Устройство для учета работы транспортного оборудования

Устройство для учета работы транспортного оборудования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА РАБОТЫ ТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, содержащее датчик длины тягового каната , блок выделения статической составляющей тока, датчик поворота платформы, соединенный через блок измерения угла поворота с одним из входов вычислителя количества работы , второй вход которого подключен к первому выходу блока измерения загрузки ковма, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно снабжен 1шатчиком длины подъема каната, дЛчиком скорости двигателя подъема, блоком управления, блоком коррекции усилий и датчиком тока возбуждения двигателя подъема, при этом датчик длины подъема каната, датчик длины тягового каната и датчик скорости двигателя подъема подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока коррекции усилий, выходы блока выделения статической составляющей тока и датчика поворота платформы подключены к входам блока управ1}еняя и к первому и второму входам блока измерения загрузки ковша, третий и четвертый входы которого соединены с первым и вторым выходами блока управления, третий выход которого соединен с первым входснм вычислителя количества работы, при этом выход датчика тока возбуждения двигателя подъема соединен с пятым входом блока измерения нагрузки ковша, второй и третий выходы которого соедииены с четвертым и пятым входами блока коррекции усилий, шестой вход которого подключен к выходу блока ; вьщеления статической составлякицей тока, а выход - с шестым входом бло-. ка измерения нагрузки ковша. 2.Устройство по п.1,от л и чающееся тем, что блок измерения загрузки ковша содержит коммутатор , аналого-цифровой преобразо g ватель, элементы ИЛИ и И, триггер И счетчик-сумматор, при этом выход коммутатора через цифро-аналоговый преобразователь подключен к первьм входам триггеров и элементов И, выходы последних подключены к первому и второму входам счетчика-сумматора, выход элемента ИЛИ через распределитель импульсов соединен с вторыми . входами триггеров, с одним из входовкоммутатора и третьим входом счетчи-; ка-сумматора, выход которого являет-, ся первым выходом блока, выходы триггеров являются вторым и третьим выходами блока, другие входы коммутатора являются первым, вторым, пятым и шестым входами блока, входы элемен та ИЛИ объединены соответственно с вторыми входами элементов Ни являются третьим и четвертым входами блока . 3.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем,что блок управления содержит триггеры, элементы И и ИЛИ, дифференцирующие элементы, интегрирующие элементы, пороговые элементы, инвертор и блок задержки, выход которого соединен с первым входе первого элемента И, а вход объе

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

0% (П) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕ Г СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3305079/29 "03 (22) 18.06.81 (46) 07.12.83. Бюл. Р 45 (72) С.И.Николаенко, В.П.Сенчуров, A.È,ÑáèòHå и Б.Ф.Щуцкий (71) Киевский институт автоматики им., ХХУ съЕзда КПСС (53) 622.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Ю 473003, кл. Е 02 F 9/20, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

В 303634, кл. Е 02 F 3/26, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

В 339904, кл. Е 02 F 3/48, 1972.

4. Авторское свидетельство СССР

В 634232, кл. (07 С 5/10, 1978 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА РАBOTH ТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, содержащее датчик длины тягового ка" ната, блок выделения статической составляющей тока, датчик поворота платформы, соединенный через блок измерения угла поворота с одним иэ входов вычислителя количества работы, второй вход которого подключен к первому выходу блока измерения загрузки ковша, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно снабженщуатчиком длины подъема каната, дд5%иком скорости двигателя подъема, блоком управления, блоком коррекции усилий и датчиком тока возбуждения двигателя подъема, при этом датчик длины подъема каната, датчик длины тягового каната и датчик скорости ,двигателя подъема подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока коррекции усилий, выходы блока выделения статической составляющей тока и датчика поворота платформы подключены к входам блока управления и к первому и второму входам блока измерения загрузки ковша, третий и четвертый входы которого соединены с первым и вторым выходами

