Устройство учета расхода материала при порционном дозировании

 

УСТРОЙСТВО УЧЕТА РАСХОДА МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПОРЦИОННОМ ДОЗИРОВАНИИ , содержащее сельсин-датчик, ротор которого соединен с осью циферблатного указателя веса, и сче±чик учета, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем увеличен 1я разрешающей способности устройства при обработке информации, в него введены счетчик-регистр начальных показаний, формирователь импульсов начальных показаний, счетчик учета, формирователь число-импульсного кода сдозированного материала, формирователь число-импульсного кода начальных показаний, формирователь импульсов фазового сдвига,. фильтр низкой частоты, фазосдвигаю-т щая цепочка, вход которой подключен к выходу сельсин-датчика, а выход через фильтр низкой частоты соединен с входом формирователя импульсов фазового сдвига, выход которо- . го соединен .с первым входом формирователя число-импульсного кода начальных условий, выход которого соединен с первым входом счетчикарегистра начальных показаний, выход оторого соединен с первым входом формирователя импульсов начальных токазаний, выход которого соединен с первым входом формирователя число импульсного кода сдозированного материала , выход которого соединен с входом счетчика учета, блок команд управления, счетчик усреднения, формирователь опорных импульсов, вход которого связан с входом сельсин-датчика и с источником питающего напряжения, авыход соединен с первым входом счетчика усреднения , вторым входом формирователя число-импульсного кода начальных показаний, вторым входом формирователя импульсов начальных показаний , .первым входом блока команд управления, первый выход которого i связан с вторым входом счетчика усреднения, третьим входом формирователя число-нмйульсного кода наF чальных показаний и вторым входом с счетчика-регистра начальных показаний , а второй вход блока команд управления связан с третьим входом счетчика усреднения и вторым, входом формирователя число-импульсного кода сдозированного материала, а . также введены делитель частоты, о: двоичный умножитель коррекции част тоты формирователь цены деления, СХ) регистр коррекции частоты счетчик Н ьо коррекций частоты, задающий генератор тактовых импульсов, выход которого связан с входом двоичного № умножителя коррекции частоты и входом делителя частоты, выходкоторого соединен с первым входом регистра коррекции частсэты и первым входом счетчика коррекции частоты, выход которого связан с вторим входом регистра коррекции частоты,выход которого связан с вторым входом двоичного умножителя коррекции частоты, выход - которого связан с входом формирователя цены деления,, выход которого связан с третьим входом формирователя число-импульсного кода сдозированного й1атериала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Зш! G

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3528527/18-10 (22) 24.12.82 (46) 23,01.84. Вюл. 9 3 (72) A.М.Кац И A.E.Äåìêèí (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным произ водством института металлофизики

АН Украинской ССР ..(53) 681.269 (088,8) (56) 1 . Авторское свидетельство СССР

Р 372458, кл. G 01 G 23/36, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР Р 519599, кл. 5 01 С, 23/36, 1976(прототип). (54)(57) УСТРОЯСТВО УЧЕТА РАСХОДА

МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПОРЦИОННОМ ДОЗИРОВАНИИ, содержащее сельсин-датчик, . ротор которого соединен с осью циферблатного указателя веса, и счетчик учета, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем увеличения разрешающей способности устройства при обработке информации, в него введены счетчик-регистр начальных показаний, формирователь импульсов начальных показаний, счетчик учета, формирователь число-импульсного кода сдозированного материала, формирователь число-импульсного кода начальных показаний, формирователь импульсов фазового сдвига,. фильтр низкой частоты, фазосдвигаю-. щая цепочка, вход которой подключен к выходу сельсин-датчика, а выход через фильтр низкой. частоты соединен с входом формирователя импульсов фазового сдвига, выход которого соединен .с первым входом формирователя число-импульсного кода начальных условий, выход которого .оединен с первым входом счетчика» регистра начальных показаний, выход которого соединен с первым входом формирователя импульсов начальных показаний, .выход которого соединен с первым входом формирователя число импульсного кода сдозированного материала, выход которого соединен с входом счетчика учета, блок команд управления, счетчик усреднения, формирователь опорных импульсов, вход которого связан с входом сельсин-датчика и с источником питающего напряжения, а выход соединен с первым входом счетчика усреднения, вторым входом формирователя число-импульсного кода начальных показаний, вторым входом формирователя импульсов начальных показаний, .первым входом блоха команд управления, первый выход которого связан с вторым входом счетчика усреднения, третьим входом формирователя число-импульсного кода начальных показаний и вторым входом счетчика-регистра начальных показаний, а второй вход блока команд управления связан с третьим входом счетчика усреднения и вторым.входом формирователя число-импульсного кода сдозированного материала, а, ..также введены делитель частоты, двоичный умножитель коррекции час-, тоты формирователь цены деления, регистр коррекции частоты, счетчик коррекции частоты, задающий генератор тактовых импульсов; выход которого связан с входом двоичного умножителя коррекции частоты и входом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом регистра коррекции частоты и первым входом счетчика коррекции частоты, выход которого связан с вторым входом регистра коррекции частоты,. выход. которого связан с вторьп4. входом двоичного умножителя коррекции частоты, выход — которого связан с входом формирователя цены деления, выход которого связан g третьим входом формирователя число-импульсного кода сдозированного материала, 106872б

