Устройство для приготовления многокомпонентной смеси материалов

(19) 1 6 9/00, 19/22 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВ КО СВИДЕТ Т ус(71) Воронежское опытнобюро автоматики Научно-иго объединения "Химавтом(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ МАТЕ- РИАЛОВ Изобретение относится к технике приготовления различных рецептур многокомпонентных смесей материалов и может быть использовано в системах автоматизированного управления порционными дозаторами компонентов бетонной смеси на предприятиях стройиндустрии и других объектах с аналогичной технологией.Целью изобретения является повышение производительности,На чертеже изображено предлагаемоетройство. Устройство состоит из блоков задания 1, формирования управляющих сигналов, блока 2. ключей силовых 3, блока ввода информационных сигналов 4 от технологического объекта управления 5 (ТОУ),(57) Изобретение относится к автоматизированному управлению процессами приготовления различных рецептур многокомпонентных смесей материалов, Цель изобретения - повышение производительности за счет сокращения времени простоя при диагностике неисправностей. Сущность изобретения: устройство для изготовления многокомпонентной смеси материалов содержит блок задания, технологический объект управления, блок ввода информационных сигналов, блок формирования управляющих сигналов, блок силовых ключей, два блока сравнения, таймер, блок печати и блок индикации, 1 ил,блока сравнения 6, тумблера 7, блока печати - 1 8, а также блоков: световой индикации 9 и (,О организации 10. Блок задания 1 своими ко- д довым и адресным выходами соединено с ) одноименными входами блока 2 формиро- е вания, который своими первым и вторым выходами соединен с первым и вторым входом таймера 7, третьим выходом - со вторым входом баске 6 сравнения, четвертым выходом - с первым входом блока 10 сравнения, пятым выходом. - с первым входом в блока 4 ввода информационных сигналов, кодовым и адресным выходами - с одноименными входами блока 3 силовых ключей, чьи.адресный и кодовый выходы связаны с одноимен ными входами технологическогообъекта управления (ТОУ) 5, Сигналы поступают на вход этого устройства, у котороговыход связан со 2-м входом 4 авода, на 3-йвход которого подается сигнал с выходаблока 6 сравнения, первый вход которогосвязан с первым выходом таймера 7. Выходблока 4 ввода связан со 2-м входом блокасравнения 10, выход которого соединен совходом блока 9 световой индикации и совторым входом блока 8 печати, первый входкоторого связан со вторым выходом таймера 7, а кодовый и адресный входы связаныс одноименными выходами блока формирования управляющий сигналов 2,Блок 1 задания функционально обеспечивает задание оператором посредствомклавиатуры режима приготовления каждогокомпонента (нэ какое время нужно открыть. соответствующий шибер загрузки в бункердозатор). Выбор компонента определяетсяадресом управляющего сигнала (АУС), э также кодом управляющего сигнала (КУС); логический "О" - закрыть шибер, однозначносоответствующий заданному АУС, логическая "1" - открыть этот шибер. Адрес УСоднозначно соответствует порядковому номеру компонента в рецепте (или номеру егорасходомера бункера, из которого загружается через шибер бункер-дозатор),Блок формирования управляющих сигналов 2 на основании информации об АУС иКУС, поступившей из блока 1 задания, выполняет функции:- генерирует сигнал сброса (прекращения) отсчета фактического интервала времени переходного процесса в ТОУ, которыйустанавливается на 1-м выходе;- генерирует сигнал запуска отсчетафактического интервала времени переходного процесса ТОУ, который устанавливается на 2-м выходе;- генерирует сигнал адреса хранениявеличины временной задержки (АВЗ), которая определяет, через какое время послевыдача УС на ТОУ в информационном канале появитсяотклик соответствующего датчика ТОУ, Сигнал АВЗ устанавливается на3-м выходе;- генерирует сигнал кода эталонногосигнала отклика (КЭСО) датчика ТОУ, который должен появиться е информационномканале (ТОУ-система) с адресом, соответствующим АУС, Сигнал КЭСО устанавливается на 4-м выходе;- генерирует сигнал адреса информационного канала (АИК), по которому ожидается появление отклика датчика ТОУ -информационного сигнала (ИС). Сигнал АИКустанавливается на 5-м