1(5п E 02 F 3/26; G 07 С 5/1 блока управления, третий выход которого соединен с первым входом вычислителя количества работы, при этом выход датчика тока возбуждения двигателя подъема соединен с пятым входом блока измерения нагрузки ковша, второй и третий выходы которого соеди иены с четвертым и пятым входами блока коррекции усилий, шестой вход которого подключен к выходу блока выделения статической саставляющей тока, а выход - с шестым входом бло-, ка измерения нагрузки ковша.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтО блок измерения загрузки ковша содержит коммутатор, аналого-цифровой преобразо I ватель, элементы ИЛИ и И, триггер и счетчик-сумматор, при этом выход коммутатора через цифро-аналоговый преобразователь подключен к первым входам триггеров и элементов И, выходы последних подключены к первому Я и второму входам счетчика-сумматора, выход элемента ИЛИ через распределитель импульсов соединен с вторыми входами триггеров, с одним из входов коммутатора и третьим входом счетчика-сумматора, выход которого является первым выходом блока, выходы триг геров являются вторым и третьим вы ходами блока, другие входы коммутатора являются первым, вторым, пятым и шестым входами блока, входы элемен та ИЛИ объединены соответственно с вторыми входами элементов И и являют ся третьим и четвертым входами блока.

3. Устройство по п. 1, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит триггеры, элементы И и ИЛИ, дифференцирующие элементы, интегрирующие элементы, пороговые элементы, инвертор и блок задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а вход объе1059072

1 динен с входом первого порогового элемента и является первым входом блока, выходы пороговых элементов через соответствующие интегрирующие элементы подключены к входам второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены с входами пер". вого и второго триггеров, выходы которых являются первым и вторым выходом блока, вход,инвертора является вторым входом блока и подключен к . первым входам третьего и четвертого триггеров, а выход инвертора подключен к вторым входам этих же триггеров, выходы которых через соответствующие дифференцирующие элементы соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, вход второго порогового элемента является третьим входом блока, а выход одного из интегрирующих элементов является третьйм, выходом блока.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок кор.Изобретение относится к области автоматизации горно-транспортного оборудования, например экскаваторов-дроглайнов.

Известны устРойства, Позэоляющие оценивать работы экскаваторов по обобщенным показателям при помощи измерителей мощности, выполненных в виде установленных на платформе и рабочем оборудовании вибрационных датчиков, связанных с пороговыми элементами, инверторами, усилителями, триггерами, содержащие накопитель циклов и времени работы вхолостую, счетчик операций, блок кодирования и передачи информации, а также блок приема и накопления, информации (1) .

° Указанное устройство не позволяет . определить массу зкскавируемой породые

Известно устройство для учета выработки одноковшового экскаватора, устраняющее неопределенность при определении массы экскавируемой породы, включающее магнитные усилители с обмотками управления, датчики тока привода подъема и привода напора, датчики угла поворота, счетчики импульсов, включенные в электрическую цепь, причем намагничивающая обмотка управления одного из магнитных усилителей подключена к датчику тока привода подъема, а его размагничивающая обмотка управления посредством рекции усилий содержит регистры, блоки переменных коэффициентов, усилитель, регулятор динамической составляющей и дешифраторы, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих блоков переменных коэффициентов, выход каждого предндущего блока переменных коэффициентов соединен с входом последующего блока пере. менных коэффициентов, вход первого блока переменных коэффициентов является шестым входом блока, входы первого и второго дешифраторов являются соответственно четвертым и пятым входами блока, выходы регистров соеди-. нены с входами третьего и четвертого дешифраторов, а .нходы их являются первым и вторым входами блока, выход последнего блока переменнйх коэффициентов соединен с одним из входов усилителя и с управляющим входом регулятора динамической составляющей, другой вход которого является первым входом блока. блок-контакта счетчика импульсов соединена с датчиком. привода напора, а обмотка положительного смещения этого магнитного усилителя соединена е датчиком угла поворота и посредством запирающего элемента - с датчиком тока привода напора j2j .

Область применения этого устройства ограничена, так как оно разработано применительно к экскаватору с оборудованием прямой и обратной лопаты и полностью не может быть использовано для учета работы экскаватора-дроглейна, кроме того, выполнено на элементах, не обеспечивающих достаточной точности в определении массы экскавйруемого материала.