45 третьим входом формирователя импульсов начальных показаний и четвертым входом формирователя числоимпульсного кода начальных показаний, при этом выход счетчика усреднений соединен с вторым входом блока команд управления, второй вход

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для учета расхода материала при порционном дозировании в различных отраслях промышленности (металлургической, цищевой, строительной.и др. ) с дозаторами, имеющими циферблатные указ, тели веса, снабженные сельсинами.

Известно устройство для измерения количества материала, сдозированного порционным доэатором, содержащее бесконтактные датчики, соединенные с триггером, итоговый электромеханический счетчик и электромагнитную фрикционную муфту. Это устройство производит суммирование угловых перемещений весовой оси, связанной через электромеханическую фрикционную муфту с осью стрелки весового дозатора (1 ).

Недостатком устройства является необходимость перестройки его для различных шкал доваторов, причем для получения информации о весе требуются дополнительные расчеты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее сельсин-датчик, ротор которого соединен с осью циферблатного указателя веса, и счетчик учета (21.

Однако использование в качестве датчика угловых перемещений сельсин-приемника,.а также применение ,кииематической связи между ротором сельсин-приемника и компенсирующим электродвигателем снижает точность работы, известного устройства. Кроме тбго, использование в устройстве, механических и электромеханических подвижных элементов (механических счетчиков, компенсирующих электродвигателей и т.д. ) снижает его надежность в условиях высокой запыленности, влажности, вибрации и т.д., характерных для производства связанного с дозированием материалов. При этом известное устройство не позволяет производить учет расхода материала в натуральных единицах веса на дозаторах с различ« ными шкалами беэ специальной мехасчетчика коррекции частоты связан с выходом формирователя опорных импульсов, а четвертый вход формирователя число-импульсного кода сдоэированного материала соединен с выходом формирователя импульсов фазового сдвига.

2 нической перестройки кинематических связей, а также по своим конструктивным особенностям не может быть использовано для автоматизации учета и контроля расхода материала.

Целью изобретения является повыаение точности путем увеличения разрешающей способности устройства при обработке информации.

Эта цель достигается тем, что в устройство учета расхода материалов при порционном доэировании, содержащее сельсин-датчик, ротор которого соединен с осью циферблатного указателя веса, и счетчик учета, введены счетчик-регистр начальных по; казаний, формирователь импульсов начальных показаний, счетчик учета, формирователь число-импульсного кода сдозированного материала, формирователь число-импульсного кода начальных показаний, .формирователь импульсов фазового сдвига, фильтр низкой частоты, фаэосдвигающая цепочка, вход которой подключен к выходу сельсин-датчика, а выход через фильтр низкой частоты соединен с входом формирователя импульсов фазового сдвига, выход которого соединен с первым. входом- формирователя числоимпульсного кода начальных условий выход которого соединен с первым входом счетчика-регистра начальных показаний, выход которого соединен с первым входом формирователя импульсов начальных показаний, выход которого соединен с первым входом формирователя число-импульсного кода сдоэированного материала, выход которого соединен с входом счетчика учета, блок команд управления, счетчик усреднения, формирователь опорных импульсов, вход которого связан с входом сельсин-датчика и с источником питающего напряжения, а выход соединен с первым входом счетчика усреднения, вторым входом формирователя число-импульсного кода начальных показаний, вторым входом формирователя импульсов начальных nog0 казаний, первым входом блока команд управления, первый выход которого связан с вторым входом счетчика ус1068726 реднения, третьим входом формирователя число-импульсного кода начальI ных показаний и вторым входом счетчика-регистра начальных показаний, а второй вход блока команд управления связан с третьим входом счет- э чика усреднения и вторым входом формирователя число-импульсного кода сдозированного материала, а также введены делитель частоты, двоичный умножитель коррекции частоты, фор- 10 мирователь цены деления, регистр коррекции частоты, счетчик коррек- . ции частоты, задающий генератор тактовых импульсов, выход которого связан с.входом. двоичного умножителя коррекции частоты и входом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом регистра коррекции частоты и первым входом счетчика коррекции частоты, выход 2р которого связан с вторым входом регистра коррекции частоты, выход которого связан с вторым входом двоичного умножителя коррекции, частоты, выход которого связан с входом форми-25 рователя цены деления, выход которого связан с третьим входом формирователя число-импульсного кода сдоэированного материала, третьим входом формирователя импульсов начальных показаний и четвертым входом формирователя число-импульсного кода

