Устройство для программного управленияпотоком жидкости

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 291178 (21) 2708484//18-24 (51)М. КЛ с присоединением заявки Мо(23 Приоритет 6 01 Г 11/006 05 0 7/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийДата опубликования описания 2 30781 В.В,Скибенко, И.Я.Колокольцев, В,Д.Комари Т,К.Тихонова(72) Авторы изобретения А.Д 1 ПротаЖтв -Ог ичеййМц -:Научно-исследовательский институт по биол испытаниям химическихсоединений(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ ЖИДКОСТИИзобретение относится к областирегулирования и распределения жидкостей е использованием электрических средств для программного управления дозирукщнми устройствами приотборе проб жидкой среды и можетнайти применение в медицинской, химической, пищевой промышленностях,где требуется повышенная точностьдоэирования жидкости,Известно устройство для автоматического программного управления потоком жидкости, содержащее схемууправления, блок формирования сигналов, блоки сравнения, логические бло зки регулирования ИВ известном устройстве программного управления последовательность выдаЧи сигналов управления жестко задана и ее изменение в процессе обра Оботки программы невоэможно без изменения последовательности в целом.Использование большого количестваячеек в регистре памяти и блоковсравнения снижает надежность устройства. Отсутствие контроля состояниярегулируемого объекта и использование подстраивающих и сравнивающихблоков снижает эффективность управления, ЗО Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для программного управления потоком жидкости, содержащее индикаторный блок и последовательно соединенные задатчнкпрограммы, блок управления, широтно-импульсный пре-. образователь, привод, исполнительный механизм и датчик положения исполнительного механизма Г 21.Недостатком этого устройства является его низкая точность, так как для устранения случайных ошибок, обусловлЕнных неточным ограничением хода исполнительного механизма конечнымн выключателями, производится электрическая выборка люфтов, т.е. рабочий ход исполнительного механизма начинается не с истинного нуля, а С условного, а так же то, что при работе привода в,реверснвном режиме (забор и выдача доз) люфт исполнительного механизма не учитывается.Цель изобретения - повышение точности устройства.Укаэанная цель достигается тем, что устройство для.программного управления потоком жидкости, содержащее индикаторный блок и последовательно сбединенные задатчик программы,блок управления, широтно-импульсный преобразователь, привод, исполнительный механизм и датчик положения исполнительного механизма, дополнительно содержит несимметричный триггер, коммутатор и делитель частоты, выход которого подключен ко входу индикаторного блока, а вход - к одному из выходов датчика положения исполни. тельного механизма, другой выход которого соединен со входом несимметричного триггера, выходы которого соЕдинены с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого соединен со вторым входом блока управ- управления, а выходы - со вторыми входами. широтно-импульсного преобразователя и привода, причем коммутатор содержит последовательно соединенные первый токоограничивающий элемент, первыйи второй тиристорные элементы и первое и второе электромагнитные реле, последовательно соединенные третий тиристорный элемент, второй токоограничивающий элемент, первый вентильный элемент, ключевой транзисторный элемент и второй вентильный элемент, выход которого соединен с первым выходом коммутатора .и через заьыкакщий контакт второго электромагнитного реле со вторым выводом первого токоограничивакщего элемента, первый вход коммутатора подключен к базе ключевого транзисторного элемента и к аноду первого ключевого тиристорного элемента, .второй вход через последовательно соединенные третьи токоограничивающие элементы и третьи вентильные элементы - ко входам ключевых тиристорных элементов, катод первого ключевого тиристорного элемента соединен с третьим входом коммутатора, второй выход которого подключен к аноду третьего ключевого тиристорного элемента, катод которого через размыкающий контакт первого электромагнитного реле соединен со вторым выводом второго электромагнитного реле, первый вывод которого через четвертый вентильный элемент соединен с выходом первого вентильногоэлемента.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для программного управления потоком жидкости; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема коммутатора.Устройство для программного управления потоком жидкости содержит индикаторный блок 1 и последовательно соединенные задатчик 2 программы, блОк 3 управления, широтно-импульсный преобразователь 4, привод 5, исполнительный механизм 6 и датчик 7 положения. исполнительного механизма 6, несимметричный триггер 8, коммутатор 9 и делитель 10 частоты, коммутатор 9 содержит первый токоог 5 10 15раничивающий элемент 11, первый ключевой тиристорный элемент 12, второй ключевой тиристорный элемент 13, первое электромагнитное реле 14, второе электромагнитное реле 15, третий ключевой тиристорный элемент,1 б, второй токоограничивакщий элемент 17, первый вентильный элемент 18, ключевой транзисторный элемент 19, второй вентильный элемент 20, третьи вентильные элементы 21 и 22, третьи токоограничивакщие элементы 23 и 24, четвертый вентильный элемент 25, первый вход д , второй вход о , третий вход В, первый выход г, второй выход д.Устройство для программного управления потоком жидкости работает следующим образом. С задатчика 2 программы подается 20 определенный сигнал в блок 3 управления на обработку одной или нескольких доз в прямом и обратном направлении (выдача дозы либо забор ее),Блок 3 управления управляет работой 25 широтно-импульсного преобразователя(ШИП) 4, который в свою очередьуправляет работой .привода 5 (двигатель, электромагнитная муфта, редуктор)Выходной вал привода 5 механически соединяется с валом исполнительного механизма 6, на оси которого размещен датчик 7 положения исполнительного механизма, подающегоимпульсы об отработке дозы черезделитель 10 частоты в индикаторныйблок.