Известно. уСтройство для учета выл ботки экскаватора, включающее логический блок и блоки измерения величины загрузки ковша, фиксации области пространства, измерения угла поворота платформы экскаватора, датчики длин тягового и подъемного канатов, угла поворота платформы и величины загрузки ковша, блок измерения высоты подьема ковша, один из входов которого чврвз схему И соединен с выходами блока фиксации области пространства и логическогб блОка,,другие входы соединены с выходами логического бло« ка, блока измерения угла поворота пл платформы и блока измерения величины загрузки ковша (3 .

1059072

Недостатком этого устройства является низкая точность и достоверность учета работы, обусловленная изменением магнитного потока в обмотках возбуждения двигателей механизма подъема из-за изменения температурных 5 условий, технологических режимов работы двигателей механизма подъема, а также из-за изменения коэффициента полезного действия механизма подьема вследствие изменения мощности на его валу в зависимости от степени наполнения ковша или при различном .объемном весе транспортируемого материала и изменения режимов работы двигателей механизма подъема. 15

Кроме того, низкая точность и достоверность обусловливается еще и необходимостью измерения массы ковша лишь в определенной фиксированной точке траектории движения ковша.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, обладающее большими функциональными возможностями и достоверностью учета работы экскаватора, 25 содержащее датчик длины тягового кана та, блок выделения статической составляющей тока, датчик поворота платформы, соединенный через блок измерения угла поворота с одним из входов вычислителя количества работы, второй вход которого подключен к перво" му выходу блока измерения загрузки ковша (4) .

Однако в известном устройстве датчиком загрузки ковша не обеспечивает-35 ся достаточная точность измерения выполненной экскаватором работы в связи с тем, что схемой не учитывается изменение магнитного потока в обмотках возбуждения из-за изменения 4р температурных условий и технологических режимов работы двигателей механизма подъема, а также из-за изменения коэффициента полезного действия двигателей при изменении мощности на 45

его валу в зависимости от заполнения ковша и объемного веса транспортируемого материала.

Кроме того, устройством не обеспечивается измерение массы разгруженного ковша и налипшего на нем материала (породы и полезного ископаемого) .

Целью изобретения является повышение точности учета работы транспортного оборудования. 55

Поставленная цель достигается тем, что устройство для учета работы транспортного оборудования, содержащее датчик длины тягового каната, блок выделения статической составляющей Я) тока, датчик поворота платформы, соединенный через блок иэмерейия угла поворота с одним из входов вычислителя количества работы, второй вход котоРого подключен к первому выходу блока измерения загрузки ковша, снабжено датчиком длины подъема каната, датчиком скорости двигателя подъема, блоком управления, блоком корр кции усилия и датчиком тока возбуждения двигателя подъема, при этом датчик длины подъема каната, датчик длины тягового каната и датчик скорости двигателя подъема подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока коррекции усилий, выходы блока выделения статической составляющей тока и датчика поворота платформы подключены к входам блока управления и к первому и второму входам блока измерения загрузки ковша, третий и четвертый входы которого соединены с первым и вторым выходами блока управления, третий выход которого соединен с первым входом вычислителя количества работы, при этом выход датчика тока возбуждения двигателя подъема соединен с пятым входом блока измерения загрузки ковша, второй и третий выходы которого соединены с четвертым и пятым входами блока коррекции усилий, шестой вход которого подключен к выходу блока выделения статической составляющей тока, а выход — с шестым входом блока измерения нагрузки ковша, При этом блок измерения загрузки ковша содержит коммутатор, аналогоцифровой преобразователь, элемен ты ИЛИ и И, триггер и счетчик-сумматор, при этом выход коммутатора через цифро-аналоговый преобразователь подключен к первым входам триггеров и элементов .И, выходы последних подключены к первому и второму входам счетчика-сумматора, выход элемента ИЛИ через распределитель импульсов соединен с вторыми входами триггеров, с одним из входов коммутатора и третьим входом счетчика-сумматора, выход которого является первым выходом блока, выходы триггеров являются вторым и третьим выходами блока, другие входы коммутатора явля- ются первым, вторым, пятым и шестым входами блока, входы элемента ИЛИ объединены соответственно с вторыми входами элементов И и являются третьим и четвертым входами блока.

