Устройство управления процессом весового дозирования

 

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в устройствах управления весодозирующей аппаратуры. Цель изобретения - повышение производительности процесса весового дозирования за счет сокращения времени поиска оптимального набора весовых порций, составляющих в сумме заданную весовую дозу. В устройстве к входам блока вычисления целевой функции - комбинационному сумматору - из N датчиков, вырабатывающих электрические сигналы, пропорциональные весу порции товара на данном взвешивающем устройстве, подключена только часть, а именно N-N датчиков, а остальные N датчиков подключены к общим входам групп, образованных двухвходовыми сумматорами, при этом каждая группа N содержит 2<SP POS="POST">I-1</SP> сумматоров, при их общем числе 2<SP POS="POST">N</SP>-1, выходы этих сумматоров подключены к первым входам 2<SP POS="POST">N</SP>-1 дополнительных блоков допускового контроля. Коммутатор в комбинационном сумматоре 2 выполнен состоящим из основного и дополнительного коммутаторов, их управляющие входы связаны через 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 неизмененным его режим работы по входам, независимо от числа включенных датчиков, что повышает точность вычисления целевой функции. Так как в устройстве оптимальные комбинации могут формироваться как из наборов N-N датчиков, подключенных к сумматору, так из наборов остальных датчиков, не связанных с этим сумматоров, увеличивается вероятность получения заданной весовой дозы при меньшем количестве отдельных весовых порций, что сокращает время поиска оптимального набора этих порций, составляющих в сумме заданную весовую дозу, и тем самым повышается производительность процесса весового дозирования. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 G 13/00, 19/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Цель изобретения — повышение производительности процесса вссового дозирования за счет сокращения времени поиска оптимального набора весовых

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4445600/24-10 (22) 22.06.88 (46) 15.11;90. Бюл„. к- 42 (7?) А.П. Шлемов и В,Н. Пашкин (53) 681.268.08(088.8) (56) Патент США - 4470166 кл. С 01 G 13/00, опублик. 1984. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЕСОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в уст. ройствах управления весодоэирующей аппаратуры. Цель изобретения — повышение производительности процесса весового дозирования за счет сокращения времени поиска оптимального набора весовых порций, составляющих в сумме заданную весовую дозу„ В устройстве к входам блока вычисления целевой функции — комбинационному сумматору из 11 датчиков вырабатывающих электрические сигналы, пропорциональные весу порции товара на данном взвешивающем устройстве, подключена только часть, а именно (i-n) этих датчиков, а остальнь е и датчиков под.ключены к общим входам групп, образованных двухвхоцовыми с;мматорами, при этом каждая группа i содержит

1- 1

2 сумматоров, нри их общем числе (2"-1 ), выходы э тих сумматоров

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в уст- ройствах управленя весодозирующей аппаратуры..SU„„1606873 Д 1

2 подключены к первым входаь! (2"-1) дополнительных блоков допускового контроля, Коммутатор в комбинационном сумматоре выполнен состоящим из основного и дополнительного коммутаторов, их управляющие входы связаны через 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 работы по входам, независимо от числа включенных датчиков, что по— I вышает точность вычисления целевой функции. Так как в данном устройстве оптимальные комбинации могут формироваться как из наборов (М-n) датчиков, подключенных к сумматор-i так из наборов остальных датчиков, не связанных с этим сумматором, увеличивается вероятность получения заданной весовой дозы при меньшем количестве отдельных весовых порций, что сокращает время поиска оптимального набора этих порций, составляющих в сумме заданную весовую дозу, и, тем самым, повышается производительность процесса весового дозирования.

1 з,п. ф-лы, 6 ип„

1606873 порций, составляющих в сумме заданную весовую дозу. па фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2"6 примеры выполнения схем его отдельных элементов.

