Устройство учета расхода материала при порционном дозировании

(191 (11 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СЕИД ЛЬСТВУ са,ьсла,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(72) А.М.Кац И А,Е.Демкин (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным произ- водством института металлофизики АН Украинской ССР(56) 1 . Авторское свидетельство СССР Р 372458, кл. 5 01 6 23/36, 1971,2. Авторское свидетельство СССРР 519599, кл. 6 01 С, 23/36, 1976. (прототип).(54)(57) УСТРОЯСТВО УЧЕТА РАСХОДАМАТЕРИАЛОВ ПРИ ПОРЦИОННОМ ДОЗИРОВАНИИ, содержащее сельсин-датчик, .ротор которого соединен с осьюциферблатного указателя веса, исчетчик учета, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности путем увеличения разрешающей способности устройствапри обработке информации, в неговведены счетчик-регистр начальныхпоказаний, формирователь импульсов начальных показаний, счетчикучета, формирователь число-импульного кода сдозированного материалформирователь число-импульсногокода начальных показаний, формирователь импульсов фазового сдвига,.фильтр низкой частоты, фазосдвигаю-.щая цепочка, вход которой подключен к выходу сельсин-датчика, а выход через фильтр низкой. частоты соединен с входом формирователя импульсов Фазового сдвига, выход которого соединен,с первым входом формирователя число-импульсного коданачальных условий, выход которого.оединен с первым входом счетчикарегистра начальных показаний, выходкоторого соединен с первым входомРормирователя импульсов начальныхоказаний, .выход которого соединен с первым входом формирователя числоимпульсного кода сдозированного материала, выход которого соединен свходом счетчика учета, блбк командуправления, счетчик усреднения,формирователь опорных импульсов,вход которого связан с входомсельсин-датчика и с источником питающего напряжения, а выход соединен с первым входом счетчика усреднения, вторым входом формирователячисло-импульсного кода начальныхпоказаний, вторым входом формирователя импульсов начальных показанийпервым входом блоха командуправления, первый выход которогосвязан с вторым входом счетчикаусреднения, третьим входом формирователя число-импульсного кода начальных показаний и вторым входомсчетчика-регистра начальных показаний, а второй вход блока командуправления связан с третьим входомсчетчика усреднения и вторым.входом формирователя число-импульсногокода сдозированного материала, а,.также введены делитель частоты,двоичный умножитель коррекции час-,тоты формирователь цены деления,регистр коррекции частоты, счетчиккоррекции частоты, задающий генератор тактовых импульсов; выходкоторого связан с входом двоичногоумножителя коррекции частоты и входом делителя частоты, выходкоторого соединен с первым входом регистра коррекции частоты и первым входом счетчика коррекции частоты,вькод которого связан с вторымвходом регистра коррекции частоты,выход. которого связан с вторыМ. входом двоичного умножителя коррекциичастоты, выход - которого связан свходом Формирователя цены деления,выход которого связан а третьимвходом формирователя число-импулного кода сдозированного фатериа106872 б 20 25 ЗО 35 4045 третьим входом формирователя импульсов начальных показаний и четвертым входом формирователя числоимпульсного кода начальных показаний, при этом выход счетчика усреднений соединен с вторым входом блока команд управления, второй вход 1Изобретение относится к весоизмерительной технике и может бытьиспользовано для учета расходаматериала при порционном дозировании в различных отраслях промышленности (металлургической, цищевой, строительной.и др. ) с дозаторами, имеющими циферблатные указ,тели веса, снабженные сельсинами.Известно устройство для измерения количества материала, сдозированного порционным доэатором, содержащее бесконтактные датчики, соединенные с триггером, итоговый электромеханический счетчик и электромагнитную фрикционную муфту. Этоустройство производит суммированиеугловых перемещений весовой оси, связанной через электромеханическуюфрикционную муфту с осью стрелкивесового дозатора 1 .Недостатком устройства являетсянеобходимость перестройки его для различных шкал доваторов, причем для получения информации о весе требуются дополнительные расчеты.