Кроме того, блок управления содержит триггеры, элементы И и ИЛИ, дифференцирующие элементы, интегрирующие элементы, пороговые элементы, инвертор и блок задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента H а вход объединен с входом первого порогового элемента и является первым входом блока, выходы пороговых элементов через соответствующие интегрирующие элементы подключены к входам второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены с входами первого и второго

1059072 триггеров, выходы которых являются первым и вторым выходом блока, вход инвертора является вторым входом блока и подключен к первым входам третьего и четвертого триггеров, а выход инвертора подключен к вторым входам этих же триггеров, выходы которых через соответствующие дифференцирующие:: элементы соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, вход второго порогового элемента является третьим входом блока, а выход одного из интегрирующих элементов является третьим выходом блока.

Блок коррекции усилий содержит 15 регистры, блоки переменных коэффициентов, усилитель, регулятор динамической составляющей и дешифраторы, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих блоков 2р переменных коэффициентов, выход каждого предыдущего блока переменных коэффициентов соединен с входом последующего блока переменных коэффициентов, вход первого блока переменных коэффициентов является шестым вхо- дом блока, входы первого и второго дешифраторов являются соответственно четвертым и пятым входами блока, выходы регистров соединены с входами третьего и четвертого дешифраторов, а входы их являются первым и вторым входами блока, выход последнего блока переменных коэффициентов соединен с одним из входов усилителя и с управляющим входом регулятора динамической. З5 составляющей, подключенного к усилителю, другой вход которого является третьим входом блока.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — фунжциональ- 49 ная схема блока измерения загрузки ковша; на фиг. 3 — функциональная схема блока управления на фиг. 4 функциональная схема блока коррекции усилия. 45

Устройство включает блок 1 выделения статической составляющей тока, связь 2 блока 1 с опорными цепями двигателя подъема, блок 3 управления, датчик 4 поворота платформы, связь 5 5О блока 3 с якорными цепями двигателя тяги, блок 6 измерения загрузки ковша, датчик 7 тока возбуждения двигателя, блок 8 коррекции усилия, датчик 9 скорости двигателя подъема, датчик 10 длины тягового каната, дат-55 чик 11 длины подъемного каната, вычислитель 12 количества работы, блок 13 измерения угла поворота платформы, блок 14 задержки, пороговые элементы 15 и 15, элементы И 16 60 и 16, триггеры 17 - 174, инвертор 18, дифференцирующие элементы 19, и 19, элементы ИЛИ 20 и 20, интегрирующие элементы 21я и 22, коммутатор 22, аналого-цифровой преобраэователь 23, распределитель 24. импульсов,. регистры 25, и 25у, счетчик-сумматор 26, регистры 278 и 27у дешифраторы 28 — 284, блоки 29 - 29 переменных коэффициентов, усилитель 30 регулятор 31 динамической составляющей.

Устройство работает следующим образом.

Прн поступлении сигнала, пропорционального массе ковша, с блока 1 выделения статической составляющей тока двигателя подъема на первый пороговый элемент 15 и через интегрирующий элемент 21« поступает сигнал на вход элемента И 16д, на второй вход которого поступает сигнал с двигателя тяги через пороговый эле-. мент 15у и интегрирующий элемент 21Z обеспечивающий Задержку сигнала о выполнении операции копания (наличие сигнала J.< - тока двигателя тяги больше заданного) на время, необходимое для включения двигателя механизма подъема.

При совпадении сигналов С двигателя подъема и зацержанного - с двигателя тяги устанавливается в единичное состояние триггер 17 .измерения, подготавливая блок 6 измерения загрузки ковша к началу измерения массы загруженного ковша. B результате этого значение измеренной массы заполненного ковша с аналого-цифрового преобразователя 23 поступает на второй вход счетчика-сумматора 26 через элемент И 169 по разрешению триггера 17 измерения.

При повороте платформы после разгрузки ковша в блоке управления устанавливается в единичное состояние триггер 17 и в нулевое состояние триггер 17 измерения.

По разрешающему потенциалу триггера 17 поворота запускается распределитель импульсов, подготавливается элемент И 164 .для передачи кода, равного величине массы разгруженного ковша в счетчик-сумматор 26.

