Конвейерные весы
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к области весоизмерительной техники и предназначено для определения массы материала, транспортируемого ленточным конвейером в металлургической, химической, горнорудной и других отраслях промышленности. Цель - повышение точности взвешивания, расширение области применения весов и повышение надежности устройства в работе. Устройство содержит микропроцессорное вычислительное устройство (МВУ) 10 с датчиком 2 веса, грузоприемной платформой 1, датчиком 3 скорости, датчиком 21 прогиба ленты транспортера, таймером 11 с блоком 12 индикации, двоичные счетчики 7 и 8, блок 9 временного приема и хранения информации, блок 14 сопряжения с печатающим устройством 15 и обратные связи на блок 17 управления электроприводом 18 ленточного конвейера 19 и электрогидравлическое устройство 13 натяжения ленты транспортера, а также триггер 4 и схемы И 5, 6. Применение МВУ с клавишным пультом 16 управления позволяет осуществлять программную настройку всего устройства и вносить необходимые изменения в режиме настройки и индивидуализации в месте установки. Документальная регистрация интегральной производительности конвейерных весов в заданные промежутки времени совместно с печатью текущего времени позволяет расширить область применения устройства. 1 ил.
союз советских социАлистичесних
РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 G 11 14
:;6:"йЯЮМ .:. :ГЛ! 3 - !Ъ"1й%М1!
: ЛИО1 F,,4
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО иВОБРетениям и ОчнРытиям
flPH ГКНТ СССР!
l .(21) 4220779/24-10 (22) 01.04.87 (46) 07.06,90.Бюп, И- 21 (71) Днепропетровский горный инсти.тут нм.Артема и Производственное объединение "Укрчерметавтоматика" (72) А.С.Малюга, В,А.Нецветаев, О.В.Лобачевский, В,А,Заложнов и В,А,.Данько (53) 681.269 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
В. 979879> кл ° G 01 G 23/36> 1981 ° Авторское свидетельство СССР !
1 1167439, кл. G 01 G 11/19, G 01 G 11/18, 1985. (54) КОНВЕЙЕРНЫЕ ВЕСЫ (57) Изобретение относится к области весоизмерительйой техники и предназ-, начено для определения массы материала, транспортируемого ленточным конвейером в металлургической, химичес" кой, горнорудной и других отраслях промашленности, Цель — повышение точности взвешивания, расширение области применения весов и повышение надежности. устройства в работе, Устрой4
„„Я0„„1569574 А 1
2 ство содержит микропроцессорное вычислительное устройство (ИВУ) 10 с датчиком 2 веса, грузоприемной платформой 1, датчиком 3 скорости, датчиком 21 прогиба ленты транспортера, таймером 11 с блоком 12 индикации, двоичные счетчики 7 и 8, блок 9 временно го приема и хр ан ения и нфор мации, блок 14 сопряжения с печатающим устройством 15 и обратные связи на блок
17 управления электроприводом 18 ленточного конвейера 19 и электрогидравлическое устройство .13 натяжения ленты транспортера,а также триггер 4 и схемы И 5,6, 11рименение, МВУ с клавишным пультом 16 управления позволяет осуществлять программную настройку всего устройства и вносить необходимые изменения в режиме настройки и индивидуализации в месте установки.
Документальная регистрация интегральной прои3Boдительности коHHейерных весов в заданные промежутки времени совместно с печатью текущего времени позволяет расширить область применения устройства, нл, 1569574
Изобретение относится к весоизмери.тельной технике.
Цель изобретения - повышение точ ности
На чертеже представлена блок-схема устройства.