выходе;- генерирует сигнал адреса канала управления (АКУ), а который нужно подать УС,а также сигнал КУС, Сигналы АКУ и КУСустанавливаются на адресном и кодовомвыходах,Блок 3 силовых ключей информацию обАКУ и КУС, поступившую с кодового и адресного выходов блока 2 в виде сигналов ТТЛ -логики постоянного тока, формирует инфор 10 мацию об АКУ и КУС в терминах силовыхцепей переменного тока, подаваемую наТОУ, Практически такое формирование сигналов означает, что блок 3 силовых ключейвыбирает на своем выходе номер нужного15 канала управления, однозначно соответствующего АКУ на адресном входе, и подает внего сигнал переменного тока соответственно КУС на кодовом входе: если на входелогическая "1", то сигнал переменного тока20 подается в канал, в противном случае (логический "О " - отключается,Технологический объект управления 5содержит а своем составе устройство, объединяющее исполнительные механизмы25 (ИМ) шиберов, обеспечивающих загрузкукомпонентов в соответствующие весоизмерительные бункера, и обуслэвливающеесрабатывание определенного (ИМ) а зависимости от кодового и адресного сигналов с30 одноименных выходов блока 3 силовых ключей, Кроме того, устройство 5 ТОУ включаеттакже датчики положения шиберов, Сигналы от датчиков поступают на выход устройства в виде кодов уровня ТТЛ-логики:35 логический "О" - шибер закрыт, логическая"1" - шибер открыт. Выход устройства представляет собой совокупность информационных каналов, каждый из которых соединен сопределенным датчиком положения шибе 40 ра одним концом, а другим - со 2-м входомблока 4 ввода информационных сигналов(ИС).Блок 4 ввода (ИС) на свой 1-й вход получает сигнал АИК, на 2-й вход - коды ИС,45 поступившие по информационным каналамот ТОУ, на 3-й вход - сигнал разрешенияввода ИС, выбранного по АИК из ТОУ. Такимобразом, блок 4 ввода ИС осуществляетввод а систему ИС от датчика ТОУ, соответ 50 ствующего шиберу, на ИМ которого блок 3силовых ключей выдало УС,Блок сравнения на свой 1-й вход получает КЭСО, а на 2-й вход - код фактическогоотклика ТОУ, т.е. код ИС из того информаци 55 онного канала, который был выбран блоком4 ввода ИС Блок сравнивает сигналы насвоих входах и на выходе устанавливаетуровень логического "О", если сигналы совпали, в противном случае - логическую "1",Блок 9 световой индикации получает логический сигнал с выхода блока 10 сравнения, и в случае уровня логической "1" загорается красный индикатор рядом с надписью "Сбой канала управления", а по логическому "0" индикатор тушится или не загорается. Таким образом, блок 9 осуществляет световую индикацию факта несовпадения 10 кодов эталонного сигнала отклика (т.е,отклика, вид которого должен быть при нормальной работе канала управления ТОУ после выдачи КУС в нужный АКУ) с кодом фактического отклика ТОУ.Блок 6 сравнения на свой 1-й вход получает сигнал кода величины фактического интервала, прошедшего с момента выдачи 15 системой КУС на ТОУ в канал, определенный заданным АУС, На 2-й вход получает 20 АВЗ, по которому определяет номер своего регистра памяти, где хранится эталонный код временной задержки сигнала в цепочке;канал управления - ТОУ - информационный канал, соответствующий АУС. Эта 25 лонный код временной задержки соответствует времени нормального переходного процесса в указанной последовательности блоков, обусловленного отрабатыванием КУС, выданного на нее 30 блоком 3 силовых ключей. Окончание процесса определяется по моменту срабатывания датчика положения шибера,соответствующего АКУ. куда был выдан КУС.В случае сбоев, поломок, аварий устройств,блоков, механизмов, соединенных в данную 35 цепочку, время фактического переходного процесса будет отличаться от времени нормального процесса и, как правило, в большую сторону, Поэтому любое несовпадение 40 фактического и нормального времени переходного процесса определяется в блоке 6 сравнения как сбой канал управления. Это событие определяется появлением на выходе блока 6 сравнения сигнала логической фактического интервала времени переходного процесса ТОУ, А на 1-м выходе оно генерирует код фактического измеряемого времени, прошедшего с момента появления КУС на кодовом выходе блока 2 формирова. ния управляющего сигнала. На 2-м выходе 55. таймера 7 генерируется сигнал астрономического времени текущих суток,Этот сигнал подается на 1-й вход блока 8 печати, на 2-й вход которого поступает сигнал с выхода блока 10 сравнения, по ко"1". 