Способ управления процессом порционного дозирования сыпучего материала
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1307242
Авторы: Гайдук, Куцовский, Плотницкий
Текст
ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 242 016132 511 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ техниетеностиад анной ра ия ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Воронежское экспериментальноеконструкторское бюро расфасовочноупаковочного оборудования(54) СППОРЦИО НТЕ РИАЛА(57) Изобретение относится к ке измерения масс. Цель изобр ния - повьппение производитель порционного дозирования при з точности дозирования. Дозируемый териал поступает в бункер 2 доза Формирователь 8 от момента включ питающего устройства 3 формирует сигнал, поступающий на первый вхо регулятора 10, на второй вход ко ОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМНОГО ДОЗИРОВАНИЯ С 11 ПУЧЕГО МА1307242 го с выхода вычислительного блока 11поступает сигнал, характеризующийистинную массу материалаСигнал свыхода регулятора поступает на входблока 4 управления, который изменяет скорость подачи доэируемого материала в бункер 2 в соответствии свеличиной и знаком отклонения, Сигнал истинной массы с выхода вычислительного блока 11 поступает на первый вход порогового элемента 12, на Изобретение относится к технике измерения масс и может быть использовано в автоматических дозировочных комплексах для управления процессами порционного дозирования сыпучих материалов на предприятиях пищевой и химической промышленности.Целью изобретения является повышение производительности порционного дозирования при заданной точности дозирования.На фиг. 1 представлены графики иллюстрирующие предлагаемый способ; на фиг. 2 - устройство для осуществления предлагаемого способа,Способ осуществляют следующим об. разом.В начале каждого цикла дозирования устанавливают нулевое значение сигнала измерителя массы. Такая операция необходима для того, чтобы исключить влияние на точность дозирования ненулевого сигнала с измерителя массы, который возникает от наличия "просыпи" материала на элементах конструкции бункера дозатора и самого измерителя массы. На Лиг.время необходимое в начале каждого цикла дозирования для установки нулевого значения сигнала с измерителя массы, обозначено 7 . Длительность с выбирается в зависимости от времени успокоения измерителя массы после разгрузки бункера дозатора в прео дыдущем цикле дозирования. После установки нулевого значения сигнала с измерителя массы включается подача доэируемого материала в бункер доза- тора и со сдвигом во времени по отвторой вход которого с выхода задатчика 13 поступает сигнал Р, установки, меньший номинального зйачениямассы порции на заданную величину,При достижении сигналом с выхода вычислительного блока 11 значения Рстна выходе порогового элемента 12 формируется сигнал, поступающий на входтриггера 9. Сигнал с выхода последнего включает блок 4 управления, останавливающий питаюшее устройство 3. 2 ил. ношению к этому моменту (фиг. 1,интервал времени в ) формируется сигнал задания (Аиг. 1 кривая Рц,)7по нарастанию массы порции до номи нального (Р ) значения, Величинаинтервала временивыбирается рав 2ной времени падения доэируемого продукта из питающих устройств в бункер весового дозатора. Сигнал с измерителя массы преобразуют в сигнал,характеризующий истинную массу материала в бункере (У), и определяют его отклонение от сигнала задания.15 В зависимости от величины и знака указанного отклонения воздействуют на подачу дозируемого материала в сторону компенсации указанного отклонения. Например, при значении сигнала, характеризующего истинную массу материала в бункере, меньшем, чем сигнал задания, скорость подачи дозируемого материала в бункер дозатора увеличивают и, наоборот, при значении сигнала, характеризующего истинную массу материала в бункере, больпем, чем сигнал задания, скорость подачи дозируемого 30материала в бункер доэатора уменьшают. Если формировать сигнал задания по нарастанию массы порции одновременно с включением подачи дозируемого материало в бункер дозатора, то эа время падения материала в 35 бункер (эа время запаздывания),т,е,когда сигнал, характеризующий истинную массу материала в бункере, еще равен нулю, сигнал отклонения от задания становится значительным, 1307242что приводит к существенному увели- чению скорости подачи материала в бункер дозатора (особенно при значительной начальной скорости подачи материала, необходимой для обеспечения высокой производительности). Этоприводит к ухудшению точности дозирования, а в некоторых случаях к неустойчивости самого процесса дозирования (процесс становится рас ходящимся). Поэтому необходимо уменьшить скорость дозирования (как начальную, так и среднюю за цикл),что уменьшает производительность дозирования (число циклов дозирования в 15 единицу времени)При достижении сигналом, характеризующим истинную массу материала в бункере дозатора, значения, меньшего номинального на заранее заданную величину (РстРном 20 Фиг. 1, линия Р, ), отключают подачу материала, после чего некоторое количество материала еще поступает в бункер, Очевидно, что кривая задания нарастания массы порции до номи нального значения должна иметь уменьшающуюся по мере приближения к номинальному значению скорость, чтобы обеспечить необходимую точность дозирования. 