Способ управления процессом весового порционного дозирования сыпучих материалов

(71) Всесоюзный научно-ительский и эксперименталрукторский институт упакшиностроения(56) Патент Франции У 25кл. С 01 С 13/285, 1984. Авторское свидетельство СССР 9 1307242, кл. С О 1 С 13/285, 1986, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЕСОВОГО ПОРЦИОННОГО ДОЗИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к весоизмерительной технике, может быть использовано в автоматических дозировочных комплексах для управления весовым порционным дозированием сыпучих материалов на предприятиях пищевой и химической промьпдленности и позволяет повысить производительность. В начале каждого цикла дозирования устанавливают нулевое значение сигнала весоизмерителя, чтобы исключить влияние "просыпей" в бункере весоизмерителя, в т 6 чении заданного промежутка времениопределяемого временем успокоения весоизИзобретение относится к весоимерительной .технике и может быть. мерителя после разгрузки в предыду, щем цикле, Через время с включают подачу дозируемого материала в бункер весоизмерителя и, с задержкойформируют сигнал задания (кривая Р) по нарастанию веса порции до номйнального (Р, ) значения, Величинавыбирается равной времени падения дозируемого материала из питающих устройств в пустой бункер весоизмерителя, а интервал- по раз ностии с . Сигнал с весоизмерителя преобразуется в сигнал у, характеризующий истинный вес материала в бункере весоизмерителя, и определяется его отклонение от сигнала задания, В зависимости от величины и знака отклонения воздействуют на подачу дозируемого материала в сторону компенсации этого отклонения, При достижении сигналом у значения, меньшего номинального на заранее установ-.ленную величину (Рс Рном)от"лю чают подачу материала. Сигнал у определяют в соответствии с соотношением Т Йу/с 11+у=х, где Т - коэффициент пропорциональности; х - сумма сигналов, пропорциональных скорости и ускорению изменения сигналов весоизме-, рителя, и сигнала весоиэмерителя, ,причем по мере увеличения сигнала уменьшают коэффициент пропорциональности.Т. 4 ил. использовано в автоматических дозировочных комплексах для управления3 150085процессами весового порционного дозирования сыпучих материалов на предприятиях пищевой и химической промьпцленности.Цель изобретения - повышение производительности весового порционногодозирования при заданной точности,На фиг. 1 представлены графики,иллюстрирующие способ доэирования;на фиг. 2 - вариант устройства, осуществляющего данный способ; на фиг.З"схема блока управления; на фиг. 4 диаграммы работы блока управленияСпособ управления процессом весового порционного дозирования осуществляют следующим образом,В начале каждого цикла доэирования устанавливают нулевое значениесигнала с весоизмерителя, такая операция необходима для того, чтобы ис- .ключить влияние на точность дозирования ненулевого сигнала с весоизмерителя, который возникает от нали-.чия "просыпи" материала на элементахконструкции бункера весоизмерителя исамого весоизмерителя, На фиг, 1 время, необходимое в начале каждогоцикла дозирования для установки нулевого значения сигнала с весоизмери- З 0теля, обозначено Т , Длительность7 выбирается в зависимости от времени успокоения весоизмерителя послеразгрузки бункера весоизмерителя впредыдущем цикле дозирования. Черезвремя Ф (фиг. 1) от момента началаустановки нулевого значения сигналас весоизмерителя включают подачудоэируемого материала в бункер весоизмерителя и, с задержкой 40(фиг. 1) по отношению к моментувключения подачи дознруемого материала, формируют сигнал задания(фиг. 1, кривая Р А ) по нарастанию веса порции до номинального 45(Рщ ) значения. Величина интервалаТ выбирается равной времени падения дозируемого материала из питающихустройств в пустой бункер весоизмерителя, а интервала- разностиинтервала с времени установки нулефвого значения сигнала с весоизмерителя и времени .Г падения дозируемоЪ.го материала из питающих устройствв пустой бункер весоиэмерителя. Очевидно, что если Т)Тто величина2. становится равной нулю, т.е.гмоменты начала установки нулевого значения сигнала с весоизмери 2 4теля и включения подачи дозируемогоматериала совпадают,Сигнал с весоиэмерителя (Р)преобразуют в сигнал, характеризующий истинный вес материала в бункере весоиэмерителя , определяютего отклонение от сигнала задания,В зависимости от величины и знакауказанного отклонения воздействуютна подачу дозируемого материала всторону компенсации указанного отклонения, например, при значениисигнала, характеризующего истинныйвес материала в бункере, меньшем,чем сигнал задания, скорость подачиматериала в бункере. весоизмерителя увеличивают, и наоборот, при1значении сигнала, характеризующегоистинный вес материала в бункере,большем, чем сигнал задания, скорость подачи доэируемого материалав бункер весоизмерителя уменьшают.