Устройство для программного управленияпотоком жидкости

Союз Советских Социалистических РеспублнкОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ 1800966(51) М. Кл.з С 05 0 7/06 Государстеенпмй комитет СССР яо дедам язобретеяий н открмтив(72) Авторы изобретения В. В. Скибенко, И, Я. Колокольцов, А. П. Пр тасови В. А, Колбин 1"ССОЩЩуДЛР -;,0Тгт;",.,Научно-исследовательский институт по биоло ическим" :зЗЛиспытаниям химических соединений и Кировск й 6 Д,.,;ц),политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ Изобретение относится к автоматизации процессов объемного иэмере ния и дозирования жидких сред, и может быть использовано в химической, медицинской и других отраслях промышленности при смешивании жидких сред в различных пропорциях, где требуется повышенная точность дозирования компонентов смеси,Известно устройство для управления потоком жидкости, содержащее блок Формирования кода, блок формирования сигналов управления, блок выбора программ и блок задания последовательности моментов времени исполнения команд, вход которого соединен с первым выходок блока Формирования кода, первый выход подключен к первому входу блока формирования кода, второй - к пер", вому входу блока формирования сигнала управления, а третий - ко второму входу блока формирования кода и к выходу блока выбора програюи, подключенного своим выходом ко второму входу блока формирования сигналов управления, третий вход которого соединен с другим выходом блока формирования кода 111Недостатками этого устройства являются его сложность, ограниченные функциональные возможности и низкое быстродействие, так как совокупность присущих.ему блоков по существу представляет собой вычислительную машину и сложный технологический блок, Кроме того, это устройство может функционировать в том случае, когда заранее известна временная диаграмма включения и Ьтключения исполнительных механизмов, что не всегда возможно при реализации сложных методик, разведения и смешивания жидких сред н требует изменения всей рабочей программы при изменении последовательности включения исполнительных ме- ханизмов Наиболее близким к предлагаемомуйо технической сущности являетсяустройство для программного управления потоком жидкости, содержащее 25 компрессор, вакуумный насос, последовательно соединенные первые приводы, дозирующие исполнительныеэлементы и импульсные датчики пере,.мещения, последовательно соединен ные второй привод, концевой пере 800966ключающий элемент и блок индикации, и последовательно соединенные блок задания программы, согласующий блок управления, дешифратор, коммутатор, третий привод и датчик им"; пульсов, второй выход коммутатора соединен с первыми входами первых приводов, третий выход - со входом второго привода, второй выход блока управления подключен ко входу блока задания программы, а третий выходко второму входу блока индикации (2 .Недостатками этого устройства являются ограниченные функциональные возможности и низкое быстро" действие, так как устройство не позволяет проводить дозирование и смешивание жидких сред по методикам с различными повторяющимися операциями, Кроме того, в этом устройстве исполнительные механизмы могут функционировать только последовательно во времени, так как при одновременной работе нескольких исполнительных элементов не известно время окончания работы каждого из них.Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функци ональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит лоГический блок, блок срав. нения, реверсивный счетчик и последовательно соединенные реле времени дифференцнрующий элемент и элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом логического блока третий вход - с выходом концевого переключающего элемента, четвертый вход - с выходом датчика импульсов, выход,- со вторым входом блока управления, первый вход реверсивного счетчика подключен к датчику импульсов, второй вход - ко второму выходу третьего привода, выход - к третьему входу блока индикации и к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а выход - с третьим входом блока управления, пятый выход которого подключен к первому входу логического блока, второй вход которого соединен со вторым выходом коммутатора, третьи входы - с выходами импульсных датчиков перемещения и со вторыми входами первых приводов, второй выход логического блока соединен с четвертым входом блока индикации, вход реле времени подключен к четвертому выходу коммутатора, а выход ко входам компрессора и вакуумного насоса.