Конвейерные весы содержат грузопрнемный узел с частотным датчиком
2 веса, датчик 3 скорости, триггер 4, 10 две схемы И 5,и б, два двоичных счет.чика 7 и 8, блок 9 временного приема и хранения информации (блок памяти) микропроцессорное вычислительное устройство 10, блок 11 таймера, блоки
l2 индикации текущего времени, электрогидравпическое устройство 13 натяжения ленты транспортера, блок 14 сапряжения и управления печатающим устройством 15, пульт !6 управления, Кроме того, устройство содержит блок 17 управления электроприводом
18 ленточного конвейера 19, натяжной ролик 20 электрогидравлического устройства 13 и датчик 21 контроля вели- 25 чины прогиба ленты транспортера, Грузоприемншй узел 1 выполнен с использованием одной роликоопоры и встраивается между направляющими ставами ленточного конвейера, Опорный ролик устанавливается таким образом, чтобы он был на расстоянии Ь от двух ближайших роликов неподвижных рам транспортера, Такая установка грузоприемной платформы приводит к тому, 3 что на опорныи ролик платформы бу" дет действовать груз, находящийся на измерительном участке L ленты транспортера, равный теоретической
I — 4Q длине платформы L = — — + т
= в
Определение длины грузоприемной платформы служит для разметки ленты транспортера на мерные участки .
Эти участки обозначаются установкой металлических. кнопок или скоб (не показаны) . Начало ленты конвейера .отмечается установкой двух скоб или кнопок 50
Датчик 3 скоростиь установлен таким образом; чтобы выдавать сигнал при прохождении очередной метки (кнопки), обозначающей начало мерного участка L над грузоприемной платформой 1, Выход датчика 3 скорости подключен на счетный вход триггера 4 управления схемами И 6 и 5, а также на управляющие входы блока 9 временного приема н хранения информации 1i на интерфейс микропроцессорного вычислительного устройства 10. Прямой и инверсный выходы триггера 4 подключены на вторые входы схем И 6 и 5, а также на управляющие входы V двоичных счетчиков 7 и 8 приема информации ar датчика 3 веса.
Грузоприемный узел 1 передает вертикальную составляющую, пропорциональную массе взвешиваемого участка, на вибрачастотный датчик 2, Выход датчика 2 веса подключен на первые входы схем И 6 и 5, а выходы этих схем подключены па суммирукщие входы двоичнаix счетчиков 7 и Я датчика веса, Информация о весе транспортируемой массы накапливается в счетчиках 7 и 8, выходы которых подключены при помощи многоразрядпых шип на вход блока 9 приема *r временного хранения информации.
Выход блока 9 при помощи многоразрядной шины подключен на интерфейс микропроцессорного вычислительного устройства 10, а управляющий сигнал подается с выхода микропроцессорного вычислительного устройства 10 иа блок 9 приема и времепногo хранения информации. Блок 11 таймера предназ-, начен для выдачи значения кода текущего времени на цифровую индикацию 12 и на интерфейс микропроцессорного вычислительного устроиства !I по информационной многоразрядной шине при подаЧе с микропроцессорного вычислительного устройства на вход таймера управляющего сигнала, Вместе с тем блок 1 1 таймера выдает синхро сигналы для работы блока 14 сопряжения микропроцессорного вычисл1пельного устройства 10 с печатающим устройством 15, соединенных между собой информационными шинак1, Блок 14 сопряжения печати выдает управляющие сигналы печати на печатающее устройство !5.
Микропроцессорное вычислительное устройство 10 предназначено для выполнения алгоритма обработки информации, поступающей от датчика 2 веса и датчика 3 скорости, и управления всеми блоками и устройствами, входящими в микропроцессорные конвейерные весы, На управляющий вход микропроцессорного вычислительного устройства подключен датчик 21 прогиба ленты конвейера под действием загрузки, а управпяквцие выходы микропроцессорного
15695 74 вычислительного устройства подключены на вход блока 9 приема и временного хранения информации, управляющие входы двоичных счетчиков 7 и 8, управляющий вход триггера 4, управля5 ющий вход блока 17 управления электродвигателем 18, на вапу которого находится приводной барабан 19 конвейерных весов, К одному иэ управляющих выходов интерфейса микропроцессорного вычислительного устройства 10 подключен электрогидравлический исполнительный механизм 13, имеющий механическую связь с осью ролика 20 натяжения ленты транспортера, Занесение исходной информации для работы микропроцессорного вычислительного устройства, пуск весов и контроль правильности работы,мик- 20 ропроцессора осуществляются с помощью пульта 16 управления, имеющего клавиатуру и однострочный дисплей, Связь микропроцессорного вычислительного устройства 10 с пультом 16 управ- 25 ленин осуществляется с помощью информационных и управляющих шин.
