Весовой дозатор непрерывного действия

СОЮЗ СОВЕТСКИХРЕСПУБЛИК 50 4 С 01 С 1 14ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ.,Н АВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский и конструкторский. институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс(56) Авторское свидетельство СССР В 932265, кл. С О С 1/08, 980Авторское свидетельство СССР У 1048327, кл. С 01 С 1 1/14, 1982. (54) ВЕСОВОЙ ДОЗАТОР НЕПРЕРЫВИОГО ДЕЙСТВИЯ(57) Изобретение относится к.области весоизмерительной техники и может быть использовано при дозироваиии сыпучих материалов. Цель изобретенияповыеение точности дозатора. Устройство содержит бункер 1, питатель 2 801234727 А 1 с электроприводом 3, преобразователь 4 массы, эадатчик 5 расхода массы, блок 6 выработки управляющего воздействия. Дозатор имеет также устройство 7 формирования интервала времени на выдачу заданной массы материала, устройство 8 наложения эталонной массы на взвешиваемую часТь дозатора, блоки 9, 10 сравнения сигналов с задатчиками нижнего.и верхнего уровней контролируемой массы материала, блок 1 выработки корректирующего воздействия, логическое устройство 12 и устройство 3 управления загрузкой. Введение новых элементов н образование новых связей между элементами устройства позволяет устранить составляющую ошибки, обусловленной изменением.эффициента передачи преобразователя массы в электрический сигнал, б ил.234727 3 1Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначенодля использования при дозированиисыпучих материалов,Цель изобретения - повышение точности за счет устранения составляющей ошибки, обусловленной изменением коэффициента передачи преобраэоват.ля массы в электрическийсигнал.На Фиг.изображена блок-схемадоэатора; иа Фиг, 2 - функциональная схема устройства формированияинтервала времени, на фиг. 3 - функциональная схема блока выработкиуправляющего воздействия; на фиг,4 функциональная схема логическогоустройства. на фнг. 5 - функциональная схема блока выработки корректирующего воздействия, на фиг. 6 -диаграмма изменения выходного сигнала преобразователя массы.Дозатор (фиг. 1) имеет бункер 1,татель г с э троприводом 3,рающийся на преобразователь 4 массы,задатчик 5 расхода массы, блок 6 выработки управляющего воздействия,первый вход которого соединен с выходом задатчнка 5 расхода массы, второй вход - с выходом преобразователя4 массы, а выход блока 6 выработкиуправляющего воздействия соединен сэлектроприводом 3 питателя 2. Крометого, дозатор имеет устройство 7 формирования интервала времени на выдачу заданной массы материала, устройство 8 наложения эталонной массы навзвешиваемую часть дозатора, дваблока:9 и 10 сравнения сигналов сзадатчиками нижнего и верхнего уровней контролируемой массы материала,блок 11 выработки корректирующеговоздействия, логическое устройство12 и устройство 3 управления загрузкой, первый и второй входы устройства 12 соединены соответственнос выходами блоков 9 и 1 О .сравнения,входы которых соединены с выходомпреобразователя 4 массы. Первый выходлогического устройства 12 соединенс унравляющим входом устройства 8 наложения эталонной массы, второй выход логического устройства 12 соединен с управляющим входом устройства 7 формирования интервала времени,третий выход логического устройства2 соединен с первым управляющим входом блока 11 выработки корректирующего воздействия, второй управляющий.вход которого соединен с выходом устройстваформирования интервала времени, вход которого соединен с выходом задатчика 5 расхода массы. Приэтом выход блока 1 выработки корректирующего воздействия соединен с третьим входом блока 6 выработки уграв-.