-начальных .показаний, при этом выход счетчика. усреднений соединен со вторым входом блока команд управления, второй вход счетчика коррекции частоты связан с выходом, формирователя опорных импульсов, а четвертый вход формирователя число-импульсного кода сдозированного материала соединен с выходом формирователя импульсов 4О фазового сдвига.

На чертеже представлена. блЬк-схема устройства.. устройство содержит cåëücèí-датчик 1, фазосдвигакщую цепочку 2 (реализована на двух PC-элементах, обеспечивакщих необходимое амплитудно: фазовое преобразование напряжений обмоток сельсин-датчика )„ 3 ниж- о ней частоты, (подавляющий гармоники основного сигнала 50 Гц, с третьей

:.и выше ), фбрмирователь 4 импульсов фазового сдвига (представляющий собой нуль-орган, генерирующий им пульс при переходе через нуль синусоидального сигнала на нарастающем участке 1, формирователь 5 число-импульсного кода начальных показаний (представляющий собой вентиль, пропускающий тактовые импульсы по раз- . решению от блока управления и в интервалах между опорным импульсом и импульсом фазового сдвига ), счетчик-регистр б начальных показаний, йоюмирователь 7 опорных импульсов 5 (аналогичный формирователю 4, счетчик 8 усреднения с двумя входами разрешения счета, формирователь 9 импульсов начальных показаний (выполненный на счетчике с предустановкой для генерации импульсов, сдвинутых по отношению к опорным на задаваемое внешним кодом число периодов тактовых импульсов ), блок 10 управления (выполненный на двух триггерах, которые устанавливаются в единицу соответственно по сигналам включения впускного и выпускного затворов с тактированием их опорными импульсами. Триггеры устанавливаются в исходное состояние по импульсу,от счетчика 8 усреднения), формирователь

11 число-импульсного кода сдозированного. материала (выполненный аналогично формирователю 5), счетчик 12 учета, задающий генератор 13 тактовых импульсов, двоичный умножитель 14 коркоррекции частоты, формирователь .15 цены деления (выполненный на двоичном умножителе, делитель. 16 частоты регистр 17 коррекции частоты, счетчик 18 коррекции частоты со сбросом по заднему фронту очередным импульсом с делителя 16 частоты.

Фазные обмотки синхронизации сельсин-датчика 1, ротор которого соединен с осью циферблатного указателя веса (вход А ), фазосдвигающая цепочка 2, фильтр 3 нижней частоты, формирователь 4 импульсов фазового сдвига соединены последовательно.

Формирователь 4 импульсов фазового сдвига подключен к формирователю 5 число-импульсного кода начальных показаний„ выход которого соединен со счетчиком-регистром б начальных показаний, и к формирователю 11 число-импульсного кода сдозированного. материала, выход которого соединен со счетчиком 12 учета. При этом счетчик 12 учета имеет выход

Е, с которого на внешнее устройство (например ЭВМ может быть передана информация о порции отдозированного материала или его суммарном расходе.

Выход счетчика-регистра б начальных показаний соединен с формирователем 9 импульсов начальных показаний, выход которого соединен с формирователем 11 число-импульсного кода сдозированного материала.