1
Конвейерные весы работают следующим образом, Вначале выполняется разбиение ленты конвейера на мерные участки
Ь = L = L а затем осуществляется выбор двух образцовых цепей, вес первой иэ которых составляет 8-1ОХ от минимально допустимой нагрузки на ленту, а вес второй близок к макси- мальной загрузке ленты транспортера, Длина цепи выбирается из условия
Ъ ц ) 5L, чтобы при укладке ее на ленту транспортера она равномерно
Ъ располагалась на длине более 2-3 L до грузоприел1ного устройства, а также после него — не менее. чем на 2 L, Такое распределение цепи создает имитацию равномерно расгределенной нагрузки.
Емкость двоичных счетчиков 7 и 8 датчика веса устанавливается исходя из максимальной частоты датчика 2 5g веса при наибольшей загрузке ленты транспортера и л инимальной скорости движения ленты.
Датчик 2! прогиба ленты транспортера устанавливается строго пер- пендикулярно ленте транспортера в плоскости центральной оси става конвейера, т.е, по центру ленты транспор.тера и на одинаковом расстоянии от со седних роликоопор, Выходным сиг-, налом датчика 21 прогиба ленты конвейера является частота. Для определения величины прогиба ленты транспортера п необходимо полученное значе-, ние кода частоты умножить на коэффициент преобразования, т.е. и = К,И ° где К, дается в метрах на герцы.
Конвейерные весы имеют два режима работы, В первом режиме тарирования производится измерение веса пустой ленты конвейера, скорости ее движения и величины прогиба, т,е, степени натяжения, Аналогичные операции производятся с первой и со второй образцовымп цепями, Результаты всех измерений запой наются в оперативном запоминающем устройстве микропроцессорного вычислительного устройства.
Во втором рабочем режиме производятся измерение и определение транспортируемой массы с учетом ранее произведенных измерений и величины прогибл ленты на измерительном участке, Работа микропроцессорных конвейерных весов в режиме тарирования производится после запуска с пульта 16 управления. Предварительно в память микропроцессорного вычислительного устройства заносятся коэффициенты К,, К вЂ” коэффициент датчика ве.са, кг/Гц;
1 — коэффициент времени, с/Гц, что 3 позволяет выполнять индивидуализацию датчиков при их установке и замене беэ аппаратных изменений . в рассматриваемом устройстве, При поступлении на вход микропроцессорного вычислительного устройства от датчика скорости двух последовательных импульсов (начало ленты транспортера) происходит установке в исходное состояние триггера 4, двух счетчиков 7 и 8 датчика веса, блока
9 временного хранения и приема информации от счетчиков датчика веса, Зто приводит к тому, нто на втором входе схемы И 6 будет раэрешакщий . потенциал, а на управляющий вход Ч двоичного счетчика 7 поступит сигнал, разрешающий перезапись его содержимого в ячейку блока 9 временного хранения информации, Частотный сигнал от датчика 2 веса поступает на счетный вход двоичного счетчика 8, В счетчике накапливается число импульсов
N гропорциональное весу пустой ленты за время прохождения, С изме1569574 рительного участка ленты транспортера»
Дат QIK 3 скорости вйрабатывает остроконечные импульсы малой длительности„ Они поступают на счетный вход триггера 4„ на управляющий вход блока 9 временного приема и хранения информации и на интерфейс микропроцессорного вычислительного устрой- 10 ства 10. После сброса всех элементов устройства в исходное состояние (BTopofI импульс при начале ленты) информация от датчика 2 веса поступает в двоичный счетчик 8, а микропроцессорное вычислительное устройство начинает подсчет импульсов, поступающих от внутреннего генератора блока 11 таймера. В одном из счетчиков микропроцессорного вычислительного устройства будет зафиксировано второе чиспо импульсов N, И пропорциональное времени прохождения (мерного участка над роликом груэо-. приемной платформы, Преобразование 25 вида, м/с:
7 = Си!М,.„ Кзпозволяет выполнить расчет скорос- 3о ти на каждом мерном участке ленты транспортера, По окончанию мерного участка L< датчик 3 скорости вырабатывает HM пульс, который поступит на счетный вход триггера 4 и установит его в единичное состояние, Разрешающий потенциал с единичного выхода триггера установится на втором входе схемы И 5 и управляющем входе V дво- 4О ичного счетчика 8. Сигнал датчика 2 веса теперь будет поступать на суммирующий вход двоичного счетчика 7, а по заднему фронту импульса датчика скорости произойдет перез аж1сь со " 4> . держимо "o двоичного счетчика 8 в блок 9 времецного хранения информации, После перез аписи информации счетчик 8 будет установлен в нулевое состоя псе сигналом блока 9 (связь не показана), Аналогично предыдущему произойдут измерение вре— мени прохождения второго мерного участка над роликоопорой грузоприемной платформы и расчет скорости лен55 ты транспортера.