30Для определения сигнала, характеризующего истинную массу материала в бункере весового дозатора,формируют сигналы, пропорциональные скорости и ускорению измеиения сигнала с измерителя массы, а затем суммируют с сигналом с измерителя массы с заранее заданным коэффициентами, т.е, суммарный сигнали 1 Рви 40Х=К Р +К - - +К(1)1 ви а 1 э дв фгде К,К,К- заранее заданные коэффициенты пропорциональности; 45Рви- сигнал с массы.Записав (1) в соответствии с преобразованием Лапласа, получаемХ(Б) К Р (Б)+К Б Р (Б)+К Б и Рви(Б)=Рви(Б) (К,+К Б+К,Б ), (2) 50где Б - оператор Лапласа.По полученной сумме сигналов Х(Б) вычисляют сигнал, характеризующий истинную массу из дифференциального уравненияТ - +У=Х,С 1 йимеющего в операторной Форме видУ (Б) (Т Я+ 1 ) =Х (Б) (3) или с учетом (2)Х(Б) К,+К Б+К БУ(Б) = -- = - Р (Б). (4) ТБ+1 ТБ+1 внСвязь сигнала с измерителя массы Р с истинной массой Р материала, поступающего в бункер весового дова-. тора, определяется конструкцией измерителя массы, высотой падения материала с питающих устройств в бункер дозатора.Для измерителя массы, описываемого дифференциальным управлением второго порядка, сигнал Рв связан с истинной массой Ри уравнением2с 1 Р,. йРи ЙРТ --- +Т+Р =Р +К,1 виили в операторной формегде ТТ - коэффициенты, определяемые конструкцией измерителя массы;К - коэффициент, определяемый высотой падения материала в бункер дозато ра.Для измерителя массы, описываемого дифференциальным уравнением первого порядка, например для измерителя массы на базе силоизмерительных тензодатчиков, непосредственно измеряющих усилие, создаваемое дозируемым материалом, сигнал Р и связан с истинной массой Ри уравнениемТ+Р =Р +Кс 1 Рви ЙРд ви идили в операторной Форме(Б)=-Р (Б) 1+К Б ви Т Я+1 в где Т - коэффициент, определяемый конструкцией измерителя массы,ЙРиДинамическая составляющая КЙС или в.операторной Форме К Б Р (Б) представляет собой "удар" в бункер дозатора падающего материала, Очевидно, что чем выше скорость подачиИРиматериала -- , тем больше эта сос- йеР(Б) . тавляющая и тем больше сигнал с измерителя массы отличается от истинной массы. Кроме того, отклонение сигнала Рот истинной массы Р определяется также переходными процессами в самом измерителе массы. Таким образом, сигнал точно соответствует истинной массе Ри только после прекращения подачи материала в бункер дозатора.В предлагаемом способе сигнал, вычисленный по (4) для измерителя массы, описываемого дифференциальным уравнением второго порядка, имеет вид К+К Б+КэБ 1+КУБУ(Б)= ТБ+1 Т,Б+Т,Б+1 Значения коэффициентов К, Т,Т определяются экспериментальнодля принятой в дозаторе конструкцииизмерителя массы. Тогда, задавая2значения коэффициентов К =1, К =Т,К =Т ; Т=К, получаему(Б)=Р(Б). Для весоизмерителя, описываемогодифференциальным уравнением первогопорядка, сигнал У,(Б) имеет вид2у(Б) - К.+КьБ+КР , 1+КУБ .Р (Б)ТБ+1 Т Б+1 Задавая значения коэффициентовК,=1, К=Т, К =0, Т=К получаем У(Б) =Р(Б),Таким образом, сигнал, полученный в результате применения операций способа, на всем протяжении процесса дозирования в цикле точно соответствует истинной массе. Поэтому возможно без снижения точности повысить как начальную, так и среднююза цикл скорость подачи материала,т,е. достигнуть поставленную цельповышение производительности призаданной точности дозирования.Способ может быть осуществлен,например, при помощи схемы автоматического порционного дозатора, представленной на Фиг, 2,Автоматический порционный дозаторсодержит измеритель 1 массы, на котором установлен бункер 2 дозатора.Дозируемый материал подается в бункер 2 питающим устройством 3, при-водимым в движение блоком 4 управления. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Сигнал с измерителя массы поступает на первый вход блока 5 установки нуля (установки нулевого сигнала с измерителя массы), На второй вход блока 5 установки нуля с шины 6 управления поступает дискретный сигнал управления, Формируемый на шине 6 в виде импульса логической единицы в начале цикла дозирования (дискретный сигнал управления на шине 6 управления может быть сформирован схемой технологической автоматики, например системой управления фазовочным автоматом, на который работаетпорционный дозатор). По этому сигналублок 5 установки нуля устанавливаетв течение времени с, (фиг, 1) нулевое значение сигнала на своем выходе. Сигнал управления,с шины поступаетна элемент 7 задержки, на выходе которого через время о, также формируется сигнал в виде импульса логическои единицы. Этот сигнал поступает на вход Формирователя 8 сигнала задания нарастания массы порции до номинального значения и на первый вход триггера 9.