ляющего воздействия,Дозатор содержит также устройство13 управления загрузкой,Дозатор работает следукнцим образомДозируемый материал из бункера 1подается в технологическую линиюпроизводства шнеком питателя 2, скорость вращения которого пропорциональна величине сигнала, снимаемого свыхода блока 6 выработки управляющего воздействия. Блок 6 на основе информации, поступающей на первый, второй н третий его входы соответственно от задатчика 5 расхода массы, преобразователя 4 и от блока 11 выработки корректирующего воздействия, вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на вход электропривода 3 иобеспечивающий равенство текущегозначения величины расхода массы доэируемого материала на выходе дозатора заданному его значению эадатчиком 5 расхода массы,В процессе разгрузки бункера 1при достижении количества материалав нем, равного нижнему уровню 0(фиг,б) контролируемой массы, который задается задатчиком блока 10сравнения, с выхода блока 10 поступает командный сигнал на первыйвход логического устройства 12, наосновании которого логическое уст 40ройство 12 формирует командный сигнал. При этом с первого выхода устройства 12 командный сигнал посту-.пает на вход устройства 8, осуществляющего наложение эталонной мас 45сы на взвешиваемую часть доэатора,Величина эталонной массы пропорциональна разности верхнего и нижнегоуровней контролируемой массы в бункере дозатора. С второго выхода логического устройства 12 командныйсигнал поступает на управляющий. вход устройства 7 формирования интервала времени, На выходе устройства 7 по истечении интервала временн, необходимого для выдачи заданной массы материала при заданной величине ее расхода, формируется командный сигнал, который поступает на4727 40 3123 второй управляющий вход блока 11 вы работки корректирующего воздействия. На первый управляющий вход блока 11 поступает командный сигнал с третьего выхода логического устрой 5 ства 12, но лишь при условии достижения количества материала в бункере 1 (с учетом присоединенной .эталонной массы) нижнего уровня контролируемой мессы, определяемого задатчи- О ком блока 10 сравнения. Если командные сигналы с выходов устройства 7 и логического устройства 12 приходят одновременно на первый и второй управляющий входы блока 11, то на выходе блока 11 сигнал не меняется, Если сигнала с выхода логического устройства 12 приходит на первый управляющий вход блока 1 с запаздыванием или опережением сигнала, кото рый приходит с выхода устройства 7 на второй управляющий вход блока 11, то на выхбде блока 1 изменяется сформированное корректирующее воздействие и,поступая на третий вход бло 25 ка 6, обеспечивает устранение составляющей ошибки дозирования, обусловленной изменением коэффициента передачи преобразователя 4 массы.Кроме того, при достижении колиЗО чества материала в бункере 1 (с учетом присоединенной эталонной массы), нижнего уровня контролируемой массы обнуляется командный сигнал, вырабатываемый логическим устройством 12 и снимаемый с его первого выхода, в результате чего устройство .8 осуществляет снятие эталонной массы с взвешиваемой части дозатора. Одновременно с этим логическое устройство 12 формирует командный сигнал, снима-. емый с его четвертого выхода, который поступает на вход устройства 13 управления загрузкой, осуществляющего процесс загрузки бункера 1 материалом.45 Процесс загрузки бункераматери". алом заканчивается при достижении количества материала в нем, равного верхнему уровню 11, (фиг. 6) контро лируемой массы, заданному в блоке 9 сравнения, выходной сигнал которого поступает на второй вход логического устройства 12; При этом командный сигнал на четвертом выходе 55 логического устройства 12 обнуляется, процесс загрузки бункера 1 материалом прекращается и цикл работы системы управления дозатором повторяется.Блок 6 выработки управляющего воздействия (фиг. 2) состоит (вариант выполнения) из сумматора 6.1, первый и второй входы которого соединены с первым и третьим входами блока 6, а выход соединен через коммутатор 6.2 с входом интегратора 6,3 и первым входом сумматора 6.4, на второй и третий входы которого поступают сигналы с .выходов соответственно блока 6.5 коррекции и фильтра 6.6 низких частот с долговременной памятью. Выход сумматора 6.4 соединен с выходом блока 6. Входы блока 6.5 к коррекции и фильтра 6.6 объединены и подключены к выходу элемента 6. сравнения, первый вход которого соединен через коммутатор 6.2 с .выхо-а дом задатчика 6.8 верхнего уровня контролируемой массы материала в бун" кере дозатора, а второй вход элемента 6. сравнения через коммутатор 6.2 соединен с выходом сумматора 6.9,с первый вход которого соединен с выходом интегратора 6.3, а второй вход - с вторым входом блока .6 и е входом блока 6.10 сравнения сигналов, выход которого соединен е первым управляющим входом коммутатора 6.2, Второй вход блока 6, кроме того, соединен с входом блока 6,1. сравнения сигналов с задатчиком 6. 