Выполнив бопее десяти аналогичных измерений и записи полученных значений частоты датчика веса в блок
9 временного хранения информации (сдвиг информации происходит вправо, т.е, первая запись всегда сдвигается на одну ячейку вправо при поступлении слева второго содержимого счетчиков датчика веса и т,д.), микропроцессорное вычислительное устройство выполняет операцию сравнения кодов. N gq с N и т д. Аналогичным образом выполняется сравнение кодов
Н о с N 0< и т,д,, считанных с блока 9. Отличие сравниваемых кодов на заданную или меньшую величину свидетельствует о равномерности движения ленты транспортера и нагрузки на роликоопору груэоприемного устройства, т,е. о поджатии роликоопоры к ленте и ее натяжении, Если величины значений, полученных в результате сравнения кодов, не превосходят заданную величину, то микропроцессорное вычислительное устройство производит запись частотного сигнала. датчика 21 прогиба ленты в одну иэ ячеек памяти,, В дальнейшем по программе микропроцессорного вычислительного устройства производятся аналогичные записи и сравнения полученных кодов с последующих участков ленты транспортера.
Программа записи кодов, соответствующих скорости протяжки ленты транспортера, веса пустой ленты транспортера и величины ее прогиба работает до появления двоичных импульсов от ,датчика 3 скорости. Если величины кодов, считываемых в режиме первой тарировки, будут больше заданных с пульта управления, то выполняется регулировка грузоприемного устройства с установкой начальной частоты датчика веса, а также увеличивается натяжение ленты транспортера для уменьшения ее прогиба и смещения центра приложения нагрузки к роликоопоре грузоприемной платформы. После выполнения операций тарировки пустой ленты конвейера на ленту укладывается первая образцовая цепь, Все последующие операции по определению кодов и величины прогиба ленты транспортера будут выполняться в ранее описанной последовательности за искл чением того, что запись кода от датчика 21 прогиба ленты транспортера будет производиться на всех мерных участках, на которые разбита лента..
В оперативном запоминающем устройстве микропроцессорного вычислительно15695 74
1О
ro устройства будет сформировано три .массива: массив кодов соответствукщих времени прохождения измерительных участков; массив. кодов ° Соответствующий весу этих измерительных участков; массив кодов, соответствующий величине прогиба измерительных участков ленты транспортера, Операции по определению и занесению кодов чисел, соответствукщих третьему случаю, когда на ленту кон- . вейера будет уложена вторая образцовая цепь, вес погонного метра которой соответствует максимальной погон- 15 с ной нагрузке транспортера, повторяются s ранее описанной последовательности и снова будут сформированы массивы кодов, Все три операции по формированию кодов можно повторить несколько раз.
На следующем этапе выполняется контроль методом сравнения кодов, соответствующих времени прохождения мерных участков ленты транспортера, 25
Это позволяет осуществить выявление отдельных неточностей при записи кодов и проскальзывании ленты из-эа недостаточной степени натяжения.