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее сельсин-датчик, ротор которого соединен с осью циферблатного указателя веса, и счетчик учета (2.Однако использование в качестве датчика угловых перемещений сельсин-приемника,.а также применение ,кииематической связи между ротором сельсин-приемника и компенсирующим электродвигателем снижает точность работы, известного устройства. Кроме тбго, использование в устройстве, иеханических и электромеханических подвижных элементов (механических счетчиков, компенсирующих электродвигателей и т.д, ) снижает его надежность в условиях высокой запыленности, влажности, вибрации и т.д., характерных для производства связанного с дозированием материалов. При этом известное устройство не позволяет производить учет расхода материала в натуральных единицах веса на дозаторах с различ ными шкалами беэ специальной мехасчетчика коррекции частоты связанс выходом формирователя опорныхимпульсов, а четвертый вход формирователя число-импульсного кодасдоэированного материала соединенс выходом формирователя импульсовфазового сдвига,2нической перестройки кинематических связей, а также по своим конструктивным особенностям не может быть использовано для автоматизации учета и контроля расхода материала.елью изобретения является повьааение точности путем увеличения разрешающей способности устройства при обработке информации.Эта цель достигается тем, что в устройство учета расхода материалов при порционном доэировании, содержащее сельсин-датчик, ротор которого соединен с осью циферблатного ука 15.эателя веса, и счетчик учета, введены счетчик-регистр начальных по;казаний, Формирователь импульсовначальных показаний, счетчик учета,формирователь число-импульсного кода сдозированного материала, формирователь число-импульсного кода начальных показаний, .Формирователь импульсов фазового сдвига, фильтр низкойчастоты, Фаэосдвигающая цепочка,вход которой подключен к выходусельсин-датчика, а выход через фильтрнизкой частоты соединен с входомформирователя импульсов фазовогосдвига, выход которого соединен спервым. входом. Формирователя числоимпульсного кода начальных условийвыход которого соединен с первымвходом счетчика-регистра начальныхпоказаний, выход которого соединенс первым входом формирователя импульсов начальных показаний, выходкоторого соединен с первым входомформирователя число-импульсного кодасдоэированного материала, выход которого соединен с входом счетчикаучета, блок команд управления, счетчик усреднения, Формирователь опорных импульсов, вход которого связанс входом сельсин-датчика.и с источником питающего напряжения, а выходсоединен с первым входом счетчикаусреднения, вторым входом формирователя число-импульсного кода начальных показаний, вторым входом формирователя импульсов начальных по 50 казаний, первым входом блока команд управления, первый выход которого связан с вторым входом счетчика ус 1068726реднения, третьим входом формирователя число-импульсного кода началь 1 ных показаний и вторым входом счетчика-регистра начальных показаний, а второй вход блока команд управления связан с третьим входом счет чика усреднения и вторым входом формирователя число-импульсного кода сдозированного материала, а также введены делитель частоты, двоичный умножитель коррекции частоты, фор мирователь цены деления, регистр коррекции частоты, счетчик коррек-ции частоты, задающий генератор тактовых импульсов, выход которого связан с.входом, двоичного умножи теля коррекции частоты и входом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом регистра коррекции частоты и первым входом счетчика коррекции частоты, выход 2 О которого связан с вторым входом регистра коррекции частоты, выход которого связан с вторым входом двоичного умножителя коррекции, частоты, выход которого связан с входом формирователя цены деления, выход которого связан с третьим входом формирователя число-импульсного кода сдоэированного материала, третьим входом Формирователя импульсов началь. - ных показаний и четвертым входом формирователя число-импульсного кода .