Устройство для многокомпонентного дозирования

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИ ЧЕСКИ ХСПУБЛИН 0256 А 9)(Я)4 С 05 0 11/13 ффжч64)Е 1 р г.7;.;Ма,; О Е ИЗОБРЕТЕНИЯ СТВ КОМ А рож Рук се 8,8)е свидетельство СССС 01 С 13/18, 1974свидетельство СССРС 01 Р 11/00, 1978 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ4(71) Московский автомобильно-доный институт, Специальное констторское бюро "Кассетдеталь" и Всоюзный государственный проектныиинститут "Гипростроммаш"(56) АвторскоВ 494620, кл.АвторскоеВ 750279, кл,(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО .ДОЗИРОВАНИЯ, содержащее ь дозаторов по числу каналов,блоки умножения, блок определениямаксимума и сумматор, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности и быстродействияустройства, оно содержит задатчики,блок памяти, переключатели, элемент И, элемент сравнения, первыеключевые элементы, регуляторы, элемент запаздывания и второй ключевойэлемент, причем в каждом канале входдозатора соединен с первым выходомрегулятора, а выход - с первым входом регулятора и с первым входомпервого ключевого элемента, связанного выходом с входом первого блокаумножения, выход задатчика каждогоканала подключен к первому входупереключателя, второй вход которогосоединен с выходом второго блокаумножения, а выход - с вторым входомрегулятора, причем выходы задатчиков всех каналов связаны с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, подключенного вторым входом к выходу блока определения максимума и к первому входу второго ключевого элемента, а выходом - к третьим входам переключателей и регуляторов всех канадов, первые выходы элемента И соединены с соответствующими вторыми входами первых ключевых элементов всех канадов, второй выход - с входом элемента запаздывания, а входы - с соответствующими вторыми выходами регуляторов,Ф выход элемента запаздывания подключен к второму входу второго ключевого элемента, соединенного выходом с входом блока памяти, выход которого связан с входами вторых блоков умножения выходы первых блоков умно- У)вам жения подключены к соответствующим входам блока определения максимума. 2. Устроиство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем каж дый регулятор содержит блок фиксаци точной массы и последовательно соединенные блок фиксации грубой массы элемент ИЛИ, формирователь длительности импульсов и логический блок, второй вход которого связан с выходом блока фиксации точной массы, третий вход - с выходом блока фикса ции грубой массы и с вторым выходом регулятора, четвертый вход - с вторым входом элемента ИЛИ и с третьим входом регулятора, а выход - с первым выходом регулятора, первый вход блока фиксации грубой массы подклю чен к первому входу блока фиксации1200256точной массы и к второму входу регу- входу блока фиксации точной массылятора, а второй вход - к второму1Изобретение относится к системам управления соотношением компонентов в смесях различных материалов и может применяться в строительной, металлургической, химической и других 5 отраслях промышленности.Цель изобретения - повыщение точности и быстродействия устройства.На фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - 1 О схема подключения одного из регуля 45 торов.Устпойство для многокомпонентногодозироьания содержит и по числу каналовдозаторов 1 многокомпонентной . 15смеси, стабилизирующие регуляторы 2,и первых ключевых элементов 3, и первых блоков 4 умножения, блок 5 определения максимума, блок 6 памяти,и вторых блоков 7 умножения, и задатчиков 8, и переключателей 9, логический элемент И 10, сумматор 11, элемент 12 сравнения, ключевой элемент 13 и элемент 14 запаздывания.Каждый из автоматизированньр.дозаторов 1 содержит впускной заТвор 15,бункер с весовым механизмом 1.6,и датчик 17 веса.Кроме того, каждый стабилизирующийрегулятор 2 содержит блок 18 фикса- З 0ции точного веса, блок 19 фиксациигрубого веса, формирователь 20 длительности импульсов, логичЕскийблок 21 и элемент ИЛИ 26,В свою очередь, блок 18 фиксацииточного веса содержит повторитель 22со сдвигом и элемент 23 сравнения.Блок 19 фиксации грубого весасодержит повторитель 24 со сдвигоми элемент 25 сравнения,0Формирователь 20 длительности импульсов имеет два регулируемых сопротивления 27 и 28,переключатель 29,конечный выключатель 30, емкость 31и реле 32,Логический блок 21 содержит дваинвертора 33 и 34, два логическихэлемента И 35 и 36, ключевой элемент 37 и логический элемент ИЛИ 38. 