После выполнения всех перечислен- ЗО ных операций в режиме тарировки микропроцессорные конвейерные весы, предназначенные пля непрерывного измерения массы груза, транспортируемого ленточным конвейером, готовы к работе. Рабочий режим работы микропроцессорных конвейерных весов устанавливается с пульта управления микропроцессорного вычислительного устройства, Предварительно в ячейки оперативно- 4О
ro запоминающего устройства заносятся коэффициенты преобразования кодов и начальные адреса занесения информации, считываемой с блока 9 временного хранения частотного сигнала дат- 45 чика веса, Осуществляя визуальный контроль текущего времеш с помощью блока 12, ндикации, устанавливаем те, кущее время, синхронизированное с системой единого времени предприятия, После пуска микропроцессорных
" конвейерных весов запуск программы микропроцессорного вычислительного устройства происходит после .последоBaTBJIbHoFo срабатывания pBT HKé 3 czo рости при прохождении меток начала ленты транспортера, Аналогично описан ° ному происходят установка всех.бло ков аппаратуры в исходное состояние и начало занесения частотного сигнала датчика веса в один нз двоичных счетчиков 8 и 7, Отличительной особенностью рабочего режима при занесении информации от тарировочного является то, что запись кодов, соответствукщих времени прохождения измерительных участков, происходит только на нечетных участках при первом обороте, а прн втором - на четных.
Запись кода, соответствующего прогибу ленты транспортера, выполняется на каждом измерительном участке. . Одновременно с записью кодов в счетчики таймера микропроцессорного вычислительного устройства через параллельвый интерфейс порта ввода осуществляется считывание информации с блока 9 приема и временного хранения в оперативное .запоминающее устройство, Выполнив. перезапись кода, соответствующего весу измеренного участка, микропроцессорное вычислительное устройство начинает операции по анализу полученных измерений и их обработке, Если значение кода, соответствующее весу нагруженной ленты транспортера N будет меньше или равно, коду N „- веса. пустой ленты рЛ транспортера, то микропроцессорное вычислительное устройство после сравнения кодов N и И, (кода, соответствующего прогибу ненагруженной и нагруженной ленты) и кода. N з с
N n (кода, соответствующего времени 6 с прохождения мерного участка ленты при тарировании и при взвешивании) выполнит следующие операции.
Все коды, полученные в рабочем режиме, меньше значений кодов в режиме тарирования — режим "Авария", произойдет остановка программы и печатающее устройство отпечатает "Аваlt
PHH °
Если код N< n iNî Мэв 1 з. а N <
Если код N<> 7 N> 1 iV >>n (1 1эл р а N<>< Я„л, то после проверки величины отклонения кода Я зл, соответствуяцего времени прохождения мерного участка, микропроцессорные конвейерные весы продолжат работу, а на печать выдается сообщение о проскальзывании JIeHTbI и увеличении натяжения ленты путем подачи управляющего сигнала на блок 13, если величина откло1569574
Микропроцессорное вычислительное устройство реализует следующую зависимость
Ф;
Q; = $ U(e)q(t)dt = K,K1 о »о (@1( в масса груза. на 2 -м участке измерения; время прохождения С -ro участка измерения; скорость; погонная нагрузка, частота датчика веса, соответствующая мгновенной нагрузке на грузоприемную платформу частота датчика веса, соот-. ветствующая мгновенной нагрузке на грузоприемную платформу при пустой ленте транспортера; частота датчика скорости; коэффициент преобразования частоты в скорость движения ленты транспортера; коэффициент преобразования частоты датчика веса в значение массы, транспортируемой ленточным конвейером, где Ч
V(e)я(), ()—
f„(e)—
К
1 !
К
1 нения будет значительно больше заданной, Е » код.п1вС 1 1осе эвь >зав а N
»в прогиба лейты, то микропроцессорные конвейерные весы работают в нормальном режиме и происходит взвешивание транспортируемой массы груза, В кодах, записываемых в ячейки микропроцессорного вычислительного устройства, ранее представленная
5 зависимость будет выглядеть следующим образом: -„-(М„.,—.Ы,,) К,"И„ К, 10 Если на отдельных участках измерения значение величины кода N1 не превосходит величины весового кода, полученного при взвешивании второй цепи, а величина кода прогиба ленты
15 Ж < < и больше полученного при тарировании, то в предыдущее выражение вводится величина коррекции неравномерности загрузки ленты транспортера.