Устройство (фиг.1) содержит N датчиков 1, (N-и) из которых подключены к сигнальным входам комбинационного сумматора 2, состоящего из многовходового сумматора 3 и подключенных к его входам коммутаторов 4, сигнальные и управляющие входы которых и выход сумматора 3, являются соответствующими входами и,выходом комбинационного сумматора. Устройство содержит также блок 5 допускового контроля, к первому, второму и третьему входам которого подключены соответственно выход комбинационного сумматора 2 и выходы формирователя 6 нижнего и формирователя 7 верхнего допусковых уровней, входы этих формирователей подсоединены к выходам блока 8 управ- 25 ления, выходы которого и его вход связаны соответственно, с управляющими входами и с выходом комбинационного сумматора 2. В состав устройства входят также (2 -1) дополнительных блоков 9 допуси кового контроля и (2 -1) двухвходовых п сумматоров 10, объединенных в и групп 11,, каждая из которых содержит

2 (1 этих сумматоров, где i — номер группы (i= 1; 2,..., n), и имеет один общий вход, соедиченный с первыми входами всех сумматоров данной группы и подключенный к выходу одного из Il датчиков, не связанных с комби- 40 национным сумматором 2, Остальные 2 и 1 входов данной ь-й группы, которыми являются вторые входы входящих в нее двухвходовых сумматоров 10, выход каждого иэ которых является выходом группы и подключен к первому входу соответствующего . дополнительного блока 9 допускового контроля соединены с выходом комби"

Э

50 национного сумматора 2 и с выходами всех предыдущих (i-1) групп 11. Все вторые и все третьи входы блоков 9 соединены с выходами соответственно

;формирователя 6 нижнего и формирова55 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 16, 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 уровнюе

Блок 8 управления (Фиг.6) может

ыть выполнен на основе микроЭВИ 21 с шиной интерфейса 22 и двух периферийных программируемых адаптеров 23.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Каждый из N датчиков 1 преобразует контролируемый параметр — вес порции товара на взвешивающем устройст6873 ся ранее разомкнутый. Таким условиям удовлетворяют, например, коммутаторы, выполненные на аналоговых мультиплексорах .типа К564, IGII, у которых время включения ключа превышает время

его выключения. Таким образом, выполкение комбинационного сумматора 2 и коммутаторов 4 по схеме фиг.2, состоящих из двух коммутаторов 12 и 13, управляющие сигналы на которые поступают с блока 8 управления в противоt5 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 л физических параметров, входящих в набор из N этих параметров (N)m) и представляющих собой, напри25 мер, отдельнь|е веса порций Х хтхз ° ° ...Х, оптимального по некоторому

1в критерию, задаваемому многоместной целевой функцией F(X1,Х,Х ...,,Х, 7А

= „КХ„ для уцовлетворения неравенст 1=1 П) ву S-bS+ Х,;<945S где S - заданный суммарньМ йараметр, à S — - его допусTHIiblB отклонения, т.е, комбинационный сумматор 2 является устройством

5 вычисления целевой функции.

В весодозирующих устройствах комбинационного типа количество возможных сочетаний С„, как функции числа т, имеет максимум ш „ 1"/2 при

4Q N — четном числе, или ы „ =И/2+0,5 при N — - нечетном,, Поэтому для уве"

50

160 ве (не показано) в электрический сигнал. Эти сигналы поступают с (Н-и} датчиков на комбинационный сумматор

2, в котором они проходят на мнОго-. входовой сумматор 3 через коммутаторы 4, а сигналы с остальных и датчиков 1 поступают непосредственно на общие входы и групп 11, образованEQ)Ix двухвходовыми сумматорами 10.

Блок 8 управления вырабатывает последовательности управляющих сигналов в двоичном коде, поступающие на входы управления коммутаторов„4, которые подключают соответствующее число дадчиков к входам сумматора 3, сигнал с его выхода сравнивается в блоке 5 допускового контроля с сигналами нижнего и верхнего допусковых уровней, сформированными по сигналам блока 8 управления в формирователях 6 и 7.