При достижении сигналом, характеризующим истинный вес материала в бункере, значения, меньшего номинального на заранее заданную величину(РР , фиг. 1, линия РЧС 7отключают подачу материала, послечего некоторое количество материала еще поступает в бункер весоизмерителя, Очевидно, что кривая задания по нарастанию веса порции дономинального значения должна иметьуменьшающуюся по мере приближенияк номинальному значению скорость,чтобы обеспечить необходимую точность дозирования.Для определения сигнала, характеризующего истинный вес материалав бункере, формируют сигналы, пропорциональные скорости и ускорениюизменения сигнала с весоизмерителя,а затем суммируют с сигналом с весоизмерителя с заранее заданнымикоэффициентами, т.е, формируют суммарный сигнал х, равный сумме сигналов, пропорциональных скоростии ускорению изменения сигналов весоизмерителя и сигнала весоизмерителя.Затем вычисляют сигнал у, характеризующий истинный вес материалав бункере в соответствии с соотношением:Т- +у х6ЙйРгде Т - коэффициент пропорциональности,5 1В данном способе по мере увеличения сигнала у, характеризующегоистинный вес, уменьшают коэффициентпропорциональности в указанном выражении. Поэтому возможно без снижения точности повысить как начальную,так и среднюю за цикл скорость подачи материала в бункер весоизмерителяТаким образом, совмещение значительной части интервала времени установки нулевого значения сигнала свесоизмерителя с временем падения дозируемого материала из питающих устройств в бункер весоиэмерителя, атакже компенсация составляющей "удара", в сигнале с весоизмерителя втечение всего процесса набора дозы,что позволяет существенно увеличитьскорость подачи материала в бункервесоизмерителя, дает возможность сократить время цикла дозирования,т,е, достигнуть поставленную цель:повысить производительность при заданной точности дозирования,Предлагаемый способ можно осуществить, например, при помощи схемы автоматического весового порционного дозатора, представленной нафиг. 2.Автоматический весовой порционныйдозатор содержит весоизмеритель 1,на котором установлен бункер 2 весоизмерителя. Дозируемьй материал подается в бункер 2 питающим устройством3, приводимым в движение блоком 4управления. 500852 6-Т также формируется сигнал в видеимпульса логической "1". Этот сигналпоступает на вход формирователя 8 за 5дания по нарастанию веса порции дономинального значения и на первыйвход триггера 9.На выходе триггера 9 формируетсясигнал логической "1", который, поступая на первый вход блока 4 управления, включает его. Блок 4 управления приводит в действие питающееустройство 3, и дозируемый материалпоступает в бункер 3 весоизмерителя,15 Формирователь 8 через время Т от3момента включения питающего устройства формирует на своем выходе нарастающий во времени сигнал Р(фиг, 1), который поступает на пер вый вход регулятора 1 О.Для определения сигнала, характеризующего истинный вес материала вбункере 2 на протяжении всего процесса набора дозы, служат вычитатель,25 11, дифференциатор 12, интегратор13, сумматор 14, масштабный преобразователь 15 и формирователь 16масштаба. Перечисленные блоки устройства функционируют согласно 30 уравнений. Сигнал с весоизмерителя 1 поступает на первый вход блока 5 установки нуля (установка нулевого сигнала с весоизмерителя 1). На второй вход блока 5 установки нуля с шины б уп равления поступает дискретный сигнал управления, формируемый на шине 6 в виде импульса логической "1" в начале цикла,дозирования (дискретный сигнал управления на шине 6 управления может быть сформирован схемой технологической автоматики, например системой управления фасовочным автоматом, на который работает весовой порционный дозатор). По этому сигналу блок 5 установки нуля устанавливает в течение времени с, (фиг. 1) нулевое значение сигнала на своем выходе, Сигнал управления с шины 6 поступает на элемент 7 ЗАДЕРЖКА, на выходе которого через время Тд= с -В соответствии с этим выражениемна первый вход вычислителя 11 с выхода блока 5 установки нуля поступает сигнал Р(1), а на второй 35вход - сигнал у(с) с выхода масштабного преобразователя 15. Разностьсигналов Р(С) и у(1) интегрируется интегратором 13 и подается на пер вый вход сумматора 14, на второй входкоторого поступает с выхода