Микропроцессорное устройство управления горизонтальным затвором с электромеханическим приводом для загрузки железнодорожных вагонов

Микропроцессорное устройство управления горизонтальным затвором с электромеханическим приводом для загрузки железнодорожных вагонов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: устройство содержит накопительный бункер, горизонтальный затвор с электромеханическим затвором, железнодорожный вагон, датчики уровня горной массы в бункере, три датчика положения затвора, фотоизлучатели и фотоприемники , блок регистра управления, кнопку ПУСК, логический элемент 2И-НЕ, логический элемент 2ИЛИ-НЕ, кнопку СТОП, логический элемент 2И-НЕ, логический элемент 2ИЛИ-НЕ, блок индикации времени суток, блок таймера, логический элемент 2И-НЕ, триггер, блок реле, печатающее устройство, микропроцессорное вычислительное устройство-, блок задания дозы отпуска материала и клавишный пульт управления. Устройство управления обеспечивает работу горизонтального затвора при отпуске дозы как в ручном, так и в автоматическом режимах работы. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЕООУААРОТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (sos B 65 G 27/24

Т- Т

Е

Р

I.И .Е. Т. 3 ;П

21) 4952362/03

22) 19,04.91

46) 30.08.93. Бюл. ¹ 32

71) Днепропетровский горный институт им, ртема и Балаклавское рудоуправление им. .И.Горького

72) А.С,Малюга, В,Е.Денисенко, И.П.Ткачук, Г. С,Ан циферов, А.И. Богданец, С.АЛельчук и В.Т.Гладкий !

56) Авторское свидетельство СССР

1654785, кл. В 65 С 27/24, 1989.

Авторское свидетельство СССР

Ь 1791288, кл. B 65 F 27/24, 1989.

54) МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УСТРОЙСТО УПРАВЛЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ

ATBOPOM С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ

РИВОДОМ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ

Изобретение относится к вибротранспортной технике и может быть использовано для автоматизации транспортно-погруэочных операций, и в частности в загрузочно-доирующих устройствах в горной, еталлургической, строительной и других

Отраслях и ромы шл ен ности.

Целью изобретения является повышеие точности отпуска дозы сыпучего материла, расширение области применения стройстве и повышение надежности рабоы устройства при его работе, как в ручном

1.ак и в автоматическом режиме.

На фиг.1 представлена конструктивная ! схема горизонтаьного затвора с электромеханическим приводом установлены на бун„„!Ж, 1837042 А1 (57) Сущность изобретения: устройство содержит накопительный бункер, горизонтальный затвор с электромеханическим затвором, железнодорожный вагон, датчики уровня горной массы в бункере, три датчика положения затвора, фотоиэлучатели и фотоприемники, блок регистра управления, кнопку ПУСК, логический элемент 2И-НЕ, логический элемент 2ИЛИ-НЕ, кнопку

СТОП. логический элемент 2И-НЕ, логический элемент 2ИЛИ-НЕ, блок индикации времени суток, блок таймера, логический элемент 2И-НЕ, триггер, блок реле, печатающее устройство, микропроцессорное вычислительное устройство; блок задания дозы отпуска материала и клавишный пульт, управления, Устройство управления обеспечивает работу горизонтального затвора при отпуске дозы как в ручном, так и в автоматическом режимах работы. 3 ил. кере накопителе; на фиг.2 — функциональ- р ная схема микропроцессорного устройства управления горизонтальным затвором с электромеханическим приводом для загрузки железнодорожных вагонов; на фиг.3— графическая схема алгоритма работы мик- Фь ропроцессорного устройства управления 3 горизонтальным затвором с электромеханическим приводом для загрузки железнодорожных вагонов.

Конструктивная схема горизонтального электромеханического затвора состоит из бункера-накопителя сыпучего материала 1 .имеющего в нижней части течку, установленную под углом 65...75 к горизонту, что обеспечивает свободное истечение матери1837042 ала из бункера. В нижней части течки установлены направляющие под угол 3...5 к горизонту, а на них горизонтальный затвор, который может совершать возвратно-поступательное движение перекрывая отверстие течки, а следовательно и обеспечивать истечение сыпучего материала или его перекры-. тие, С помощью металлоконструкции к течке и рикреплен винтовой моторный привод, обеспечивающий возвратно-поступательное движение затвора по направляющим с помощью выдвижного штока. Свободное перемещение затвора и предохранение его от заклинивания обеспечивают ролики, которые перемещаются в направляющих, При выполнении ремонтных работ и в аварийной ситуации сечение течки можно перекрыть с помощью шибера, Одновременно с .горизонтальным движением затвора с помощью тяг можно обеспечить движение шибера перекрывающего сечение течки синхронно.