начальных показаний, при этом выход счетчика. усреднений соединен со вторым входом блока команд управления, второй вход счетчика коррекции частоты связан с выходом, формирователя опорных импульсов, а четвертый вход формирователя число-импульсного кода сдозированного материала соединен с выходом формирователя импульсов 40 фазового сдвига. На чертеже представлена блЬк-схема устройства,устройство содержит сельсин-датчик 1, Фазосдвигакщую цепочку 2 (реализована на двух РС-элементах, обеспечивакщих необходимое амплитуднофазовое преобразование напряжений обмоток сельсин-датчика ) фильтр 3 нижней частоты, (подавляющий гармоникиосновного сигнала 50 Гц, с третьей:.ивыше ), фбрмирователь 4 импульсОвфазового сдвига (представляющийсобой нуль-орган, генерирующий импульс при переходе через нуль синусоидального сигнала на нарастающемучастке 1, формирователь 5 число-импульсного кода начальных показаний(представлякщий собой вентиль, пропускающий тактовые импульсы по раз-,решению от блока управления и винтервалах между опорным импульсоми импульсом фазового сдвига), счетчик-регистр б начальных показаний,йоюмирователь 7 опорных импульсов 5(аналогичный Формирователю 4 1, счетчик 8 усреднения с двумя входамиразрешения счета, формирователь 9импульсов начальных показаний (выполненный на счетчике с предустановкой для генерации импульсов, сдвинутых по отношению к опорным назадаваемое внешним кодом число периодов тактовых импульсов ), блок 10управления (выполненный на двухтриггерах, которые устанавливаютсяв единицу соответственно по сигналамвключения впускного и выпускного затворов с тактированием их опорнымиимпульсами. Триггеры устанавливаютсяв исходное состояние по импульсу,отсчетчика 8 усреднения), Формирователь11 число-импульсного кода сдозированного. материала (выполненный аналогично формирователю 51, счетчик 12учета, задающий генератор 13 тактовыхимпульсов, двоичный умножитель 14 коркоррекции частоты, формирователь .15цены деления (выполненный на двоичном умножителе), делитель. 16 частотырегистр 17 коррекции частоты, счетчик 18 клррекции частоты со сбросомпо заднему фронту очередным импульсом с делителя 16 частоты,Фазные обмотки синхронизации сельсин-датчика 1, ротор кдторого соединен с осью циферблатного указателя веса (вход А ), фазосдвигающая цепочка 2, фильтр 3 нижней частоты, формирователь 4 импульсов фазового сдвига соединены последовательно. Формирователь 4 импульсов фазового сдвига подключен к формирователю 5 число-импульсного кода начальных показаний выход которого соединен со счетчиком-регистром б начальных показаний, и к формирователю 11 число-импульсного кода сдозированного. материала, выход которого соединен со счетчиком 12 учета. При этом счетчик 12 учета имеет выход Е, с которого на внешнее устройство (например ЭВМ) может быть передана информация о порции отдозированного материала или его суммарном расходе.Выход счетчика-регистра б начальных показаний соединен с формирователем 9 импульсов начальных показаний, выход которого соединен с формирователем 11 число-имгульсного кода сдозированного материала.Входы блока 10 управления подсоединены к элементам управления исполнительными механизмами впускного (вход В ) и выпускного (вход Г) затворов дозатора, а один иэ выходов соединен с Формирователем 11 число-импульсного кода сдозированного материала и счетчиком 8 усрецнения. Другой выход блока .10 соеди 1.068726нен со счетчиком 8 усреднения,формирователем 5 число-импульсного кода начальных показаний и счетчиком-регистром 6 начальных показаний. Остальные входы блока 10 управления соединены со счетчиком8 усреднения и формирователем 7 опорных импульсов, вход которого со динен с сетевым напряжением (вход подаваемым также на вход сельсин-датчика 1. Кроме того, выходформирователя 7 опорных импульсовсоединен со счетчиком 8 усреднения,Формирователем 5 число-импульсного 10 кода начальных показаний, формирователем 9 импульсов начальных показаний и счетчиком 18 коррекции,частоты, другой вход которого сое 15 динен с делителем 16 частоты. Задающий генератор 13 тактовых импульсов соединен с двоичным умножителем 14 коррекции частоты и делителем 16 частоты, выход которогосоединен с регистром 17 коррек 20 ции частоты. Выход регистра 17 коррекции частоты подключен к двоичному умножителю 14 коррекции частоты, выход которого соединен с формирователем 15 цены делителя, на другом выходе которого вход Д задан код цены деления, а выход его соединен с входами формирователя 5 число-импульсного кода начальных показаний, формирователя 9 импульсов начальных показаний и 25 Формирователя 11 число-импульсногокода сдозированного материала,Устройство работает следующимобразом.