Входы блока 10 управления под-. соединены к элементам управления исполнительными механизмами впускного (вход В ) и выпускного (вход r1 затворов дозатора, а один иэ выходов соединен с формирователем 11 число-импульсного кода сдозированного материала и счетчиком 8 усреднения. Другой выход блока .10 соеди1.068726 нен со счетчиком 8 усреднения, формирователем 5 число-импульсного кода начальных показаний и счетчиком-регистром 6 начальных показаний. Остальные входы блока 10 управления соединены со счетчиком

8 усреднения и формирователем 7 опорных импульсов, вход которого со динен с сетевым напряжением (вход подаваемым также на вход сельсин-датчика 1. Кроме того, выход формирователя 7 опорных импульсов соединен со счетчиком 8 усреднения, формирователем 5 число-импульсного

10 кода начальных показаний, формирователем 9 импульсов начальных показаний и счетчиком 18 коррекции, частоты, другой вход которого сое15 динен с делителем 16 частоты. Задающий генератор 13 тактовых импульсов соединен с двоичным умножителем 14 коррекции частоты и делителем 16 частоты, выход которого соединен с регистром 17 коррек20 ции частоты. Выход регистра 17 коррекции частоты подключен к двоичному умножителю 14 коррекции частоты, выход которого соединен с формирователем 15 цены делителя, на другом выходе которого вход Д задан код цены деления, а выход его соединен с входами формирователя 5 число-импульсного кода начальных показаний, формирователя 9 импульсов начальных показаний и

25 формирователя 11 число-импульсного кода сдозированного материала.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение питания промышленной обмотках синхронизации сельсиндатчика модулируются напряжения в зависимости от угла поворота ротора, ось которого непосредственно соединена с осью весовой стрелки циферблатного указателя дозатора (вход A ), что обеспечивает передачу углового положения стрелки на сельсин-датчик. Эти напряжения поступают на фазосдвигающую цепочку 2, где преобразуются в напряжение с постоянной амплитудой и фазой, линейно зависящей от угла поворота

50 ротора. Напряжение с фазосдвигающей цепочки 2 поступает на фильтр 3

55 нижней частоты. Этот фильтр ослабляет дополнительные погрешности от высших гармоник, проникающих в устройство из сети и воэникакщих иэ-эа нелинейных характеристик элементов сельсина.

Для отсчета фазового сдвига в формирователе 7 опорых импульсов формируется короткий опорный им60 пульс по напряЖению, питающему сель-. син. Этот импульс формируется при 65 частоты подается на обмотку возбуждения сельсин-датчик 1 вход Б . На 40 прохождении через нуль синусоиды питающего напряжения на ее нарастающем участке. По сигналу открытия затвора расходного бункера (вход В ) и ближайшему опорному импульсу на выходе блока 10 управления появляется импульс, который снижмает удержание в нуле счетчика 8 усреднения, снимает блокировку с формирователя 5 .число-импульсного кода начальных показаний и своим передним фронтом производит установку в исходное состояние счетчикарегистра начальных показаний.

Формирователь 5 число-импульсного кода начальных показаний формирует. число-импульсный коц показаний весов в начальный момент загрузки путем заполнения интервала между опорным, импульсом и импульсом фазового сдвига тактовыми. импульсами, поступающими от формирователя 15 цены деления с периодом, определяемым используемой шкалой дозатора.

Для того, чтобы повысить достоверность и надежность получаемой от сельсина информации, формирователь 5 число-импульсного кода начальных показаний формирует несколько периодов число-импульсного кода.

Кратность (число периодов ) число-. импульсного кода равна коэффициенту пересчета счетчика 8, усреднения. С помощью этого счетчика измерение фа- зового сдвига производят в течение

М периодов, подсчитываемых по опорным импульсам.

По разрешающему сигналу блока

10 управления счетчик .8 усреднения производит подсчет опорных импульсов формирователя 7 опорных импульсов, При переполнении счетчика 8 усреднения сигналом обратной связи выключается блок 10 управления и заканчивается формирование числоимпульсного кода в формирователе 5 число-импульсного кода начальных показаний. Период усреднения назначает ся заведомо меньше времеяи, проходящего от момента подачи сигнала на исполнительные механизмы дозатора и до начала изменения показаний весов дозатора. Формируемый .в форми- ., рователе 5 число-импульсного кода начальных показаний И -кратный число-импульсный код поступает на предварительно обнуленный сигналом с блока 10 управления счетчик-регистр 6 начальных показаний, где усредняется путем деления его на

Й и заполняется до поступления очередного сигнала об открытии расходного бункера. Код, установленный »а выходе счетчика-регистра

6 начальных показаний с помощью опорных тактовых импульсов, сформированных B формирователе опорных импульсов 7, преобразуется в фор1068726 ведет.к потере точности устройства.

Для устранения этого недостатка необходимо производить коррекцию.частоты тактовых импульсов по изменяющейся частоте питающего напряже5 ния. Эта задача решается следукщим образом.