Значение массы груза, взвешенного на таком участке, определяется выражением
Q.=Р в-, 1,-) К 1, 1К (1 — NÄÄ) К,, t где N л- код, соответствующий прогибу ленты транспортера при тарированпи с цепью, имитирующей максимальную
30 нагрузку на ленту транспортера.
При превышении значения кода прогиба ленты транспортера на каждом участке за полный оборот ленты микропроцессорное вичислительное устрой35 ство выдает управляющий сигнал на электрогидравлическое устройство 13 натяжения ленты транспортера, Происходит увеличение натяжения ленты, микропроцессорные конвейерные весы рабо4О тают в оптимальном рабочем режиме, После полного оборота ленты транспортера микропроцессорное вычислительное устройство выполняет алгоритм определения производительности лен 5 точного транспортера, реализуя зависимость. и ь н (л + . Ч л» где Q — произ водительно ст ь тр анспор55 тера за ощ»н оборот ленты, И вЂ” количество участков разбиения ленты конвейера; п — количество участков измерения, на которых величина наг1569574
13 фopMула из обретения
Корректор Л.Патай
Заказ 1437 Тираж 429 Подписно е
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101 рузки ленты транспортера находил а с ь в, rip ед ел ах 10" 1002 загрузки, а прогиб ленты находился н заданном пределе;
m - количество участков измерения, на которых величина,наг-рузки ленты транспортера находилась в пределах 10-100Х загрузки, но прогиб ленты превосходил в допустимых пределах максимальное значение при тариронании весов.
После получения кода, соответствующего произнодительности ленточного конвейера эа один оборот или эа заданный промежуток времеш, микропроцессорное вычислительное устройство производит выдачу его на информационную шину блока 14 сопряжения с печатающим устройством 15, llo сигналам таймера 11 происходит запись информации в блок 14 и пуск печатающего устройства„- 11а бумажный носитель осуществляется печать времени и ве- 25 са транспортируемого материала по нарастанию, Интервал печати результатон взвешивания задается таймером.
Конвейерные веси, содержащие грузоприемный транспортер с электроприводом, связанный с датчиком веса, счетчик, датчик скорости, микропро35 цессорное вычислительное устройство, блок и иди к ации т екуще ro вр емени, дне схемы И и блок управления, вход которого подключен к первому выходу микропроцессорного вычислительного 40 устройства, а выход — к электроприводу, о т л и ч а ю щ и е с я тем, что, с целью повышения точности, в них введены электрогидравлическое ! устройсяBO натяжения ленты транспорте-45 ра, датчик прогиба .ленты, дополнительный счетчик, триггер, блок памя1
Составитель М.Жуков
Редактор Л, Гратилло Техред Л. Сердюкова ти, пульт управления, таймер.и печатающее устройство с блоком сопрямеш я, при этом выход датчика скорости подключен к первому управляющему нходу микропроцессорного вычислительного устройства, управляющему входу блока памяти и к счетному входу триггера, выходы которого подключены соответственно к одним входам схем И и к первым управлянк им входам счетчиков, выход датчика веса подключен к другим входам схем И, выходы которых соединены с суммирующими входами соответствующих счетчиков, второй выход микропроцессорного вычислительного устройства подключен к правлякщему входу триггера, вторым управляющим входом счетчиков и к второму входу блока памяти
1 третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходам счетчиков, пятый вход связан с третьим выходом микропроцессорного вычислительного устройстна, а выходная шина подключена к интерфейсу микропроцессорного вычислительного устройства, второй управлякщий вход которого подключен к выходу датчика натяжения ленты, вход устройства натяжения ленты транспортера подсоединен к управляемому выходу микропроцессорного.вычислительного устройства, двунаправленные нходы которого подключены к соответствующим входам пульта управления и таймера, информационные входы блока сопряжения и пульта управления подсоединены к соответствующим входам микропроцессорного вычислительного устройства, а управляющий вход блока сопряжения подключен к соответствующему выходу таймера, информационные выходы которого подключены к соответствующим входам микропроцессорного вычислительного устройства и блока индикации текущего времени.