45 Таймер 7 на 1-й вход получает сигнал сброса (прекращения) отсчета фактического интервала времени переходного процесса ТОУ, на 2-й вход - сигнал запуска отсчетаторому, если он имеет уровень логической "1", блок фиксирует факт сбоя канала управления (адрес которого - АКУ) и КУС, поступивший в этот канал, и после которого наступил сбой. КУС и АКУ поступают соответственно на кодовый и адресный входы, блока с одноименных выходов блока 2. Если на 2-й вход поступает логический "0", сбой не фиксируется (фиксирование осуществляется, например, на бумажном носителе).Схема работает следующим образом. Оператор бетоносмесительного цеха посредством клавиатуры блока 1 задания устанавливает режим приготовления очередного компонента бетонной смеси требуемого рецепта; задает АУС и КУС открытия шибера, Через некоторое время, достаточное для набора нужного количества (по рецепту) компонента в соответствующем бункере-дозаторе, оператор опять задает тот же АУС на КУС закрытия шибера,. что обеспечивает прекращение поступления компонента в бункер-дозатор, Таким образом, устройство приготавливает один компонент за два такта: 1-й - устройство функционирует для открытия шибера и набора материала в бункере; 2-й - устройство обеспечивает закрытие шибера и прекращает набор материала, Оба такта образуют цикл приготовления компонента. На усмотрение оператора может быть использовано несколько таких циклов для одного компонента, а также для разных компонентов в последовательности, определяющей качественные показатели работы устройствадля приготовления многокомпонентной смеси . материалов,Остальные блоки устройства работают однотипно в каждом такте, поэтому рассмотрим их работу, например, в 1-м такте - открытия шибера.блок формирования управляющих сигналов 2, получив на кодовом и адресном входах даа синхронных по времени сигнала КУС (логическая "1") и АУС, на своих 1-м и 2-м выходах соответственно генерируют последовательно сначала сигнал "Сброс", а затем "Запуск", Получив сигнал "Сброс" на своем первом входе, таймер 7 прекращает отсчет времени, если он до этого велся, и обнуляет счетчик времени, А по сигналу "Запуск" на своем втором входе (он приходит со сдвигом во времени, не превышающим величину единицы наименьшего разряда счетчика, чтобы не вносить дополнительную погрешность) он начинает отсчет времени переходного процесса а цепочке; канал управления - ТОУ - информационный канал, Одновременно с сигналом "Запуск" на 3-м-м выходах, а также кодовом и адресномвыходах блока 2 появляются соответственно сигналы АВЗ, КЭСО, АИК, КУС и АКУ, Сигналы КУС и АКУ поступают на блок 3 силовых ключей и блок 8 печати. Блок 3 выводит сигнал управления переменного тока на тот исполнительный механизм, адрес которого задан сигналом АКУ, ТОУ 5 в случае нормального отрабатывания КУС открывает нужный шибер, его датчик выдает в соответствующий ему канал "1"-открытия. Аналогичные каналы других датчиков связаны со вторым входом. блока 4 ввода,По сигналу АИК, поступающему на его 1-й вход, данный блок может определить, из какого канала можно ввести сигнал от датчика.Но до поступления на его 3-й вход сигнала разрешения ввода эта операция не производится, В то время. когда управляющий сигнал проходит по цепочке: блок 3 силовых ключей -ТОУ 5 - блок 4 ввода, что эквивалентно цепочке: канал управления - ТОУ - информационный канал, таймер 7 со своего 1-го выхода подает на 1-й вход блока 6 сравнения код текущего времени, точнее интервала времени, прошедшего с момента запуска этого блока сигналом на его 2-м входе, Получая код текущего времени, блок 6 сравнения по сигналу АВЗ на своем 2-м входе определяет адрес регистра, где хранится код эталонной временной задержки, и кэк только код текущего времени совпадает с кодом эталонной задержки, на выходе блока 6 генерируется сигнал логической "1", который поступает на 3-й вход блока 4 ввода и разрешает ввести в устройство код ИС. который с выхода этого блока поступает на 2-й вход блока 10 сравнения, где сравнивается с сигналом КЭСО, поступившим уже на его 1-й вход, В случае их совпадения (оба сигнала - логическая "1") на выходе блока 10 сравнения устанавливается уровень логического "0" и такой сйгнал. поступая на вход блока 9 световой индикации, не зажигает индикатор, а блок 8 печати не делает никаких отметок на бумажном носителе против отметок текущего времени суто, которое определяется по сигналу со 2-го выхода таймера 7 (способ отсчета этого времени принципиального значения не имеет и здесь не рассматривается),Таким образом, при нормальной работе по приготовлению данного компонента устройство не выдает оператору никакой информации,В случае сбоя блока 3 силовых ключей или поломки механизмов шибера, обрыва связей канала управления, информационного канала и т.