Кроме того, с блока 1 выделения статической составляющей через блок 14 задержки обеспечивается задержка сигнала на время, равное включению механизма поворота после возможного выключения двигателя подъема ковша при выполнении цикла экскавации.

Сигнал с выхода линии задержки поступает на первый вход элемента И 16,, подготавли:вая элемент И 16< для включения в единичное состояние триггер 17 поворота.

В зависимости от направления движения платформы экскаватора сигналом с датчика 4 поворота платформы при .помощи инвертора 18 устанавливается в единичное состояние триггер 17 поворота вправо или триггер 174 поворота влево, сигналы с

1059072 тРиггеРов 17 и 174 после дифференцирования своими дифференцирующими элементами соответственно 19 и 19у поступают через элемент И 16 на единичный вход триггера 17 поворота и нулевой вход триггера 17 . Разрешающим потенциалом, снимаемым с единичного выхода триггера 17(через эле мент ИЛИ 20, запускается распределитель-импуаьсов и выдается разрешение на второй вход элемента И 16, разрешая подачу сигнала, равного массе разгруженного ковша, на вход реверсивного счетчика-сумматора 27 для определения массы передвинутого груза. 15

Таким образом, триггер 17,(устанавливается в единичное состояние в случае, если происходит изменение . направления движения платформы экскаватора и перед этим был сигнал о 2О наличии усилия в. подъемном канате (наличие нагрузки на двигателе меха- низма подъема).

Блок 6 измерения величины загрузки ковша обеспечивает поочередное преобразование аналоговых сигналов тока возбуждения двигателя подъема, статической составляющей тока якоря двигателя подъема, скорректированной по току возбуждения, КПД привода подъема. Подключение параметров к аналого-цифровому преобразователю осуществляется при помощи коммутатора 22 к аналого"цифровому преобразователю 23, выход которого подключен к входу регистра 25 тока возбуждения, регистра 26 якорного тока, по входу элементов И 16 и 16 . Потейциал с триггера 17 . поступает на второй вход элемента И 16 ; разрешая прием с аналого-цифрового преобразователя 23 40 счетчиком-сумматором информации о величине ядерного тока при наличии тактового сигнала с распределителя 24 импульсов. Содержимое счетчика-сумматора передается в выходной блок Х2 45 по сигналу с блока управления.

Блок 8 коррекции усилия обеспечивает введение поправок в сигнал, снимаемый с блока 1 выделения статической составляющей тока двигателя подь- gp ема и пропорциональный массе ковша экскаватора. Сигнал с блока 1, проходя через блоки 29» — 294 переменных коэффициентов на вход усилителя 30, видоизменяется в зависимости от величины тока возбуждения, от непосредственно текущего значения статической составляющей тока подьема, длины подъемного и тягового канатов, а также от режима работы механизма подъема (подъем или опускание ковша).

Формирование коррекции по току возбуждения осуществляется цепочкой: датчик 7, регистр 25(, дешифратор 28(, блок 29 переменных коэффициентов.

При подаче с регистра 25< на дешифратор 29 значения тока возбуждения в цифровом виде позиционный код с дешифратора 29(подключает в матрице сопротивлений блока переменных коэффициентов 29{ соответствующую цепв сопротивлений.Коррекция по КПД двигателя подъема выполняется следующей цепью: регистр 25у, дешифратор 28, блок 29 переменных коэффициентов. Коррекция по длине тягового каната производится цепью, состоящей нз датчика 10 длины тягового каната, регистра 27 дешифратора 28, блока 29 переменных коэффициентов. Коррекция по длине подъемного каната осуществляется по следующей цепи: датчик ll длины подъемного каната, регистр 27« дешифратор 284:, блок 29 переменных коэффициентов.

Коррекция по изменению режИМа работы привода подъема осуществляется по цепи, включающей датчик 9 скорости двигателя подъема, усили тель 30.

Таким образом, осуществление в предлагаемом устройстве коррекции усилия по изменению КПД привода подьема в зависимости от величины крутящего момента на валу двигателя по току возбуждения и по положению ковша в пространстве обеспечит повышеwe точности определения массы экскавируемого материала в .ковше на 15% по сравнению известным устройством.

1059072

1059072

ФакЯ

ВНИИПИ Заказ 9730/28 Тираж 673 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4