На фиг, 1 показана Функциональная схема устройства; на Фиг. 2 Функциональная схема логического блока.45 0 5 бО 65 для перемешивания жидкостей. в рабочих ячейках (воздух заставляет вращаться жидкость в ячейке, чем идостигается ее равномерное перемешивание, причем,при правильном подборепараметров воздушной струи, поверхность перемешиваемой жидкости неразрывается н в ней не появляютсявоздушные пузырьки). Вакуумный насос 2 предназначен для перераспределения жидкостей в рабочих ячейках,Первые приводы 3 - 3 и выполнены реверсивными. Каждый дозирующий исйолнительный элемент 4 - 4 и выполнен в виде многоканального перистальтического насоса. Каждый им-.пульсный датчик перемещения 55 п предназначен для фиксации положения дозирующего исполнительногоэлемента 4 - 4 п и для выдачи сигнала остановки первому приводу 3Зп, Второй привод б обеспечиваетвертикальное реверсивное перемещениеплаты с пробникамн, Концевой переключающий элемент 7 управляет тор 5 0 15 20 2 30 35 40,Устройство содержит компрессор 1, вакуумный насос 2, первые приводы 3 - Зп , дозирующие исполнительные элементы 4- 4 л, импульсные датчики перемещения 5- 5 и, второй привод б, концевой переключающий элемент 7, блок 8 индикации, блок 9 задания программы, согласующий блок 10, блок 11 управления, дешифратор 12 коммутатор 13, третий привод 14, датчик 15 импульсов, логический блок 16, имеющий входы О 8 Ь и бп и выходы 9 и Ъ, блок 17 сравнения, реверсивный счетчик 18, реле 19 времени дефференцирующий элемент 20 и элемент ИЛИ 21. Для простоты не указаны цепи сброса цифровых элементов устройства в нулевое положение.Блок триггеров 16 содержит делители частоты 22 - 22 п, дифференцирующие элементы 23 - 23 п, триггеры 24 - 24 п, элемент И 25 и формирователь 26 импульсов. Каждый делитель частоты 22- 22 и представляет собой триггер, производящий деление на два. Исполнительным, элементом привода 14 является транспортный . механизм, на который устанавливаются контейнеры с рабочими ячейками. Контейнеры перемещаются горизонтально. Исполнительнымй эЛементами привода б являются полые металлические иглы (пробники), смонтированные на одной плоской плаТе, которая перемещается вертикально. При опускании платы, пробники, погружаются в рабочие ячейки, находящиеся в гнездах контейнера. Емкости для жидкостей и гибкие соединительные трубопроводы на чертеже не показаны.Компрессор 1, представляющий собой воздушный насос, предназначенможением второго привода 6 и выдает импульс на вход элемента ИЛИ 21 при остановке этого привода, Блок 8 индикации предназначен для визуального контроля положения исполнительных элементов устройства,. Согласующий блок 10 предназначен для согласования сигналов с Фотосчитывающего блока 9. с интегральными схемами блока 11 управления, который синхронизирует. работу всех блоков устройства. Дешифратор 12 предназначен для расшифровки кода команды. Коммутатор, 13 осуществляет выдачу сигналов для исполнения команд. Третий привод 14 предназначен для .горизонтального перемещения контейнероносителя с рабочими ячейками в Шаговом или непрерывном режимах и Цля управления реверсивного счетчика 18. Датчик 15 импульсов предназначен для контроля. перемещения контейнеров с рабочими ячейками. Логический блок 16 предназначен для . формирования сигнала готовность", по окончании выполнения команды всеми дозирующими исполнительными элементами 4( - 4),. Блок 17 сравнения предназначен для выдачи в блок 11 управления сигнала фОкончание цикла при совпадении кода положения контейнероносителя, поступающего с реверсивного счетчика 18, с кодом установки, поступающим из блока 11 управления, Реле 19 времени предназначено для задания времени работы компрессору 1 или вакуумному насосу 2, Дифференцирующий элемент 20 предназначен для формирования импульса фГотовностьф по окончании работы компрессора 1 или вакуумного насоса 2.