2В каждом канале (фиг. 1) вход дозатора 1 соединен с первым входом регулятора 2, а выход - с первым входом регулятора 2 и первым входом первого ключевого элемента 3, связанного своим выходом с входом первого блока 4 умножения. Выход задатчика 8 каждого канала подключен к первому входу переключателя 9, второй вход которого соединен с выходом второго блока 7 умножения, а выход - с вторым входом регулятора 2, причем выходы задатчиков 8 всех каналов связаны с соответствующими входами сумматора 11, выход которого соединен с первым входом элемента 12 сравнения, подключенного вторым входом к выходу. блока 5 определения максимума и к первому входу второго ключевого элемента 13, а выходом - к .треть. им управляющим входам переключателей 9 и регуляторов 2 всех каналов, первые выходы элемента И 10 соединены с соответствующими вторыми управляющими входами первых ключевых элементов 3 всех каналов, второй выход - входом элемента 14 запаздывания, а входы - с соответствующими вторыми выходами регуляторов 2, выход элемента 14 запаздывания подключен к второму входу второго ключевого элемента 13, соединенного выходом с входом блока 6 памяти, выход кото" рого связан с входами вторых блоков 7 умножения, выходы первых блоков 4 умножения подключены к соответствующим входам блока 5 определения максимума.При этом в каждом регуляторе 2 последовательно соединены блок 18 фиксации точного веса, блок 19 фиксации грубого веса, элемент ИЛИ 26, формирователь 20 длительности импульсов и логический блок 21, второй вход которого связан с выходом блока 18 фиксации точного веса, третий вход - с выходом блока 19 фиксации грубого веса и с вторым выходом регулятора, четвертый вход - с вторым входом200256 4где Б, - значение дозы компонента х 1,1соответствующее положениюзадатчика 8,д-й компонент дозируется соответствующим дозатором.Сначала производят одновременноедозирование всех компонентов в режиме "Грубо" с последующим взвешиванием. Из-за того, что процесс дозирования часто сопровождается выбросамимассы (передозированием) в грубом режиме по отношению к номиналу точногорежима дозирования, устройство произ.воДит коррекцию номинала для досыпкив каждом цикле дозирования с тем,чтобы доля каждого компонента в смеси оставалась заданной.При этом выбирают ведущий компонент, в связи с чем для каждой отдо 20 зированной в грубом режиме массыкомпонентов х; определяют нормированные массы Ч, смеси, т.е. такиемассы смеси, при которых погрешностьдозирования компонента д нулевая.25Это значение нормированной массыдля компонента х равнох;Я;)Ч;=- --- ; (д=1,2п),Т;где Ц, - измеренное значение отдози 30 рованной,массы компонента дИсходя из величины нормированных .масс Ч ,Ч;,Ч, определяют максимальное значение в соответствииЗ 5 с функцией максимума з 1элемента ИЛИ 26 и с третьим входомрегулятора, а выход - с первым выходом регулятора, первый вход блока 19фиксации грубого веса подключенк первому входу блока 18 фиксацииточнОго веса и к второму входу регулятора, а второй вход - к второму входублока 18 фиксации точного веса ик первому входу регулятора. Выходпереключателя 9 соединен с входамиповторителей 22 и 24 со сдвигом,выходы которых соединены с входамисоответствующих элементов 23 и 25сравнения, вторые выходы которыхсоединены с датчиком 17 веса, а выход первого элемента 23 сравнениясоединен с входом первого инвертора 33, выход которого соединен спервым входом первого элемента И 35,выход которого соединен с первымвходом первого элемента ИЛИ 38,выход которого соединен с входомвпускного затвора 15, а выход второго элемента 25 сравнения соединенс соответствующим входом элемента И 10 системы, первым входом второго элемента ИЛИ 26 и входом второго инвертора 34, выход которого подключен к входу ключевого элемента 33,второй вход которого соединен с выходом элемента 12 сравнения системыи вторым входом второго элемента ИЛИ 26, а выход второго ключевогоэлемента 37 соединен с впервым входом второго элемента И 36, выход.которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 38, выход же второ.