CS265974B1

CS265974B1 - Hierarchical control system of raw material binding process

Info

Publication number: CS265974B1
Application number: CS876059A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Tillmann; Tomas Ing Kral; Vladimir Ing Michalek; Jaroslav Ing Drevo; Jaroslav Ing Harapes; Vaclav Smid
Original assignee: Petr Ing Tillmann; Kral Tomas; Vladimir Ing Michalek; Jaroslav Ing Drevo; Jaroslav Ing Harapes; Vaclav Smid
Priority date: 1987-08-18
Filing date: 1987-08-18
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS605987A1

Abstract

Zařízení řeší řízení procesu navazování surovin na několika průmyslových vahách současně. Navrhované řešení je dvojúrovňové a řešené pro nasazení bez linearizujících zařízení. Výstup bloku polovodičových snímačů je připojen na vstup obvodu digitálního přiřazení, na jehož výstup je připojen vstup prvního váhového mikropočítače na jehož výstup je připojen informační panel, přičemž tento první váhový mikropočítač je dále spojen.s blokem paměti nelinearity a dále s řidícim mikropočítačem, přičemž seskupení prvního váhového mikropočítače, obvodu digitálního přiřazení, bloku paměti nelinearity a informačního panelu tvoří první mikropočítačovou vážící jednotku, přičemž na řídicí mikropočítač jsou připojeny mikropočítačové vážící soustavyThe device solves the control of the process of raw material binding on several industrial scales simultaneously. The proposed solution is two-level and designed for deployment without linearizing devices. The output of the semiconductor sensor block is connected to the input of the digital assignment circuit, to the output of which is connected the input of the first weighing microcomputer to the output of which is connected the information panel, while this first weighing microcomputer is further connected with the nonlinearity memory block and further with the control microcomputer, while the grouping of the first weighing microcomputer, the digital assignment circuit, the nonlinearity memory block and the information panel forms the first microcomputer weighing unit, while the microcomputer weighing systems are connected to the control microcomputer

Description

Vynález se týká hierarchického řídicího systému procesu navazování surovin na několika průmyslových vahách současně.The invention relates to a hierarchical control system for the process of tying raw materials on several industrial scales simultaneously.

V současné době se obdobné systémy navalování surovin vyrábějí jako hierarchické systémy řízení ve více úrovních. Např. zařízení firmy Bizerva má čtyři úrovně:At present, similar raw material rolling systems are manufactured as hierarchical multi-level control systems. E.g. Bizerva equipment has four levels:

nadřízený minipočítač nebo mikropočítač linkový mikropočítač tzv. simatic, osazený bitovým procesorem vyhodnocovací zařízení jednotlivých vahmaster minicomputer or microcomputer line microcomputer so-called simatic, equipped with a bit processor evaluation device of individual scales

Základním nedostatkem systémů je nelinearita použitých snímačů. Obdobné řídící systémy navazování pak pracují na tom principu, že se snaží odstranit nelinearitu použitých snímačů, např. formou výroby a použití snímačů s lineárnější charakteristikou nebo přesných lineárních zesilovačů a převodníků.The basic disadvantage of the systems is the nonlinearity of the sensors used. Similar connection control systems then work on the principle that they try to eliminate the nonlinearity of the used sensors, eg in the form of production and use of sensors with more linear characteristics or precise linear amplifiers and transducers.

Tyto nevýhody do značné míry odstraňuje navržený hierarchický řídící systém procesu navazování surovin, jehož podstata je v tom, že výstup bloku polovodičových snímačů je připojen na vstup obvodu digitálního přiřazení, na jehož výstup je připojen vstup prvního váhového mikropočítače, na jehož výstup je připojen informační panel, přičemž tento první váhový mikropočítače je dále spojen s blokem paměti nelinearity a dále s řídicím mikropočítačem, přičemž seskupení prvního váhového mikropočítače, obvodu digitálního přiřazení, bloku paměti nelinearity a informačního panelu tvoří první mikropočítačovou vá'žící soustavu, přičemž na vstupy řídicího mikropočítače jsou připojeny vážící mikropočítačové soustavy.These disadvantages are largely eliminated by the proposed hierarchical control system of the feedstock process, the essence of which is that the output of the semiconductor sensor block is connected to the input of a digital assignment circuit, the output of which is connected wherein the first weighting microcomputer is further connected to a non-linearity memory block and further to a control microcomputer, the grouping of the first weighting microcomputer, digital assignment circuit, nonlinearity memory block and information panel forming a first microcomputer weighing system. weighing microcomputer systems.

