Устройство управления процессом весового дозирования

(51)5 С 01 С 13/00, 19/3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМ ИДЕТ ЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРВЕСОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в устройствах управления весодоэирующейаппаратуры. Цель изобретения - повы- .шение производительности процессавесового дозирования за счет сокращения времени поиска оптимального набора весовых порций, составляющих в суме заданную весовую дозу В устройстве к входам блока вычисления целевой функции - комбинационному сумматору из 11 датчиков вырабатывающихэлектрические сигналы, пропорциональные весу порции товара на данном взвшивающем устройстве, подключена только часть, а именно (М-и) этих датчиков, а остальные и датчиковпод.ключены к общим входам групп, образованных двухвхоцовыми с;мматорами,при этом каждая группасодержит1. 12 сумматоров, ври их общем числе (2"-1), выходы этих сумматоров Пашни н 984.ОЦЕССОМ боты по входам, независимо от числа включенных датчиков, что по -вышает точность вычисления целевой м- функции. Так как в данном устройствеоптимальные комбинации могут формироваться как из наборов (М-и) датчиков, подключенных к сумматор., такиз наборов остальных датчиков, несвязанных с этим сумматором, увелие- чивается вероятность получения заданной весовой дозы при меньшем количестве отдельных весовых порций, чтосокращает время поиска оптимальногонабора этих порций, составляющих всумме заданную весовую дозу, и, темсамым, повышается производительностьпроцесса весового дозирования.1 з,п. ф-лы, 6 ип приборо- Цельься в уст- изводителрующей ап- дозировани поиск ретения - повышение про ти процесса вссового а счет сокращения времеимального набора весовых зо ьн нияпаратуры ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к строению и может использова ройствах управлеия весодоз 2подключены к первым входай (2"-1) дополнительных блоков допускового контроля, Коммутатор в комбинационно сумматоре выполнен состоящим из основного и дополнительного коммутаторов, их управляющие входы связаны че рез инвертор, и управляющие сигналы с блока управления поступают на эти коммутаторы в противофазе. Время включения обоих коммутаторов превышает время их отключения. При таком выполнении комбинационного сумматора сохраняется неизменным его режим рапорций, составляющих в сумме заданную весовую дозу.Йа фиг. 1 представлена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг, 2-6 примеры выполнения схем егоотдельных элементов.Устройство (фиг.1) содержит Ю датчиков 1, (Н-и) из которых подключенык сигнальным входам комбинационногосумматора 2, состоящего из многовходового сумматора 3 и подключенных кего входам коммутаторов 4, сигнальныеи управляющие входы которых и выходсумматора 3, являются соответствующими входами и,выходом комбинационного сумматора. Устройство содержиттакже блок 5 допускового контроля,к первому, второму и третьему входамкоторого подключены соответственновыход комбинационного сумматора 2 ивыходы формирователя б нижнего и формирователя 7 верхнего допусковыхуровней, входы этих формирователейподсоединены к выходам блока 8 управления, выходы которого и его входсвязаны соответственно, с управляющими входами и с выходом комбинационного сумматора 2.В состав устройства входят также(2 -1) дополнительных блоков 9 допусикового контроля и (2 -1) двухвходовыхпсумматоров 10, объединенных в игрупп 11 каждая из которых содержит2( 1 этих сумматоров, где ь - номеР. группы (ь=1;2п), и имеет одинобщий вход, соедиченный с первымивходами всех сумматоров данной группы и подключенный к выходу одногоиз и датчиков, не связанных с комбинационным сумматором 2,Остальные 2"1 входов данной ь-й группы, которыми являются вторые входы входящих в нее двухвходовых сумматоров 10, выход каждого иэ которых является выходом группы и плдключен к первому входу соответствующего , дополнительного блока 9 допускового контроля .соединены с выходом комби"Э50 национного сумматора 2 и с выходами всех предыдущих (ь) групп 11. Все вторые и все третьи входы блоков 9 соединены с выходами соответственно ;формирователя 6 нижнего и формирова 55 теля 7 верхнего допусковых уровней, а выходы этих блоков 9 допускового контроля подключены к входам блока 8 управления. Комбинационный сумматор 2 (фиг.2) содержит коммутаторы 4, каждый из которых состоит из соединенных выхо-. дами, подключенными к входам многовходового сумматора 3, основного 12 и дополнительного 13 коммутаторов, причем сигнальный вход последнего подключен к общей шине (не показана), а его управляющий вход соединен через инвертор 14 с управляющим входом основного коммутатора 12, сигнальный и управляющий входы которого являются сигнальным и управляющим входами комбинационного сумматора 2, выходом которого служит выход многовходового сумматора 3.