го элемента ИЛИ 26 соединен с входомпервого регулируемого сопротивления 27, выход которого соединенс входом переключателя 29, первыйвыход которого соединен с вторым регулируемым сопротивлением 28, авторой выход - с входом емкости 31,выход которой соединен с входом реле 32, выход которого соединенс третьим входом первого элемента И 35, а управляющий вход переключателя 29 соединен с конечным выключателем 30.Теоретическое обоснование работыустройства.Для смеси, состоящей из и компонентов, их долевое содержание, уста-,новленное по технологическим нормам,равноО 1(д=1,2п),1 в 1 Ч макс макс 1 1 д ьуЧ 1а ЧЗатем сигнал Чпередают вомаксвсе каналы и умножают на соответст вующие заданные доли компонентов011 Чмакс Г;Полученные величины скорректированных заданий Ц .1, подают в качестве новых заданий стабилизирующим 45 регуляторам и по ним производят подсыпку в режиме точного дозированияодновременно по всем каналам.1Устройство работает следующимобразом.Перед началом дозирования с помощью задатчиков 8 устанавливаетсяуровень аналогового сигнала(номинала), пропорциональный заданному ве,су. Дозаторы 1, управляемые своими 55 стабилизирующими регуляторами 2,в соответствии с заданными на задатчиках 8 номиналами, подаваемымичерез переключатели 9, производят6 Ьдозирования, т.е. набора точного веса на дозаторах. Это необходимо длятого, чтобы при разгрузке не началась досылка материала.На первый вход элемента И 36 поступает с инвертора 34 через ключевой11 11элемент 3 7 сигнал логич еск ои 1При этом н а выходе элемента ИЛИ 3 8логиче ск ого блока 2 1 появляется сигнал логической " 1 " , и э атв ор 1 5 открыв ается , До зируемый материал н ачинает поступать через открытый з атвор 15 в бункер 1 6 весовой системы,и набираемый в н ем вес отслеживаетсядатчиком 1 7, который Формирует аналоговый сигнал П (параметр ) , пр опорциональный набираемому в бункере весудо зируемого материала . Повторитель 24со сдвигом блока 1 9 фиксации грубоговеса придает уровню выходного сигнала Н з адатчик а 8 отрицательныйсдвиг С1 величина которого определяет зону грубого дозиров ания ,После набора до з атор ом грубогов е е а при П 7 Н-С 1 элемент 2 5 сравненияформирует на выходе дискретную логиче скую " 1 ", которая проходит черезинв е ртор 3 4 и ключевой элемент 3 7на выход элемента И 36 .11 11,Ин вер тир о ванныи сигнал Ноль поступает на вход элемента ИЛИ 3 8 логическ ого блока 2 1 и отключает сигнал ИМ ( исполнит ельный механизм) .и затвор 1 5 закрывается , На выходе11 11блока 2 5 появляется логическая 1и начинается до зир ов ание , Когда поокончании режима грубого до зир ов анияна выходах элементов 2 5 сравненияблоков 1 9 Фиксации грубого веса навсех каналах появляются сигналы логическ ой " 1 ", в ло гическом .элементе И 1 О Формируется сигнал ТСГ, р авный логической " 1 " , означающий з аве ршение грубого дозирования во всехканалах .Точное дозиро ванне может идтипо двум режимам . В случае, если г= 0, (пер едо зирование не происходит) ,переключатель 9 находится в первомположении , при котором через негопроходит сигнал номинала с з адатчика 8 . Ключевой элемент 3 7 открыт .иСигнал логической "1", появившиися на выходе, элемента 25, поступаетна элемент ИЛИ 26После закрытиязатвора 15 конечный выключатель 26от формирователя 20 длительностиформирует сигнал, который поступаетна управляющий вход переключателя 29,5 120025дозирование всех о компонентов смесив режиме грубого дозирования.После окончания грубого дозирования во всех дозаторах 1 тактирующимсигналом "Грубо" (ТСГ), формируемым.в элементе И 10, открываются ключи 3, и сигналы набранного грубоговеса компонента смеси поступают через блоки 4 умножения (где делятсяна свои заданные весовые доли у ), 1 Она блок 5 выбора максимума, (гдевыбирается максимальное значениенормированного веса Ч. В случаеперегрузки, при введенйй скорректированного номинала, сигнал ТСГможет 15стать равным нулю. Поэтому значениемаксимального нормированного веса Ч после прохождения черезус ксключевой элемент 13, открываемыйпо сигналу ТСГ с выдержкой времени 20(определяемой элементом 14 запазды"вания), запоминается в блоке 6рамяти. Затем сигнал Чмс 1 кс умножается в блоках 7 умножения нагде Формируется значение скорректированного задания Б ,=Ч ,к 1 послечего оно поступает на второй вход переключателя 9.