блока 5установки нуля сигнал Р(С), а натретий вход - сигнал производнойд,- с выхода дифференциатора 4512, на вход которого также поступаетсигнал Рс выхода блока 5 установки нуля. Сумматор 14 суммируетукаэанные сигналы с соотзетствующимикоэффициентами (1 1, К ), а сум 3 фмарный сигнал с его выхода подаетсяна первый вход масштабного преобразователя 15,на второй вход которогопоступает сигнал управления масштабомс формирователя 16 масштаба. Масштабный преобразователь 15 масштабируетсуммарный сигнал с выхода сумматора14 с коэффициентом,1/Т и формируетна своем выходе сигнал у(й), характериэующий истинный вес материала вбункере, который поступает на входформирователя 1 б масштаба, на выходекоторого формируется сигнал управле 5ния масштабом, т,е, коэффициентом Т,в соответствии с уравнением.Сигнал у(С), характеризующий истинный вес материала в бункере, поступает на второй вход регулятора10, сигнал с выхода которого, определяемый отклонением сигнала, характеризующего истинный вес материалав бункере, от сигнала задания, поступает на второй вход блока 4 управления, который изменяет режим работыпитающего-устройства 3, т.е, изменяет скорость подачи дозируемогоматериала в бункер 2 в соответствии с величиной и знаком указанногоотклонения.Сигнал у(С), характеризующий истинный вес, с выхода масштабногопреобразователя 15, поступает напервый вход порогового элемента 17, 25на второй вход которого с выхода задатчика 18 поступает сигнал установки Р , меньший номинального значения веса порции (Р ) на заранеезаданную величину (разность Р - 3 ОРу определяется количествомУстматериала, поступающего в бункер 2весоизмерителя после отключения питающего устройства 3). При достижениисигналом с выхода преобразователя 15значения Р на выходе пороговогоэлемента 17 формируется сигнал логической "1",. который, поступая навторой вход триггера 9, переключаетего, т,е, на выходе триггера 9 фор 40мируется сигнал логического "0", ко"торый включает блок 4 управления,останавливающий питающее устройство3. После разгрузки сформированнойпорции материала из бункера 2 весо. измерителя цикл дозирования вновьповторяется.Блок 4 управления, входящий в схему автоматического весового порционного дозатора, может быть выполнен,например,в соответствии со схемой,представленной на фиг. 3,Блок 4 управления включает в себя электромагнитный привод 19, подвижный якорь 20 которого механически связан с питающим устройством 3,выполненным в виде вибрационноголотка. Электромагнитный привод 19питается от сети переменного тока через тиристор 21 (например, оптрониый), управляемый схемой, содержащей генератор 22 пилообразного напряжения, компаратор 23, элемент И 24 и усилитель 25.Блок 4 управления работает следующим образом.На вход генератора 22 пилообразного напряжения подается сетевое напряжение О, (фиг. 4), питающее через тиристор 21 электромагнитный привод 19. На выходе генератора 22 пилообразного напряжения на интервалах положительности напряжения 11 формируется пилообразное напряжение 11, поступающее на первый вход компаратора 23, на второй вход которого поступает управляющее напряжение 11 с выхода регулятора О. На выходе компаратора 23 формируется напряжение 114 в виде импульсов, передние фронты которых сМещены по отношениюк началам интервалов положительности напряжения 11 в зависимости от величины Управляющего напряжения 11, .а задние совпадают с концами интервалов отрицательности напряжения 11, . Напряжение 114 поступает на первый вход элемента И 24, на второй вход которого поступает напряжение П с выхода триггера 9. Нулевой уровень напряжения Ц соответствует сигналу логического "0" с выхода триггера 9, а ненулевой - сигналу логической "1". На выходе элемента И 24 формируется напряжение П , равное нулю при нулевом уровне напряжения 11 и повторяющее напряжение 111, при ненулевом уровне напряжения 0 Таким образом, при ненулевом уровне напряжения 11 на выходе элемента И 24 формируются импульсы напряжения, передние фронты которых смещены относительно начал интервалов положительности напряжения У напряжением 11 Эти импульсы усиливаются усилителем 23 и включают тиристор 19, в результате чего через электромагнитный привод 17 протекают импульсы тока д (фиг. 4), вызывающие вибрационное пе" ремещение Х подвижного .якоря 20 и связанного с ним питающего устройства 3. При увеличении напряжения ц т,е. увеличении отклонения (Рд -у), передние фронты импульсов О смещают 6ся влево к началам интервалов положительности напряжения 11 что приво 1 500852брет аушс Подписноеям и открытиям при ГКНТ СССР наб., д. 4/5