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии устройства исполнительный элемент (плата с пробниками) привода 6 находится в крайнем верхнем положении.Контейнеры с ячейками установлены на стол транспортного элемента привода 14, Функционирующего в шаговом или непрерывном режимах, При выпуске устройства блок 11 управления выдает разрешающий сигнал блоку 9 задания программы, который считывает первую команду. Эта команда- расшифровывается дешифратором 12 и коммутатор 13 выдает управляющий сигнал приводу 14, который перемещает контейнер с рабочими ячейками на один шаг или непрерывно. Непрерывное перемещение контейнера .прекращается при поступлении следующего управляющего сигнала на привод 14, а в шаговом режиме контейнер останавливается при поступлении на привод 14 импульса от датчика 15. Импульс с датчика 15 записывает единицу в счетчик 18 и через элемент ИЛИ 21 выдает сигнал Готовности блоку11 управления, который считывает сблока 9 задания программы следующуюкоманду. При поступлении контейнерас рабочими ячейками в первую технологическую позицию, опРеделеннуюпрограммой, на привод 6 подаетсяуправляющий сигнал и плата с пробниками опускается в нижнее положение. Переключающийэлемент 7 выдаетсигнал исполнения этой команды приводу 6 и через элемент ИЛИ 21 блоку11 управления, который считывает сблока 9 задания программы следующуюкоманду на включение соответствующих рабочей программе приводов 5 3,( - 3), и на установку соответствующих этим приводам триггеров 24424 П блока 16 в единичное состояние.Установка триггеров 244 - 24 я вединичное состояние производйтся 2 О при поступлении стробирующего импульса по входу блока 16, а по входуБ делители частоты 22 - 22 л устанавливаются в нулевое состояние,Дозирующие элементы 4 4 - 4 я выдают дозы в рабочие ячейки контейнера, а датчики 5- 5 и выдают импульсы перемещения дозирующих элементовприводов 3 - Зя по входам о блока16, эти импульсы поступают на дели-.тели частоты 22- 22, Выходныеимпульсы делителей 22 - 22 п (отрицательный перепад потенциалов)посредством дифференцирующих элементов 23,( - 230 устанавливают триггеры 244 - 24 в нулевое состояние.ИПо окончании выдачи доз всеми работающими по последней команде каналами (приводами) все триггеры24- 24 п устанавливаются в нулевое состояние и сигнал с выхода 40 элемента И запускает, формирователь26 импульсов (одновибратор), выходной импульс которого через элементИЛИ 21 и блок 11 управления считывает следующую команду. Рабочая 45 пРограмма составляется таким образом, что после отработки дозирующих элементов 4 - 4 п и насосов в1 и 2, производят подъем платы спробниками приводом 6 и переключаю- О щий элемент 7 выдает разрешение наперемещение контейнера с рабочимиячейками приводом 14 на заданноепрограммой число шагов, после чегоплата с пробниками опускается приводом 6, соответствующие приводы3,( - Зи, посредством дозирующихэлементов 4 - 4 и вносят дозы жидкостей в рабочие ячейки контейнераи формирователь 26 импульсов черезэлемент ИЛИ 21 считывает командуна включение реле 19 времени, котоРое подключает компрессор 1. Время срабатывания реле 19 устанавливается оператором вручную и зависит от объектов перемешиваемых жидкостей и от воздушной струи компрессора1. Перепад напряжения.на выходе.реле 19, отключающий компрессор 1,дифференцируется .элементом 20 ичерез элемент ИЛИ 21 и блок 11 управления считывает следующую. коман"ду блока 9 задания программы, иустройство Функционирует. далее порабочей программе. Реверсивныйсчетчик 18 в любой момент времениопределяет положение. транспортногоэлемента (контейнерьс рабочимиячейками) привода 14, причемсчетом вычитанием счетчика управлляет элемент реверса. привода 14.