетонной смеси.Известно устройство управления весовым порционным дозатором, содержащее датчик веса, эадатчик порции, Формирователи остроконечных и широтных импульсов, связанные через элементы совпадения с триггером дозы 1.Иэвестноефустройство 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 12. 2Это устройство не обеспечиваеттребуемую точность доэирования, поскольку в нем производится толькокоррекция фазы напряжения выходного 5 сигнала сельсина-датчика по измеренным значениям скорости и ускоренияПроцесса дозировання. Тем самым решается лишь задача формирования сигнала упреждения и не решается зада ча предотвращения колебаний выходного сигнала весов, а также учета запаздываний в системе, вызываемых мас.сой компонента в свободно падающемстолбе и пропорциональных высоте 15,столба.Необходимость предотвращения холебаний выходного сигнала весов вызывается тем, что колебательная составляющая сигнала является помехой, ко торая вызывает ложные срабатыванияустройств автоматического управления,ложные показания индикаторов веса,отрицательно влияет на психологиюоператоров, вызывает повышенный из нос оборудования за счет дополнительных переключений. Кроме того, колебательная составляющая сигнала снижаетточность отвешивания заданной массы. компонента и надежность Функциониро вания всей системы, особенно при многостадийном отвешивании, компонентапорциями от значения грубого веса доточного веса.Целью изобретения является повышение точности дозирования,Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены преобразователь последовательности прямоугольныхимпульсов в цифровой код, два регистра памяти, вычислители скорости и ускорения, два циФроаналоговых преоб-.разователя, интегрирующая цепь, ин"вертор, сумматор и компаратор напряжений, причем вход преобразователяпоследовательности прямоугольных импульсов в цифровой код подключен ктриггеру дозы, выход - к вычислителю 15скорости и одному иэ регистров памяти, выход которого через первый цифроаналоговый, преобразователь и интегрирующую цепь соединен с первымвходом комаратора напряжений; а вы- Яход вычислителя скорости связан сдругим регистром памяти и с вычислителем ускорения, выход которого соединен со входами обоих регистров памяти, выход второго из которых черезвторой цифроаналоговый преобразователь и инвертор соединен с входомсумматора, другой вход которого связан с задатчиком порции, а выход подключен ко второму входу компараторанапряжений, выход которого соединенс блоком управления, при этом выходформирователя остроконечных импуль,сов по текущей массе подключен к входам вычислителей скорости и .Ускорения.35На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - график изменения состояния дозатора в процессенабора порции.Устройство содержит дозатор 1, 40ось стрелки индикатора дозы которогосвязана с ротором сельсина-датчика 2,источник опорного питания 3, формирователи 4 и 5 остроконечных импульсови формирователи 6 и 7 прямоугольных 45импульсов, связанные через элементы.дозыиндикатор 11 текущей массы,преобразователь 12 последовательностипрямОугОльных импульсов В цифровОй 5 Окод, вычислитель скорости 13 и вычислитель ускорения 14, первый и второй регистры памяти 15 и 16, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 17и 18, интегрирующую цепь 19, инвертор 20, сумматор 21, задатчик пор- . 55ций 22, компаратор напряжений 23,блок управления 24 и индикатор 25задания дозы.Устройство работает следующим образом. 60угловое положение стрелки индикаТора дозы 1 преобразуется сельсиномдатчиком 2 в напряжение, фаза которого пропорциональна углу поворотастрелочного 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 Фазыисточника 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 опорныесоответственно, которые управляютэлементами совпадения 8 и 9. Сигналыэлементов совпадения 8 и 9 подаются на входы ВВ-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, регистрпредыдущего значения входного сигнала, устройство вычитания кодов, реализованное на сумматорах и схемахравнозначности (на чертеже не показаны).