Výhodou navrženého řešení je, že umožňuje zcela automatizovaný provoz vážení několika dávkovačích vah současně. Dále je výhodou, že navržený systém je dvojúrovňový, což znamená menší počet použitých technických prostředků řízení, jednodušší obsluhu, méně náročnou údržbu. Lze použít i nelineárních polovodičových snímačů bez nasazení nákladných linearizujících zařízení.The advantage of the proposed solution is that it allows fully automated operation of weighing several dosing scales simultaneously. Furthermore, the advantage is that the proposed system is two-level, which means a smaller number of used technical means of control, simpler operation, less demanding maintenance. Non-linear semiconductor sensors can also be used without the use of expensive linearizing devices.

Na připojeném výkrese je nakreslen příklad zapojení podle vynálezu.An example of a circuit according to the invention is drawn in the accompanying drawing.

Výstup bloku 1_ polovodičových snímačů je připojen na vstup obvodu 2 digitálního přiřazení, na jehož výstup je připojen vstup prvního váhového mikropočítače £, na jehož výstup je připojen informační panel 14, přičemž tento první váhový mikropočítač £ je dále spojen s blokem 13 paměti nelinearity a dále s řídicím mikropočítačem 5^ přičemž seskupení váhového mikropočítače obvodu 2 digitálního přiřazení, bloku 13 paměti nelinearity a informačního panelu 14 tvoří první mikropočítačovou vážící soustavu 15, přičemž na řídící mikropočítač 5. jsou připojeny mikropočítačové vážící soustavy 8^, 10, 11, 12.The output of the semiconductor sensor block 7 is connected to the input of the digital assignment circuit 2, the output of which is connected to the input of a first weighting microcomputer 6, to the output of which an information panel 14 is connected. with the control microcomputer 5, the grouping of the weight microcomputer of the digital assignment circuit 2, the nonlinearity memory block 13 and the information panel 14 forming the first microcomputer weighing system 15, the microcomputer weighing systems 8, 10, 11, 12 being connected to the control microcomputer 5.

Navrhované řešení je dvojúrovňové. Obě úrovně jsou řešeny mikropočítači. Na nižší úrovni se zabezpečuje veškeré řízení procesu včetně vyhodnocování vah. Na nadřazeném stupni probíhá komunikace operátora, bilancování a převod výrobních údajů a dohlížení na podřízené vážní mikropočítače.The proposed solution is two-level. Both levels are solved by microcomputers. At a lower level, all process control is ensured, including the evaluation of scales. At the superior stage, the operator communicates, balances and transfers production data and supervises subordinate weighing microcomputers.

Řízeným objektem jsou váhy např. na kapalné látky. Navážky jsou podle výrobního příkazu z řídicího váhového mikropočítače 4. vypouštěny do příslušných homogenizačních nádrží .3 či reaktorů. Z bloku .1 polovodičových snímačů vstupují naměřené napěřové signály do obvodu 2 digitálního přiřazení; určité váze se zde přiřazují čísla (údaje o výstupu převodníku). V bloku 13 paměti nelinearity je zaznamenána nelinearita použitého snímače. Při vážení, podle toho, ve kterém úseku nelinearity je snímána váha, se měří směrnice naprogramované křivky a zbývající část se provede lineární interpolací. Jedná se v podstatě o náhradu nelinearity určitým počtem lineárních úseků. Celý systém je pak nelineární, ale vyhodnocení je lineární - systém se navenek chová a jeví jako lineární a to s velmi vysokou přeností.The controlled object is a scale, eg for liquid substances. The batches are discharged into the appropriate homogenization tanks 3 or reactors according to the production order from the control weighing microcomputer 4.. From the semiconductor sensor block .1, the measured voltage signals enter the digital assignment circuit 2; certain weights are assigned numbers here (transmitter output data). In nonlinearity memory block 13, the nonlinearity of the sensor used is recorded. During weighing, depending on which section of nonlinearity the balance is scanned, the direction of the programmed curve is measured and the rest is performed by linear interpolation. It is basically a replacement of nonlinearity by a certain number of linear sections. The whole system is then nonlinear, but the evaluation is linear - the system behaves outwardly and appears linear with a very high transfer.