Блок 5 и дополнительные блоки 9 допускового контроля выполнены по идентичной схеме (фиг.3) и содержат по два компаратора 15 и нагрузочный резистор 1 б, подключенный к источнику питающего напряжения У,Выходной сигнал, соответствующий уровню "1", появляется на выходе этого блока только тогда, когда напряжение на его первом входе 1 меньше напряжения на втором входе 2, но больше, чем на третьем входе 3.Двухвходовой сумматор 10 может быть выполнен (фиг,4) на операционном усилителе 17 и четырех одинаковых резисторах 18.На Фиг.5 приведен пример выполнения схемы формирователей 6 и 7 нижнего и верхнего допусковых уровней, на основе цифроаналогового преобразователя (ЦАП).19, информационными входами соединенного с соответствующими выходами блока 8 управления, и операционного усилителя 20, На вход ЦАП 19 подается также соответствую" щее опррное напряжение и в зависимости от кода, поступающего на информационные входы ЦАП с блока управления, на выходе ЦАП устанавливается напряжение, пропорциональное этому коду и соответствующее заданному допусковому уровню.Блок 8 управления (фиг.б) может ать выполнен на основе микроЭВИ 21 с шиной интерфейса 22 и двух периферийных программируемых адаптеРов 23.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Каждый из М датчиков 1 преобразует контролируемый параметр - вес порции товара на взвешивающем устройст6873 ся ранее разомкнутый. Таким условиямудовлетворяют, например, коммутаторы,выполненные на аналоговых мультиплексорах .типа К 564, КП 1, у которых время включения ключа превышает времяего выключения. Таким образом, выпол 1 О кение комбинационного сумматора 2 йкоммутаторов 4 по схеме фиг.2, состоящих из двух коммутаторов 12 и 13,управляющие сигналы на которые поступают с блока 8 управления в противо 15 фазе с помощью инвертора 14, повышает точность работы этого сумматора и,в конечном счете, точность дозирования,Поиск заданной весовой дозы в весодозирующих устройствах комбинационного типа является поиском сочетания из щ физических параметров, входящих в набор из И этих параметров(1 уш) и представляющих собой, напри 25мер, отдельные веса порций ХХХХ , оптимального по некоторому1 лкритерию, задаваемому многоместнойцелевой функцией Р(Х 1,Х,Х ,Х)Ъ30 = КХ для уцовлетворения неравенст 1=1 П)ву Б-оБ; Х,;(9+ОБ, где Б - заданныйсуммарный йараметр, а ЬБ - его допустимые отклонения, т.е, комбинационный сумматор 2 является устройством5 вычисления целевой функции.В весодозирующих устройствах комбинационного типа количество возможных сочетаний С, как функции числа ш, имеет максимум ш1"/2 при40 11 - четном числе, или а щН/2+0,5при И - нечетном, Поэтому для уве" 45 50 5160ве (не показано) в электрический сигнал. Эти сигналы поступают с (Н-и)датчиков на комбинационный сумматор2, в котором они проходят на много.входовой сумматор 3 через коммутаторы 4, а сигналы с остальных идатчиков 1 поступают непосредственнона общие входы и групп 11, образованных двухвходовыми сумматорами 10.Блок 8 управления вырабатывает последовательности управляющих сигналовв двоичном коде, поступающие на входы управления коммутаторов 4, кото"рые подключают соответствующее числода;гчиков к входам сумматора 3, сигналс его выхода сравнивается в блоке 5допускового контроля с сигналами нижнего и верхнего допусковых уровней,сформированными по сигналам блока 8управления в формирователях 6 и 7.В случае нахождения контролируемого сигнала в заданных пределах поискостанавливается либо блок управленияформирует следующую последовательность управляющего сигнала, и поиск япродолжается,Так как количество датчиков 1,подключенных в данный момент к многовходовому сумматору 3 через коммутаторы 4, может изменяться в процессепоиска, будет изменяться и режим работы по входам сумматора 3, которыеоказываются либо замкнутыми на общую3шину через малое внутреннее сопротивление источников сигнала (датчиков 1), либо подключенными к ней через большое сопротивление коммутаторов 4 в отключенном (разомкнутом)состоянии, что вызывает дополнительные погрешности в работе комбинационного сумматора 2, вызванные изменением его входного тока,В предлагаемом устройстве режимработы по входам комбинационногосумматора 2 (фиг,2 ) не изменяетсяпри любом числе включенных датчиков 1,так