Частота выходных импульсов двоичного умножителя 14 коррекции частоты равна

Е14= 13 1„ мирователе 9 импульсов начальных показаний в периодические импульсы временное положение которых по отношению к опорным определяется начальным положением сельсин-датчика 1..

По окончании дозирования и отрытии выпускного затвора блок 10 управления по сигналу, поступающему на вход Г (выпускной затвор открыт ), и ближайшему опорному 10 импульсу снимает удержание в нуле счетчика 8 усреднения и блокировку с формирователя 11 число-импульсного коца сдозированного материала

Счетчик 8 усреднения и блок 10 управления взаимодействует с формирователем 11 число-импульсного кода сдозированного материала аналогично их совместной работе с формирователем 5 число-импульсного кода начальных показаний при загрузке.

Формирователь 11 число-импульсного кода сдозированного материала формирует М -кратный число-импульсный Код сдозированного материала путем заполнения тактовыми.импульсами интервала между импульсом начальных показаний, формируемым в формирователе 9 начальных показаний (в формирователе число-импульсного

5 кода начальных показаний в качестве тактового импульса используется опорный ), и импульсом фазового сдвига, временное расположение которого изменяется вследствие поворота ротора сельсин-датчик 1 после за- З5 грузки дозатора. Следовательно, число-импульсный код, сформированный в формирователе 11 число-импульсного кода сдозированного материала;. равен разности конечных и начальных 40 показаний весов, соответствук яей количеству загруженного материала, . выраженного в единицах веса. С формирователя 11 число-импульсного кода сдозированного материала N -KpaTH fi 45 число-импульсный код сдозированного материала поступает на счетчик 12 учета, где усредняется путем деления

его на Я и накапливается. Счетчик 12 учета имеет выход Е, с которого на внешнее устройство например ЭВМ . может быть передана информация о порции отдозированного материала или его суммарном расходе.

Одним из условий точной работы предлагаемого устройства является постоянство отношений частоты питающего напряжения сельсин-датчика 1 к частоте тактовых импульсов, генерируемых генератором 13 тактовых импульсов. Но так как сельсин запитывается сетевым напряжением промышленной частоты, период которого нестабилен, то при неизменном периоде тактовьх импульсов происходит изменение этого соотношения, что 65 где f - частота импульсов генера13 тора тактовых импульсов

13;

Й вЂ” двоичный код корректирую-

11 щего множителя, представленный регистром 17 коррекции частоты.

Й1- формируется с периодичностью, определяемой выходными импульсами делителя 16 частоты. Длительность периода (1), в течение которого формируется. новое значение И„ равна

13Ъ где Т1 — период задакщих тактовых импульсов генератора 13, М16 — коэффициент деления делителя 16 частоты.

Очередной импульс с делителя 16 частоты по переднему фронту записывает в регистр 17 коррекции частоты код со счетчика 18 коррекции частоты, а по заднему фронту устанавливает счетчик 18 в.исходное состояние, Начинается новый цикл его работы.

В течение этого цикла на выходе регистра 17 коррекции частоты присутствует записанный в него двоичный код Я, с помощью которого двоичный умножитель 14 коррекции частоты производит коррекцию частоты импульсов, поступающих на .него от задающего генератора 13 тактовых импульсов. Двоичный код корректирукщего множителя Я 1 формируется на счетчике

18 коррекции частоты путем подсчета на нем сетевых импульсов в течение периода 1.

Следовательно

é17 fC где — частота сетевого питающего напряжения. т и

14 13 С Г3 13 1 6 или, учитывая. что

f13 Т13 с получаем требуемое постоянство отношения частоты сети и тактовых импульсов, — - й16 - -co rl9 t ñ.

Скорректированная частота тактовых импульсов двоичного умножителя 14 коррекции частоты поступает в формирователь 15 цены деления который

10б872б

Составитель 5.Ерошкин

Редактор О.Бугир Техред И,Метелева корректор A Тяско

Заказ 11447/34 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,. Ул, Проектная, 4 в соответствии с кодом, устанавливаемым по входу Д и назначаемым в зависимости от применяемого типа циферблатного указателя веса, производит понижение частоты тактовых импульсов и формирует последователь- 5 ность импульсов с частотой, требуемой для отсчета измеряемого сигнала в натуральных единицах веса.

При использовании предлагаемого устройства учета расхода материала при порционном дозировании повышается точность учета расхода материала при порционном доэировании, Благодаря применению в качестве датчика угловых перемещений весовой стрелки доэатора сельсин-датчика не требуется дополнительная доработка циферблатных указателей и не нарушается работа сельсина в режиме индикаторной дистанционной передачи.