Блок 17 сравнивает, код реверсивного счетчика 18 с.кодом буферногорегистра блока 17 и выдает сигналсравнения кодов в блок 11 управле.ния, который вырабатывает. сигналусловного перехода блоку 9 заданияпрограммы и изменяет.содержимое буферного регистра блока 17 в соответствии с последующим участком рабочей програмьв,В зависимости.от программки впроцессе работы устройства из блока11 управления в буферный регистрблока 17 сравнения может заноситсялибо код адреса остановки транспортного элемента привода 14, приускоренном перемещении .контейнерас рабочими ячейками в непрерывномрежиме, либо код позиции транспортного элемента привода 14, с которого необходимо повторить часть программы (без изменения рабочей программы, так как иногда.может измениться методика. разведения растворов в процессе проведения опытов),либо, когда требуется контроль поположению функционирования устройства, код контрольной или конечной позиции транспортногоэлемента привода 14.Таким образом, наличие в устройстве реверсивного счетчика 18,блока 17 сравнения, элемента ИЛИ21 и логического блока 1 б, позволяет расширить функциональные возможности устройстваобусловленноевоэможностью дозирования жидкостейодновременно несколькими. дозирующими насосами 4 - 4 п, что повышает быстродействие устройства, возможность проведения различных технслогических операций без изменения.основной рабочей программы,что делает устройство универсальными простым в эксплуатации; возможностью контроля работы устройствапо конечному или промежуточному "положению транспортного элементапривода 14, что повышает надежностьустройства; возможностью. ускоренного перемещения транспортного элемента привода 14, что повышаетбыстродействие устройства. Формула изобретения Устройство для программного упавления потоком жидкости, содержащее компрессор, вакуумный насос, последовательно. соединенные первые приводы, дозирующие исполнительные элементы и импульсные датчики перемещения, последовательно. соединенные второй привод, концевой переключающий элемент и блок индикации,и последовательно.,соединенные блокзадания программы, согласующийблок, блок. управления, дешифратор,коммутатор, третий привод и датчикимпульсов, второй выход коммутаторасоединен с первыми. входами первыхприводов, третий выход - со входомвторого привода, второй выход блока управления подключен ко входублока задания программы, а третий2 выход -.ко второму входу блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функгциональных воэможностей и повышения быстродействия, в него введеныр логический блок, блок сравнения,реверсивный счетчик и последова.- тельно соединенные реле времени,дифференцирующий элемент и элементИЛИ, второй вход которого соединен.ЗО с первым выходом логического блока,третий вход - с выходом. концевогопереключающего элемента, четвертыйвход - с выходом датчика импульсов,выход - со. вторым входом блокауправления, первый вход реверсивного счетчика подключен к датчикуимпульсов, второй .вход - ко второму выходу третьего привода, выходк третьему входу блока индикациии к первому входу блока сравнения,40 второй вход которого соединен счетвертым выходом блока управления,а выход - с третьим входом блокауправления, пятый выход которогоподключен к первому входу логичес 4 кого блока, второй вход которогосоединен со вторым выходом коммутатора, третьи входы - с выходамиимпульсных датчиков перемещения исо вторыми входами первых приводов,второй выход логического блока соединен с четвертым входом блокаиндикации, вход реле времени подключен к четвертому выходу коммутатора, а выход - ко входам компрессора и вакуумного насоса,5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 581458, кл. С 05 Р 7/06, 19752, Аи 1 опа 1 оп 1 п И 1 сгоЬ 3.оРодапд пцпипооцу, ЕЙ 1 ей Ьу СаМсагап ИЕРЕМ апд У 1 Ьог, 1 ЕЕЕ. ВаЫввцпоЬ., 974, Р 1.. Э аказ 104 2 8/ ПП ффПатен л 4 Тираж 951 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Подписноекомитета ССГи открытийаушская наб.,г. Ужгород, ул, Проект