как входы сумматора 3 фактическивсегда подключены к общей шине либочерез включенный основной коммутатор12 и малое выходное сопротивлениедатчика, либо через малое сопротив",ление включенного дополнительногокоммутатора 18, подключенного к общейшине. Чтобы коммутаторы 12 и 13 неоказались замкнутыми одновременно:и не возник режим короткого замыканиядатчиков 1 необходимо чтобы при переключениях сначала отключался ранее1 эамкнутый коммутатор, а затем включалличения вероятности нахождения удачной комбинации отдельные взвешивающие устройства загружаются так, чтобы необходимый суммарный вес дозыполучался в результате суммирования числа ш отдельных порций при аравным или близким к значению шСлучаи нахождения удачной комбинации при и сильно. отличающихся от ш встречаются очень редко. В предлагаемом устройстве в отличие от устройства-грототипа оптимальные комбинации могут получаться как из наборов отдельных весовых порций на части взвешивающих устройств,.т.е. из сигналов части (М-и) датчиков 1, преобразующих вес порции вэлектрический сигнал, и подключенныхк устройству, вычисления целевой функции - комбинационному сумматору 2, так и из наборов отдельных весовых порций остальных взвешивающих устройств, датчики 1 которых не связаны с комбинационным сумматором 2, а подключены через общие входы и групп двухвходовых сумматоров 1 О к дополнительным блокам 9 допус кового контроля, выходы которых подключены к,блоку 8 управления,Таким образом, увеличивается вероятность получения заданной весовой дозы при меньшем количестве отдель ных весовых порций т,е, при меньшем значении ш) составляющих в сумме .заданную весовую дозу, что сокращает время поиска оптимального набора этих порций и повышает произво дительность процессе весового дозирования и его большую точность. А.о р м у л а и з о б р е,т е н и я251. Устройство управления процессом весового дозирования, содержащее Ю датчиков и блок управления, выходами подключенные соответственно к сигнальным и управляющим входам ком- З 0 1 бинационного сумматора, состоящего из коммутаторов и многовходного сумматора, причем сигнальные в управляющие входы коммутаторов, выходами связанных с входами мнаговходового 35 сумматора, и выход этого сумматора являются соответственно сигнальными и управляющими входами и выходом комбинационного сумматора, формирователи верхнего и нижнего допусковых 40 уровней, входами соединенные с выходами блока управления,. и блок допускового контроля, выход которого подключен к входу блока управления, а первый, второй и третий входы которога 15 связаны соответственно с выходом комбинационного сумматора, выходом формирователя нижнего и выходом формирователя верхнего допусковых уровней, отличающееся тем, что, 50 с целью повышения производительности процесса весового дозирования за счет сокращения времени поиска оптималь"ного набора весовых порций, составляющих в сумме заданную весовую дозу,в него введено 2"-1 дополнительныхблоков допускового контроля и 2 -1двухвходовых сумматоров, объединенныхв,п групп, каждая из которых содержит2этих сумматоров, где ь"номергруппы, (1=1,2 п), один общийвход, соединенный с первыми входамивсех сумматоров данной группы, и 2 1последующих входов группы, которымиявляются вторые входы входящих в неедвухвходовых сумматоров, выход каждого из которых является выходом группыи подключен к первому входу соответствующего допалнительнага блока дапускового контроля, а все вторые и всетретьи входы этих блоков соединеныс выходом формирователя нижнегодопусковаго уровня и с выходом формирователя верхнего дапусковага уровня соответственно, а выходы этихблоков - с входами блока управления,при этом к сигнальным входам комбинационного сумматора подключено только М-и датчиков, а каждый из остальных и датчиков подсоединен к общему входу соответствующей -й группыдвухвходовых сумматоров, а к остальным 2входам каждой группы подключены выход комбинационного сумматора и выходы всех предыдущих 1-1 группдвухвходовых сумматоров,2. Устройства па п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности ега работы, в комбинационном сумматоре каждый коммутатор состоит из соединенных выходами основного и дополнительного коммутаторов время включения каждого из которых превышает время их отключения, причем сигнальный вход дополнительного коммутатора подключен к общей шине, а ега управляющий вход соединен через инвертор с управляющим входом основного коммутатора, сигнальный и управляющий входы которого являются сигнальным и управляющими входами комбинационного сумматора.