С выходом задатчиков 8, сигналыпоступают на сумматор 11, где формируется величина заданной массы замеса. Эта величина заданной массы одновременно с сигналом Ч, подаетсяна элемент 12 сравнения,Сформированныйв элементе 12 сиг 11 11 т 35нал г равен логическому О при отсутствии перегрузки при грубом,дози 11 11р ов анни и равен ло гиче скои1 приперегрузке (Ч ) 2 П;). При г=Она выход переключателя 9.проходитсигнал задания номинала Б с задатчика 8. При г=1 на выход переключателя 9 проходит сигнал скорректированного значения задания П 1, и регулятор"2 отрабатывает его величину.45Стабилизирующий регулятор работаетследующим образом.До начала дозирования, пока грубый .вес. не набран, ПН-С 1, на выходеэлемента 25 сравнения блока 19 фиксации грубого веса остается логический"0", который затем инвертируетсяв элементе 34 и через ключевой элемент 37 поступает на первый входэлемента И 36. Для включения дозирования на логический блок 21, а им енИ 35но иа вторые входы элементов И11 1и 36 (Фиг. 2) подают сигнал Пуск ,который сохраняется до конца циклаПоследний замыкает свой нормальноразомкнутый контакт, и сигнал отэлемента 26, проходя через регулируемое сопротивление 27, переключатель 29 и емкость 31, включает реле 32 с выдержкой времени (равнойвремени полного успокоения динамических возмущений весоизмерительнойсистемы).Затем выходной сигнал от реле 32 поступает через элемент И 35и элемент ИЛИ 38 логического блока 21, который формирует сигнал ИМ,на открытие затвора 15. Сектор затвора 15, перемещаясь, освобождаетрычаг конечного выключателя 30, сигнал от которого исчезает, и переключатель 29 замыкает свой нормальнозамкнутый контакт.Емкость 31 через нормально замкнутый контакт переключателя 29 и регулируемое сопротивление 28 разряжается, и через заданное время сигналыот реле 32 и соответственно ИМ отэлемента ИЛИ 38 блока 21 управленияисчезают, после чего затвор 15 закрывается,Элементы 28, 31 и 32 играют рольимпульсаторов. Регулируемым сопротивлением 28 настраивают длительностьимпульса (сигнала). Импульсная досыпка происходит до полного наборавеса. Точный набор веса отслеживавается блоком 18 фиксации точноговеса, в котором аналоговый сигнал Нот задатчика 8 или Оот блока 7, умножения, пройдя через повторитель 22 со сдвигом получает отрицательный сдвиг, равный уровню сигнала, пропорционального погрешности,вносимой инерционностью исполнительного механизма и погрешностью элемента 23 сравнения плюс половина весапорции досыпки в зоне точного взвешивания.Когда сигнал датчика 17 веса достигает заданной величины, появляется дискретный сигнал от элемента 23 сравнения, который через инвертор 33поступает в элемент И 35 и формируетна его выходе логический 0. Приэтом элемент ИЛИ 38 снимает сигналИИ, и затвор 15 закрывается. Заданный вес набран, процесс дозированиязаканчивается.В случае, если я=1 (происходитпередозирование одного из компонен тов в грубом режиме), переключатель 9 переключается сигналом г,и на его выходе появляется сигналскорректированного номинала, поступающий из блока 7 умножения. Далеедозирование идет аналогично указанному.Чтобы при подаче скорректированного номинала на вход блока 24 непроизошло вторичного переключенияна режим грубого дозирования (таккак при Нк 1 П, на выходе элемента 25может вторично появиться логический110 ) , сигнал г закрывает ключевойэлемент 3 7, и появившаяся н а выходе 25 блока 34 логическая " 1 " не проходитн а вход блока 3 6 , Одновременно длятого , чтобы произошло своевременноепереключение системы на импульсныйрежим ( при исчезновении " 1 " н а выходе блока 2 5 ) , н а второй вход блокаИЛИ 2 6 подают сигнал к , функцио наль- .но заменяющий собой пропавшую на выходе блока 2 5 логическую " 1 " .Изобретение позволяет осуществитьпроцесс до зир ования всех компон ентов одновременно, что снижает длительность цикла дозирования. Крометого, возможность производить коррекцию заданий в процессе каждого цикла дозирования позволяет значительноповысить стабильность состава смеси.Применение изобретения в производстве железобетонных смесей позволяетснизить коэффициент вариации прочности готовых иэделий на 5-77., чтофй У. в свою очередь, позволяет уменьшитьрасход цемента иа изготовление бетонной смеси в среднем на 53.1200256 Составитель Л.ЦаллаговаРедактор О.Головач Техред Т.Дубинчак Корректор М,Демчик ул.Проектная,Патент филиал Ужгор каэ: 7866/53 Тираж ВНИИПИ Государст по делам изоб 113635, Москва, Ж862 Подписноеенного комитета СССРетений и открытийРаушская наб., д. 4/5