12 нижнего уровня контролируемой кассы. Выход блока 6.1 сравнения сигналов соеди- нен с вторым управляющим входом коммутатора 6.2.Блок 6 выработки управляющего воздействия работает следующим образом.Выходной сигнал преобразователя 4 массы, пропорциональный измеряемой массе материала в бункере 1, постунает на второй вход блока 6 и далее на первый вход сумматора 6,9 и на первые входы блоков 6,10 и 6.11 сравнения сигналов, на вторые входы которых поступают сигналы с выходов задатчиков 6.8 и 6.12 верхнего и нижнего уровней контролируемой массы. В процессе разгрузки бункера при равенстве сигналов преобразователя 4 и,задатчика 6.8 верхнего уровня 0 (фиг. 6) контролируемой массы срабатывает блок 6.10, выходной сигнал которого поступает на первый управляющий вход коммутатора 6.2, При этом происходит коммутация (сое 1234727динение) выхода сумяатора 6.1 с входом интегратора 6.3, выхода сумматора 6.9 с первым входом элемента6.7 сравнения, второй вход которогосоединяется с выходом задатчика 6.8,С выхода сумматора 6. 1 снимаетсясигнал, равный сумме сигналов с выходов задатчика 5 расхода массы и блока 11 выработки корректирующего воздействия, т.е. сигнал, пропорциональный скорректированному значению за- .данного расхода массы.С выхода сумматора 6.9 снимаетсясигнал, равный сумме сигналов, пропорциональных соответственно.скорректированной массе материала, котораядолжна быть выдана дозатором на данный момент и текущей массы материалав бункере 1,20На выходе элемента 6, 7 сравнениясигналов задатчика 6.8 и сумматора6.9 вырабатывается сигнал ошибкидозирования, который поступает навходы корректирующего блока 6,5 и 25Фильтра 6.6.низких частот с долговременной памятью. При этом мгновенныеотклонения расхода массы на выходедозатора от заданной его величиныустраняются за счет управляющего воз- З 0действия, снимаемого с выхода бло.ка 6.5 и поступающего на первыйвход сумматора 6.4 и далее на входэлектропривода 3. В результате фильтрации текущего значения ошибки до 35зирования Фильтром 6.6 на его выходе вырабатывается величина управляющего воздействия, которая в суммес величинойсигнала, снимаемого свыхода сумматора 61 подается на входзлектропривода 3 и обеспечивает равенство среднего значения величинырасхода массы его заданной величине,В процессе разгрузки бункера при достижении количества материала45 в нем, равного нижнему уровню Пэ (Фиг. 6) контролируемой массы, срабатывает блок 611 сравнения сигналов преобразователя 4 массы и задатчика 6.12. Блок 6,11, срабатывая, выдает командный сигнал на второй управляющий вход коммутатора 6,2, который разрывает связи между выходом сумматора 6,1 и входом интегратора 6,3, выходом сумматора 6.9 и первым входом элемента 6.7 сравнения, вторым входом элемента 6.7 сравнения и выходом задатчика 6.8. Прн этом ошибка дозирований.на выходе элемента 6.7становится равной нулю, сигнал навыходе блока 6.5 также становитсяравным нулю, а на выходе Фильтра 6.6величине, которая в сумме с величиной сигнала, снимаемого с выхода сумматора 6.1, обеспечивает равенствосредней величины расхода массы на выходе дозатора его заданной величине.После завершения процесса загрузкибункера 1 материалом нли наложенияэталонной массы на взвешиваемую частьдозатора, что определяется логическим устройством 12, цикл работы блока6 выработки управляющего воздействияповторяется.,Устройство 7 формирования интервала времени на выдачу заданнои массыматериала фиг. 3) состоит иэ преобразователя 7.1 сигнала напряжения постоянного тока в частотный сигнал,коммутатора 7,2 и счетчика 7.3 им-,пульсов, вход которого через коммутатор 7.2 соединен с выходом преобразователя 7,1, вход которого соединенс входом устройства 7 Формированияинтервала времени, При этом управляющий вход устройства 7 Формированияинтервала времени соединен с управляющими входами коммутатора 7.2 и счетчика 7.3 импульсов, а выход счетчикаимпульсов соединен с выходом устройстваФормирования интервала времени,Устройство 7 Формирования интервала времени работает следующим образом.