д т.е, неисправности любого элемента цепочки: канал упрэвления -5 10 30 ТОУ - информационный канал, а также наличия помехи в ней, код ИС и КЭСО несовпадут, На выходе блока 10 сравненияпоявится сигнал логической "1", который включает индикатор блока 9 световой индикации с надписью "Сбой канала управления", а на блоке 8 печати проинициирует печать на бумажном носителе символы; текущего времени суток, адрес канала управления и кода управляющего сигнала. Этобудет пониматься оператором так: в цепочке канал управления ТСУ - информационный канал произошел сбой (поломка, авария) при открытии шибера загрузки приготавливаемого компонента, соответствующего АКУ.Такая световая и печатная информация позволяет в минимальное время найти причину неисправности, устранить ее и сократить до минимума время простоевустройства из-за трудности и продолжительности диагностики таких ситуаций. Это увеличивает производительность устройст-ва по приготовлению многокомпонентной смеси материалов за счет устройства в течение времени, съэкономленного на диагностике неисправностейСветовая индикация и печать на бумажном носителе расширяют функциональные возможности устройства. Оно получает за счет этого средства для оперативного и эффективного оповещения оператора об авэрии световым сигналом, диагностирует, на каком такте приготовления компонента это ЗЬ произошло, в каком месте, и фиксирует эту информацию на печатном носителе, указывая при этом текущее время суток, т,е, осуществляет диагностику и протоколирование аварии или сбоя,Предложенное устройство может бытьреализовано на базе отечественных серийно выпускаемых технических средств в различных вариантах; устройствах и элементахТТЛ-логики, печатающих устройств КСП 445 блоках индикации типа БУИ, серийно выпускаемых Воронежским ОКБА НПО "Химав-.томатика", или на стандартных средствах вычислительнойтехники, например, на базе микроЭВМ "Электроника".50 Формула изобретенияУстройство для приготовления многокомпонентной смеси материалов, содержащее блок задания в аиде клавиатуры управления взвешиванием, технологиче ский обьект управления с исполнительнымимеханизмами, связанными с шиберами загрузки материала в весоизмерительные бункеры каждого компонента, блок ввода информационных сигналов, первым входом связанный с выходом технологического обь1812443 10 Составитель М.ПодвальныйРедактор Техред М.Моргентал Корректор М, Демчик,каз 1570 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10 екта управления, блок формирования управляющих сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производи-. тельности за счет сокращения времени простоя при диагностике неисправностей, в 5 него введены блок силовых ключей, два блока сравнения, таймер, блок печати и блок индикации, при этом блок формирования управляющих сигналов выполнен с кодовыми и адресными входами, первым - пятым 10 кодовым и адресным выходами, подключенными соответственно к кодовому и адресному выходам блока задания, первому и второму входам таймера, первому входу первого и первому входу второго блоков 15 сравнения, второму входу блока ввода информационных сигналов, кодовому и адресному входам блока печати, второй вход которого соединен с входом блока индикации и выходом второго блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока ввода информационных сигналов, третий вход которого подключен к выходу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом таймера, второй выход которого подключен к первому входу блока печати, а блок силовых ключей включен между кодовыми и адресными выходами обмена формирования управляющих сигналов и кодовым и адресным входами соответственно технологического обьекта управления.