Вычислители 13 и 14 производятвычисление скорости Ч(с) и ускорения Ч(с) процесса 2(с) через каждые 20 мс(фиг. 2 а,б,в), Из кривыхграфика следует, что при переходе процесса 2(с) через среднее значение имеет место экстремум скорости М(с) и нуль ускорения И(с), Следовательно, ординаты 2 т, соответствующие экстремумам скорости (нулю ускорений) могут служить оценкой массы компонента, поступившей в дозатор. Для получения информации о 2 с значения сигнала сельсина-датчика 2 и скоростипроцесса 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 г и экстремальном значении скорости доэирования в течение времени, равном полупериоду колебаний процесса 2(с) и составляющем в среднем 0,5 с, Затем, в следующем полупериоде, информация обновляется и т.д,для целей управления дозированйеминформация о массе и скорости процесса, получаемая с выходов регистров памяти 15 и 16 в цифровом коде,восстанавливается, для восстановления кодовых сигналов массы служатЦАП 17 и интегрирующая цепь 19, адля восстановления кодового сигналаскорости - ЦАП 18, Интегрированиеступенчатого 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 нафиг. 2,г.Напряжение с ЦАП 18 в форме ступенчато-экстраполированного сигналачерез инвертор 20 подается на сумматор 21, последний связан также сзадатчиком порций 22. В результатес выхода сумматора 21 поступает аналоговый сигнал управления, откорректированный по динамике процесса (скорости) и по высоте свободно падающего столба дозируемого компонента (позапаздыванию в системе),Выходные сигналы. интегрирующейцепи 19 и сумматора 21 сравниваютсяпо уровням в компараторе напряжений23, и при их совпадении компаратор23 выдает сигнал на блок управления24 об окончании процесса дозирования.Задание желаемого значения дозыконтролируется по приборному индикатору 25.Описанное устройство обеспечиваетпредотвращение колебаниЯ нестационарного выходного сигнала весов за счетобработки сигнала по следующему алгоритму: аналого-цифрового преобразования сигнала сельсина-датчика; определения моментов времени, в которыеимеют место экстремальные значенияскорости 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 дозирования и запаздыванию.Предотвращение колебаний выходно- .го сигнала весов позволяет осуществить устойчивое одностадийное отвешивание компонентов дозаторами порционного действия с высокой точностью. формула изобретения5Устройство управления весовым порционным доватором, содержащее датчиквеса, подключенный к формирователямостроконечных и прямоугольных импульсов по текущему весу, соединеннымс первыми входами элементов сравнения, вторые входы которых связаны сформирователями остроконечных и пря. моугольных опорных импульсов, а вы 1ходы соединены с триггером дозы за 5 датчик порции с индикатором, источник питания и индикатор текущего веса, .о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности дозирования, в него введены преобразоЩ ватель последовательности прямоугольных импульсов в цифровой код, два регистра памяти, вычислители скоростии ускорения, два цифроаналоговыхпреобразователя,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 черезпервый цифроаналоговый преобразователь и интегрирующую цепь соединенс первым входом компаратора напряжений, а выход вычислителя скоростисвязан с другим регистром памяти ис вычислителем ускорения, выход которого соединен со входами обоих регистров памяти, выход второго из которых через второй цифроаналоговый40 преобразователь и инвертор соединенс входом сумматора, другой вход которого связан с задатчиком порции,а выход подключен ко второму входукомпаратора напряжений, выход кото 45 рого соединен с блоком управления,при этом выход формирователя остроконечных импульсов по текущему весуподключен к входам вычислителей скорости и ускорения,50Источники информации,принятые во внимание приэкспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 684322, кл. С 01 С 13/28, 1977.2. Авторское свидетельство СССР9 673861, кл. С 01 С 13/28, 1977836532 йаРСоставитель В. Ширшовктор О. Филиппова Техред Н.Келушак Корректор О. Би каз 310 р Г делам Москва илиад ПВП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна ВНИИП по 13035, г Подписноерственного комитета СССРэобретений и открытийЖ, Раушская наб., д.