Напряжение питания промышленной обмотках синхронизации сельсиндатчика модулируются напряжения взависимости от угла поворота ротора, ось которого непосредственносоединена с осью весовой стрелкициферблатного указателя дозаторавход А ), что обеспечивает передачу углового положения стрелки насельсин-датчик. Эти напряжения поступают на Фазосдвигающую цепочку 2,где преобразуются в напряжение спостоянной амплитудой и фазой, линейно зависящей от угла поворота 50 ротора. Напряжение с фазосдвигающейцепочки 2 поступает на фильтр 3 55 нижней частоты. Этот фильтр ослабляет дополнительные погрешности отвысших гармоник, проникающих вустройство из сети и возникающихиэ-эа нелинейных характеристикэлементов сельсина.Для отсчета Фазового сдвигав формирователе 7 опорых импульсовФормируется короткий опорный им 60 пульс по напряЖению, питающему сельсин. Этот импульс Формируется при 65 частоты подается на обмотку возбуждения сельсин-датчик 1 вход Б . На 40 прохождении через нуль синусоидыпитающего напряжения на ее нарастающем участке. По сигналу открытиязатвора расходного бункера вход Ви ближайшему опорному импульсу навыходе блока 10 управления появляется импульс, который снижмаетудержание в нуле счетчика 8 усреднения, снимает блокировку с формирователя 5 число-импульсного кода начальных показаний и своим передним фронтом производит установку в исходное состояние счетчикарегистра начальных показаний.Формирователь 5 число-импульсного кода начальных показаний формирует. число-импульсный коц показаний весов в начальный момент загрузки путем заполнения интервала междуопорным, импульсом и импульсом Фазового сдвига тактовыми. импульсами,поступающими от формирователя 15 цены деления с периодом, определяемымиспользуемой шкалой дозатора.Для того, чтобы повысить достоверность и надежность получаемойот сельсина информации, формирователь 5 число-импульсного кода начальных показаний формирует несколько периодов число-импульсного кода.Кратность (число периодовчисло-,импульсного кода равна коэффициентупересчета счетчика. 8, усреднения. Спомощью этого счетчика измерение фа-зового сдвига производят в течениеМ периодов, подсчитываемых поопорным импульсам,По разрешающему сигналу блока10 управления счетчик.8 усредненияпроизводит подсчет опорных импульсов формирователя 7 опорных импульсов, При переполнении счетчика 8усреднения сигналом обратной связивыключается блок 10 управления изаканчивается формирование числоимпульсного кода в Формирователе 5число-импульсного кода начальных показаний. Период усреднения назначается заведомо меньше времеяи, проходящего от момента подачи сигналана исполнительные механизмы дозаторафи до начала изменения показаний весов дозатора. Формируемый .в форми- .,рователе 5 число-импульсного коданачальных показаний И -кратныйчисло-импульсный код поступает напредварительно обнуленный сигналомс блока 10 управления счетчик-регистр 6 начальных показаний, гдеусредняется путем деления его наЙ и заполняется до поступленияочередного сигнала об открытии расходного бункера. Код, установленный на выходе счетчика-регистра6 начальных показаний с помощьюопорных тактовых импульсов, сформированныхв формирователе опорныхимпульсов 7, преобразуется в форведет к потере точности устройства, Для устранения этого недостатка необходимо производить коррекцию.частоты тактовых импульсов по изменяющейся частоте питающего напряже ния, Эта задача решается следукщимобразом.Частота выходных импульсов двоичного умножителя 14 коррекции частоты равна Еи Еэ М мирователе 9 импульсов начальных показаний в периодические импульсы временное положение которых по отношению к опорным определяется начальным положением сельсин-датчика 1По окончании дозирования и отрытии выпускного затвора блок 10 управления по сигналу, поступающему на вход Г выпускной затвор открыт ), и ближайшему опорному 30 импульсу снимает удержание в нуле счетчика 8 усреднения и блокировку с формирователя 11 число-импульсного коца сдозированного материала Счетчик 8 усреднения и блок 10 управления взаимодействует с формирователем 11 число-импульсного кода сдозированного материала аналогично их совместной работе с формирователем 5 число-импульсного кода начальных показаний при загрузке.