В случае нахождения контролируемого сигнала в заданных пределах поиск останавливается либо блок управления формирует следующую последовательность управляющего сигнала, и поиск продолжается, Так как количество датчиков 1, подключенных в данный момент к многовходовому сумматору 3 через коммутаторы 4, может изменяться в процессе поиска, будет изменяться и режим работы по входам сумматора 3, которые . оказываются либо замкнутыми на общую

3 шину 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 режим работы по входам комбинационного сумматора 2 (фиг,2 ) не изменяется при любом числе включенных датчиков 1, так как входы сумматора 3 фактически всегда подключены к общей шине либо через включенный основной коммутатор

12 и малое выходное сопротивление датчика, либо через малое сопротивление включенного дополнительного

I коммутатора 18, подключенного к общей шине. Чтобы коммутаторы 12 и 13 не оказались замкнутыми одновременно:. . и не возник режим короткого замыкания датчиков 1 необходимо чтобы при переключениях сначала отключался ранее

1эамкнутый коммутатор, а затем включалличения вероятности нахождения удачной комбинации отдельные взвешивающие устройства загружаются так, чтобы необходимый суммарный вес дозы получался в результате суммирования числа m отдельных порций при m равным или близким к значению ш

Случаи нахождения удачной комбинации при m сильно. отличающихся от

m „ 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 (N-n) датчиков 1, преобразующих вес порции в электрический сигнал, и подключенных

1606873 к 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 входь и групп двухвходовых сумматоров

10 к дополнительным блокам 9 допус- 10 кового контроля, выходы которых подключены к,блоку 8 управления, Таким образом, увеличивается вероятность получения заданной весовой дозы при меньшем количестве отдель- 15 ных весовых порций (т,е, при меньшем значении m)„ составляющих в сумме .заданную весовую дозу, что сокращает время поиска оптимального набора этих порций и повышает произво- 20 дительность процессе весового дозирования и его большую точность. формула изобретения

1. Устройство управления процессомм весового дозирования, содержащее

N датчиков и блок управления, выхо-! дами подключенные соответственно к

;сигнальным и управляющим входам ком1бинационнаго сумматора, состоящего

1 из коммутаторов и многовходного сум матора, причем сигнальные и управляющие входы коммутаторов, выходами связанных с входами многовходового 35 сумматора, и выход этого сумматора являются соответственно сигнальными и управляющими входами и выходом комбинационного сумматора, формирователи верхнего и нижнего дапусковых 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 которого 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

1 сокращения времени поиска оптималь" ного набора весовых порций, составляющих в сумме заданную весовую дозу, в него введено 2"-1 дополнительных блоков допускового контроля и 2 -1

Yl двухвходовых сумматоров, объединенных в,п групп, каждая из которых содержит

2 » этих сумматоров, где i-номер группы, (i=1,2...,,n), один общий вход, соединенный с первыми входами всех сумматоров данной группы, и 2 1 последующих входов группы, которыми являются вторые входы входящих в нее двухвходовых сумматоров, выход каждого из которых является выходом группы и подключен к первому входу соответствующего допалнительнага блока дапускового контроля, а все вторые и все третьи входы этих блоков соединены с выходом формирователя нижнего допусковаго уровня и с выходом формирователя верхнего допусковага уровня соответственно, а выходы этих блоков — с входами блока управления, при этом к сигнальным входам комбинационного сумматора подключено толька М-и датчиков, а каждый из остальных и датчиков подсоединен к общему входу соответствующей 1-й группы двухвходовых сумматоров, а к остальным 2 входам каждой группы подключены выход комбинационного сумматора и выходы всех предыдущих i-1 групп двухвходовых сумматоров.

2. Устройства по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности его 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 его управляющий вход соединен через инвертар с управляющим входом основного коммутатора, сигнальный и управляющий входы которого являются сигнальным и управляющими входами комбинационного сумматора.

160б873

1бОб873

1б06873

От 8