Korekce na nelinearitu snímačů se provádí tak, že se před vlastním vážením váha kalibruje a do obvodu 2 digitálního přiřazení se zanese nejméně deset přiřazení analogového signálu ke skutečné hmotnosti a vzhledem k těmto závazným bodům kalibrační křivky se provádí při vlastním vážení programově interpolace.The correction for non-linearity of the sensors is performed by calibrating the balance before the actual weighing and entering at least ten analog signal assignments to the actual weight in the digital assignment circuit 2 and program interpolation during the actual weighing with respect to these binding points of the calibration curve.

Přesnost navažování je dále podepřena tzv. samoučením dotoků. Zařízení obsahuje programový modul sloužící k tomu, aby nevznikaly chyby setrvačností doběhu vtékání surovin. Dotok je proměnná hodnota v paměti váhových mikropočítačů 4^ aktualizovaná při každém vážení, která se odečítá od zadané navážky dle receptu, a při hodnotě rozdílu zadané navážky a dotoku se uzavírá vtokový ventil. Ve skutečnosti se pak naváží hodnota, která je dána jako součet hodnoty zadané navážky a určité chyby. Odtud pak plyne, že nový dotok je součet starého dotoku a chyby. Každá navážka dle receptu je vždy rozdělena nejméně nadvakrát. Ve druhém kroku je korigována chyba kroku prvního. K tomu právě slouží aktualizovaný dotok a aktualizovaný zbytek, který se má ještě navážit.The accuracy of weighing is further supported by the so-called self-learning of touches. The device contains a program module used to prevent errors of inertia of the run-in of raw materials. The inflow is a variable value in the memory of the weighing microcomputers 4 ^ updated at each weighing, which is subtracted from the entered weighing according to the recipe, and the inlet valve closes at the value of the difference between the entered weighing and the inflow. In fact, a value is then weighed, which is given as the sum of the value of the entered weight and a certain error. It then follows that the new afterflow is the sum of the old afterflow and the error. Each batch according to the recipe is always divided at least more than twice. In the second step, the error of the first step is corrected. The updated feed and the updated rest, which have yet to be weighed, are used for this purpose.

Komunikačním prvkem operátora je obrazovkový terminál J_, napojení na řídicí počítač J5, ve které se v šesti polích obrazovky nepřetržitě zobrazuje aktuální stav na všech šesti vahách. Signalizuje se zde ruční provoz, výpadek, výrobní příkazy apod. Z obrazovkového terminálu operátor v první řadě zadává výrobní příkaz, který je potom vyslán na podřízený první váhový mikropočítač ý a na další. Zde se data příkazu autonomně zpracovávají. Jednotlivé váhové mikropočítače £ ovládají přes navržené obvody měření a regulace akční členy a čidla jednotlivých vah. Mezi mikropočítači na jednotlivých úrovních je zaveden sériový přenos dat. Na nadřízený řídící mikropočítač 5. je dále napojena tiskárna .6 pro výpis protokolu o celkové spotřebě a dalších dat.The communication element of the operator is a screen terminal J1, connected to the control computer J5, in which the current status on all six scales is continuously displayed in six fields of the screen. Manual operation, outage, production orders, etc. are signaled here. From the screen terminal, the operator first enters a production order, which is then sent to the slave first weighing microcomputer and to the next one. Here, the order data is processed autonomously. The individual weighing microcomputers £ control the actuators and sensors of the individual balances via the designed measuring and control circuits. Serial data transfer is introduced between microcomputers at individual levels. A .6 printer is also connected to the master control microcomputer 5. to print a report on total consumption and other data.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Hierarchical control system of raw material weighing process, consisting of microcomputers, block and technological mixing and dosing device, characterized in that the output of the semiconductor sensor block (1) is connected to the input of digital assignment circuit (2) (4), to the output of which an information panel (14) is connected, said first weighing microcomputer (4) being further connected to a non-linearity memory block (13) and further to a control microcomputer (5), the grouping of the first weighing microcomputer (4) , the digital assignment circuit (2), the nonlinearity memory block (13) and the information panel (14) form a first microcomputer weighing system (15), microcomputer weighing systems (8 to 12) being connected to the control microcomputer (15).