В процеесе разгрузки бункерапри достижении количества материалав нем, равного нижнему уровню контролируемой массы, которая задается вблоке 1 О сравнения, с выхода логического устройства 12 поступает командный сигнал на управляющий вход устройства 7 и далее на управляющие входы коммутатора 7,2 и счетчика 7.3 импульсов. При этом счетчик 7.3 импульсов обнуляется, а коммутатор7.2, срабатывая, соединяет выходзадатчика 5 расхода массы через преобразователь 7.1 с входом счетчика7,3, который начинает счет импульсов. Процесс счета импульсов продолжается до заданного числа, котороезадают в счетчике импульсов и которое определяет интервал времени навыдачу заданной массы материала призаданном ее расходе, после чего на7 23 выходе счетчика 7.3 формируется ко- мандный сигнал, поступающий на выход устройства 7 и далее на второй уп- равляющий вход блока 11 выработки корректирующего воздействия.Блок 1 выработки корректирующего воздействия (фиг. 5) состоит из источника 11.1 стабилизированно-. го питания, коммутатора 112 и интегратора 11,3, вход которого через 1 О коммутатор 11.2 подключается к выходам плюс" или. "минус" источника 11,1 в зависимости от очередности поступления команд с первого или второго входов блока 11 соответственно на первый или второй управляющие входы коммутатора 11.2.При этом выход интегратора 11.3 подключен к выходу блока 11.Блок 11 выработки корректирующего воздействия работает следующим образом.На первый и второй управляющие входы блока 11 и далее на первый и второй управляющие входы коммутатора 5 11.2 поступают командные сигналы с выходов устройстваформирования интервала. времени и логического уст,ройства 12, причем первый из поступивших командных сигналов вызывает30 срабатывание коммутатора 11.2, что приводит к. образованию связи между входом интегратора 11,3 и выходом источника 11.1, а второй вызывает выключение коммутатора 1.2 и разрыв образованной связи. Кроме того, если командный сигнал с выхода логического устройства 12 приходит на первый вход блока 11 с запаздыванием по отношению к командному сигналу, приходящему с выхода устройства 7 на второй вход блока 11, то вход интегратора 1.3 подключается к выходу "плюс" источника 11,1.Если же командный сигнал с выхода логического устройства 12 приходит на.первый вход блока 11 с "опережением" командного сигнала, который приходит на второй входблока. 11 с выхода устройства 7, то вход интегратора 11.3 подключается к выходу "минус" источника 11.1, В зависимости от этогона выходе интегратора формируется положительный или отрицательный корректирующий сигнал. 55При этом величина корректирующего сигнала зависит от длительности периода запаздывания или опереже 4727 811ния и от постоянной времени интегрирования интегратора 11.3, являюРщеися настраиваемым параметром блока 1.Логическое устройство 12 (фиг.4)может состоять иэ источника И напряжения постоянного тока, промежуточных реле 1 РР типа РЭС 22, резисторов К, и К и емкостей С, и СЛогическое устройство 12 работаетследующим ббразом.В исходном состояния в бункере 1дозатора материал отсутствует, напервый и второй входы логическогоустройства 12 сигналы с выходов блоков 9 и 10 сравнения не поступаютв реле ЗР и 4 Р включаются, При этомна четвертом выходе логического устройства 12 формируется командныйсигнал, который поступает на входустройства 13 управления загрузкой,осуществляющего процесс загрузки бункера 1 материалом.По мере заполнения бункера 1, придостижении количества материала внем, равного нижнему Ц , а затемверхнему Ж,) уровням (фиг. 6) контролируемой массы, заданным соответственно в блоках 10 и 9 сравнения,последние срабатывают на их выходахформируются командные. сигналы и поступают соответственно на первый ивторой входы логического устройства2. При этом включаются реле 2 Р иреле 1 Р, которое в свою очередь отключает реле ЗР и .включает реле 5 Р,после чего командный сигнал на четвертом выходе логического устройства12 обнуляется и процесс загрузкибункера 1 материалом прекращается.В процессе разгрузки бункера 1при равенстве сигнала с выхода преобразователя 4 сначала верхнему (О ).