На выходе триггера 9 Формируется сигнал логической единицы, который, поступая на первый вход блока 4 управления, включает его, Блок 4 управления приводит в действие питающее устройство 3, и дозируемый материал поступает в бункер 2 дозатора. Формирователь 8 через времяот момента включения питающего устройства Формирует на своем выходе нарастающий во времени сигнал Р цА (Фиг.1),Этот сигнал поступает на первый вход регулятора 10, на второй вход которого с выхода вычислительного блока11 поступает сигнал, характеризующий истинную массу материала, сформированный из сигнала, поступающего сизмерителя массы через блок 5 установки нуля, при помощи последовательности операции способа. Сигнал с выхода регулятора 10, определяемый отклонением сигнала, характеризующегоистинную массу, от сигнала заданияпоступает на второй вход блока 4 управления, который изменяет режим работы питающего устройства 3, т,е. изменяет скорость подачи дозируемогоматериала в бункер 2 в соответствиис величиной и знаком указанного отклонения,Сигнал, характеризующий истиннуюмассу, с выхода вычислительного бло 1307242Формула изобретения Способ управления процессом порционного дозирования сыпучего материала с измерением его массы, начальной нулевой установкой сигнала с измерителя массы, подачей дозируемот го материала в бункер дозатора, Формированием сигнала задания нарастания массы дозы до номинального значения, преобразованием сигнала с измерителя массы в сигнал, характеризующий истинную массу материала, в бункере, определением отклонения 35 ка 11 поступает на первый вход порогового элемента 12, второй вход которого с выхода задатчика 13 поступаетсигнал уставки Р меньший номинального значения массы порпии (Рц, ) 5на заранее заданную величину (разность Р -Р определяется количеством материала, поступающего в бункер 2 дозатора после отключения питающего устройства 3), При достижении сигналом с выхода вычислительного блока 11 значения Р.на выходепорогового элемента 12 Формируетсясигнал логической единицы, который,поступая на второй вход триггера 9,переключает его, т.е. на выходетриггера 9 формируется сигнал логического нуля, который включает блок4 управления, останавливающий питающее устройство 3. После разгрузки 20сформированной порции материала избункера 2 дозатора цикл дозированиявновь повторяется.суммарный сигнал;сигнал, характеризующий истинную массу материала в бункере;время;заданный козЬФициент пропорциональности,сигнала задания нарастания массы дозы от сигнала, характеризующего истинную массу материала в бункере, воздействием на подачу дозируемого материала в сторону компенсации этого отклонения и отключением подачи материала при достижении сигналом, характеризующим истинную массу мате" риала в бункере, значения меньшего номинального значения на заранее заданную величину, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности порционного додирования при заданной точности дозирования, задерживают сигнал задания нарастания массы дозы до номинального значения на время падения дозируемого материала из питающих устройств в бункер дозатора по отношению к началу подачи дозируемого материала, суммируют сигнал,.пропорциональный сигналу с измерителя массы с сигналами, пропорциональными скорости и ускорению сигнала с измерителя массы и с помощью полученного суммарного сигнала определяют сигнал,характеризующий истинную массу материала в бункере иэ уравненияТ -". +У=Х,ййг.1307242 иг Составитель С.йакинТ.Парфенова Техред И,Попович Корректор А,Обручар акт 19 38 ак оектная, 4 иэводственио-полиграАическое предприятие, г. Ужгоро тираж 694 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рау
СмотретьЗаявка
3968932, 24.09.1985
ВОРОНЕЖСКОЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО РАСФАСОВОЧНО-УПАКОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ГАЙДУК ВИКТОР ПЕТРОВИЧ, КУЦОВСКИЙ АНАТОЛИЙ ИЗРАИЛЕВИЧ, ПЛОТНИЦКИЙ ИГОРЬ ГРИГОРЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01G 13/285
Метки: дозирования, порционного, процессом, сыпучего
Опубликовано: 30.04.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-1307242-sposob-upravleniya-processom-porcionnogo-dozirovaniya-sypuchego-materiala.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ управления процессом порционного дозирования сыпучего материала</a>
Предыдущий патент: Способ весового дозирования сыпучих материалов
Следующий патент: Устройство для измерения скорости нормальных волн
Случайный патент: Пылеуловитель