Для обеспечения точного дозирования как при прямом, так и при обратном вращении, предусмотрен переходна пониженную скорость. При этом 40 датчик положения исполнительногомеханизма выдает два импульса при выдаче каждой дозы. В момент приходапервого импульса на вход коммутатора 9 начинается торможение привода, 45 а в момент прихода второго импульса - останов привода, На каждую дозу в датчике 7 положения исполнительного механизма выполнено по двепрорези. Датчик положения исполнительного механизма состоит из фотодиода, освещаемого лампой накалива-,ния ЛН, или металлического круга спрорезями, находящимися между фотодиодом и лампой накаливания. Дляобеспечения требуемой точности останова исполнительного механизма ширина прорези должна быть узкой (неменее 1 мм). С учетом реверса прорези располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга.В исходном состоянии, когда фотодиод датчика 7 положения исполнительного механизма освещен, несимметричный триггер 8 открыт, а транзистор 19 коммутатора 9 закрыт, Электромаг-, нитные реле 14 и 15 обесточены, тиФормула изобретения ристоры 12, 13 и 16 закрыты, двигатель неподвижен,При подаче запускакщего импульсас блока 3 управления на вход коммутатора о тиристоры 12 и 13 открываются, срабатывает первое и второе.электромагнитные реле 14 и 15, подключая тем саьым выходами коммутатора напряжение питания и управляющий сигнал к ШИП 4.Двигатель начинает разгоняться,При движении исполнительного механизма 6 фотодиод датчика 7 положения исполнительного механизма затемняется, закрывая тем самым несимметричный триггер 8. Вал исполнительного механизма 6 продолжает разго,няться до .установившейся скорости.В некоторый момент вращения фотодиод снова освещается. Несимметричныйтриггер 8 открывается, что приводитк закрыванию тиристоров 12. В следующий момент времени фотодиод затемняется. Несимметричный триггер 8закрывается, что ведет к закрываниютиристора 13, обеспечивая тем самымпервое электромагнитное реле 14, которое переводит ШИП 4 на понижеиноенапряжение. Одновременно открывается транзистор 19 коммутатора 9, который открывает тиристор 16, шунтируя тем саьым якорь двигателя сопро- З 0тивлением. Двигатель переходит в режим динамического торможения и сравнительно быстро достигает пониженнойскорости, через некоторое время фотодиод вновь освещается Неси етричный триггер 8 открывается, транзистор 19 коммутатора 9 закрывается.Второе электромагнитное реле 15обесточивается, отключая тем самымнапряжение питания ШИП 4, что приводит к обесточиванию двигателя и закрыванию тиристора 16. Срабатываетэлектромагнитная муфта и резко затормаживает двигатель. При осуществлении динамического 45 торможения электродвигателя применен метод шунтирования. якоря сопротивления, включаемого тиристором 16.Расчет величины шунтирующего сопротивления производят исходя из ско ростных характериСтик двигателя..Проведенные испытания устройства показали, что введение в устройство несимметричного триггера 8 с коммутатором 9 позволило обеспечить простым образом подачу однократной дозы в прямом и обратном направлениях объемом 0,01 мл в автоматическом режиме с предельной относительнойпогрешностью 0,15 (при дополнитель ной вероятности 0,99). Относительное среднеквадратное отклонение объема .дозы от среднего значения при много - кратном дозировании в прямом и обрат" ном направлениях составляет 0,1 4 Применение предлагаемого устройства в медико-биологической, химической, пищевой промышленности позволяет повысить тОчность в исследовательской работе. 1. Устройство для программного управления потоком жидкости, содержа- щее индикаторный блок и последовательно соединенные задатчик программы, блок управления широтно-импульсный преобразователь, привод, исполнительный механизм и датчик положения исполнительного механизма, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит несимметричный триггер, коммутатор и делитель частоты, выход которого подключен ко входу индикаторного блока, а вХод - к одному из выходов датчика положения исполнительного механизма, другой выход которого соединен со входом несимметричного триггера, выходы которого соединены с первым и вторым входами коммутатора, третий вход которого соединен со вторым входом блока управления,.а выходы - со,вторыми входами широтно-импульсного преобра зователя и привода. 2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что коммутатор содержит последовательно соединенные первый токоограничивающий элемент, первый и второй тиристорные элементы и первое и второе электромагнитные реле, последовательно соединенные третий ключевой тиристорный элемент, второй токоограничивающий элемент, первый вентильный элемент, ключевой транзисторный элемент и второй вентильный элемент, выход которого соединен с первым выходом коммутатора и через замыкающий контакт второго электромагнитного реле со вторым выводом первого токоограничивакщего элемента, первый вход коммутатора подключен к базе ключевого транзисторного элемента, второй вход через последовательно соединенные третьи токоограничивающие элементы и третьи вентильные элементы - ко входам ключевых тиристорных элементов, катод первого ключевого тиристорного элемента соединен с третьим входом коммутатора, второй выход которого подключен к аноду третьего ключевого тиристорного элемента, катод которого через размыкающий контакт первого электромагнитного реле соединен со .вторым выводом второго электромагнитного реле, первый вывод которого через четвертый вентильный элемент соединен с выходом .первого вентильного элемента.849013 оставитель В. Кехред Т,яаточка лов хорректор, Ю. Иакаренк Редактор В. Даик по делам изобретений5, Москва, Ж, Раушская аз 6077/53 . Тираж 702 Подписное ВНИИПИ 1 осударственного комитета СССРнаб., де 4/ филиал ПНП "Патент ужгород, ул. Проектна Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции 9 2186148,кл. 6 05 0 7/00, опублик, 1974. 82. Проскурников А.А. и др. Автоматические дозирующие устройства для объемного химического анализа.