а затем нижнему Щ ) уровням контролируемой массы, заданным соответственно в блоках 9 и 10, командныесигналы на их выходах обнуляются,что приводит сначала к отключениюреле 1 Р; а затем реле 2 Р. Отключениереле 2 Р приводит к включению релебРкоторое в свою очередь включаетреле 7 Р и отключает реле 5 Р, а реле7 Р отключает реле 4 Р. После выполнения перечисленных операций на втором выходе логического устройства12 формируется командный сигнал, который поступает на управляющий вход устройства 7 формирования интервала времени, а на первом выходе логичес.кого устройства 12 формируется командный сигнал, поступающий на вход устройства 8, осуществляющего наложение эталонной массы на взвешивае 5 мую часть дозатора. Ири этом сигнал на выходе преобразователя 4 возрастает и при прохождении сначала нижнего (Б ), а затем верхнего (У ) уровней контролируемой массы, вызы- О вает срабатывание блоков 10 и 9 сравнения. На выхоДах блоков 10 и 9 формируются командные сигналы и, постуная соответственно на второй и первый входы логического устройства 12, 5 включают реле 2 Р а затем реле 1 Р, которое отключает реле бР, Отключение реле бР свидетельствует о факте наложения эталонной массы на взвешиваемую часть дозатора. . 20 В процессе дальнейшей разгрузки бункера 1 при равенстве сигнала с выхода преобразователя 4 сначала верхнему Ж, ), а затем нижнему Щ ) 25 .уровням контролируемой массы, заданным соответственно в блоках 9 и 1 О, командные сигналы на их выходах обнуляются, что приводит сначала к отключению реле 1 Р, а затем реле 2 Р. ЗО Отключение реле 2 Р приводит к включению реле ЗР, которое включает реле 4 Р и отключает ре 1 те 7 Р. Отключение реле 7 Р приводит к тому, что командные сигналы на втором и.нервом выходах логического устройства 12 обнуляются, а взвешиваемая часть доэатора освобождается от присоединенной эталонной массы. Кроме того, отключение реле 7 Р свидетельствует о фак- О те окончания процесса выгрузки массы материала, равной присоединенной эталонной массе, и приводит, с одной стороны, к формированию на третьем выходе логического устройства 12 ко мандного сигнала, поступающего на первый управляющий вход блока 1 выработки корректирующего воздейст, вия, и, с другой стороны, к формированию на четвертом выходе логическо О го устройства 12 командного сигнала, поступающего на вход устройства 13 управления загрузкой, осуществляющего процесс загрузки бункера 1 материалом, и цикл работы (Тц, фиг. б) дозатора повторяется.Весовой дозатор непрерывного действия, содержащий питатель с электроприводом, опирающийся на преобразователь массы в электрический сигнал, устройство управления загрузкой, блок выработки управляющего. воздействия, первый вход которого соединен с выходом задатчика расхода массы, второй вход - с выходом преобразователя массы в электрический сигнал, а выход - с электроприводом питателя, и два элемента сравнения сигналов с задатчиками верхнего и нижнего уровня контролируемой массы материала, входы которых соединены с выходом преобразователя массы в электрический сигнал, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения точности за счет устранения составляющей ошибки, обусловленной изменением коэффициента передачи преобразователя массы в электрический сигнал, в него введены устройство формирования интервала времени, устройство наложения эталонной массы, блок выработки корректирующего воздействия и логическое устройство, причем первыйи второй входы логического устройства соединены соответственно с выходами первого и второго элементов сравнения, первый выход логического устройства соединен с входом устройстваналожения эталонной массы, второйвыход - с первым входом устройства формированияинтервала времени, третий выход - .с первым входом блока выработки корректирующего воздействия,второй вход которого соединен с выходом устройства формирования интервала времени, второй вход которогосоединен с выходом задатчика расходамассы, выход блока выработки корректирующего воздействия соединен с тре"тьим входом блока выработки управляющего воздействия, а устройство управления загрузкой подключено к четвертому выходу логического устройст.ва.