Формирователь 11 число-импульсного кода сдозированного материалаформирует М -кратный число-импульсный Код сдозированного матеРиала путем заполнения тактовыми.импульсами интервала между импульсом начальных показаний, формируемым в Формирователе 9 начальных показаний в формирователе число-импульсного 5 кода начальных показаний в качестве тактового импульса используется опорный ), и импульсом фазового сдвига, временное расположение которого изменяется вследствие поворота ротора сельсин-датчик 1 после за грузки дозатора. Следовательно, число-импульсный код, сформированный в формирователе 11 число-импульсного кода сдозированного материала; равенразности конечных и начальных 40 показаний весов, соответствукяей количеству загруженного материала, . выраженного в единицах веса. С формирователя 11 число-импульсного кода сдозированного материала М -кратный 45 число-импульсный код сдозированного материала поступает на счетчик 12 учета, где усредняется путем деления его на Я и накапливается. Счетчик 12 учета имеет выход Е, с которого на внешнее устройство например ЭВМ . может быть передана информация О порции отдозированного материала или его суммарном расходе.Одним из условий тОчнОЙ РабОты предлагаемого устройства является постоянство отношений частоты питающего напряжения сельсин-датчика 1 к частоте тактовых импульсов, генерируемых генератором 13 тактовых импульсов. Но так как сельсин запитывается сетевым напряжением промышленной частоты, период которого нестабилен, то при неизменном периоде тактовых импульсов происходит изменение этого соотношения, что 65 где Е - частота импульсов генера 15тора тактовых импульсов13;М - двоичный код корректирую-11щего множителя, представленный регистром 17 коррекции частоты,М формируется с периодичностью,определяемой выходными импульсами делителя 16 частоты. Длительностьпериода (11, в течение которого формируется новое значение И равна1 зЪгде Т 3 - период задакщих тактовыхимпульсов генератора 13 фМб - коэФфициент деления делителя 16 частоты.Очередной импульс с делителя 16частоты по переднему Фронту записывает в регистр 17 коррекции частотыкод со счетчика 18 коррекции частоты, а по заднему Фронту устанавливает счетчик 18 в.исходное состояние,Начинается новый цикл его работы.В течение этого цикла на выходерегистра 17 коррекции частоты присутствует записанный в него двоичныйкод 87, с помощью которого двоичный умножитель 1.4 коррекции частотыпроизводит коррекцию частоты импульсов, поступающих на него от задающего генератора 13 тактовых импульсов, Двоичный код корректирукщегомножителя Н.гт Формируется на счетчике18 коррекции частоты путем подсчетана нем сетевых импульсов в течениепериода 1.Следовательно". =сгде Е - частота сетевого питающегонапряжения,1 =Е 1 Е =Е т МЖ 15 С 13 13 16 сили, учитывая, чтое т,= 1 "1 Ь=сполучаем требуемое постоянство отношения частоты сети и тактовых импульсов,6с.Скорректированная частота тактовых импульсов двоичного умножителя 14 коррекции частоты поступает в формирователь 15 цены деления. который10 б 872 б оставитель Ь.Ерошкинехред И.Метелева Корректор Л. Тяско Редактор О.БУ и Подомитета ССоткрытийая наб., д 4нногенийРауш акаэ 5 или П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,в соответствии с кодом, устанавливаемым по входу Д и назначаемым в зависимости от применяемого типа циферблатного указателя веса, производит понижение частоты тактовых импульсов и формирует последователь ность импульсов с частотой, требуемой для отсчета измеряемого сигнала в натуральных единицах веса.При использовании предлагаемого устройства учета расхода материала 1447/34 Тираж 61ВБИИПИ Государствепо делам изобрет3035, Москва, Ж; при порционном дозировании повышается точность учета расхода материала при порционном доэировании,Благодаря применению в качестведатчика угловых перемещений весовой стрелки доэатора сельсин-датчика не требуется дополнительнаядоработка циферблатных указателейи не нарушается работа сельсинав режиме индикаторной дистанционной передачи.