Функциональаня схема устройства управления горизонтальным затвором с электромеханическим приводом содержит бункер-накопитель 1 сыпучей. горной массы. фракции 5...30 мм, под которым установлен горизонтальный затвор 2 с электромеханическим приводом перекрывающий или открывающий отверстие течки для свободного истечения материала в железнодорожный вагон 3. Для определения граничных значений сыпучего материала в бункере на нем установлены гамма-излучатели с гаммадатчиками 4 и 5 соответственно верхнего и нижнего (предельного) уровня материала в бункере. На срезе течки в плоскости движЕнния горизонтального затвора установлены три контактные датчика положения затвора. Два датчика положения установлены по горизонтальному срезу течки на расстоянии 5 мм от внешней стенки течки, а один точно посередине по длине течки и на одинаковом расстоянии от крайних положений затвора. При закрытом затворе все три датчика положения замкнуты, то есть находятся в исходном состоянии. По ходу движения вагона (no горизонтали) установлены, соответственно, инфракрасный излучатель

6 и фотоприемник 7, а также на расстоянии

2,4 м от перечисленных инфракрасный фотоизАучатель 8 и фотоприемник 9. Фотоизлучатели и фотоприемники устанавливаются по отношению друг друга перпендикулярно и на высоте 50...70 см от верхнего борта вагона. Фотоизлучатели 6, 3 установлены по одной стороне пути. а фотоприемники 7, 9 с другой. Фотоизлучатель 6 установлен на расстоянии (по горизонтали) 1 м от среза течки закрытой затвором, а фотоизлучатель 8 на расстоянии также 1 м . после среза течки при движении вагона слева направо, так как истечение сыпучего материала с течки происходит по вертикали.

При заполненном бункере, закрытом затворе и отсутствии железнодорожного вагона между лучами фотоизлучателей датчики 4, 5, три датчика положения затвора и фотоприемники 7, 9 находятся s исходном состоянии, а их выходы (пары связей) подключены к боку регистра управения 10. Он реализован на семи RS-триггерах с прямыми S и инверсными R-входами, а также на семи двухвхо"5 довых логических элементах 2И-НЕ, выходы которых, соответственно, подключены на Rвходы триггеров блока регистра управления. Верхние выходы датчиков уровня 4 и 5, левые выходы фотоприемников 7, 9 и правые выходы трех датчиков положения затвора подключены к 5-входу, соответственно, первого...седьмого триггера блока регистра управления. Нижний выходы датчиков уровня 4, 5, правые выходы фотоприемников 7, 9 и левые выходы трех датчиков положения подключены, соответственно, на первые входы первого.„седьмого логического элемента 2И-HE блока регистра управления 10, Кнопка ПУСК 11, вторым контактом подклю30 чена на второй вход восьмого логического двухвходового 2И-НЕ элемента 12, выход которого подключен на первый вход первого логического двухвходового 2ИЛ И-Н Е элемента 13, Кнопка СТОП 14, как и кнопка

ПУСК 12 первым контактом подключена к

45 мационной шины подключен к блоку таймера 18; а к первому входу девятого логического двухвходового 2И-НЕ элемента

19 подключен второй выход (прямой выход второго триггера) блока регистра управле50 ния 10..Выход этого элемента подключен к инверсному $-входу восьмого RS-триггера

20 с прямым и инверсным R-входами объединенными по логической операции ИЛИ.

Прямой и инверсный выходы триггера 20

55 подключены к блоку реле 21 включены электропривода. Два выхода блока реле подключены к электромеханическому приводу горизонтального затвора 2. Печатающее устройство 22 с помощью управляющей связи и информационной шины подключено к шине земля (общая шина прибора), а вторым на второй вход логического трехвходо. вого 2И-НЕ элемента 15, выход которого подключен на второй вход второго логиче40 ского двухвходового 2ИЛИ-НЕ элемента16.

Выход элемента 13 подключен на первый вход элемента 16, а его выход подан на второй вход элемента 13. Блок индикации текущего времени суток с помощью инфор, 1837042 микропроцессорному вычислительному устроиству 23, к которому подключен с помо ью одной информационной шины и дв х управляющих связей блок таймера 18, однной связью элемент 2И-HE 19, двунапра ленной шиной блок 24 задания величины от ускаемой в вагон дозы сыпучего материал, двунаправленной шиной и управляюще связью клавишный пульт управления

25, выходы элементов 13 и 16, семь выходов бл ка регистра управления 10 (прямые выхо ы RS-триггеров). К управляющему выходу, установки схемы в исходное состояние по ле цикла работы, микропроцессорного вы ислительного устройства 23 подключены инверсный R-вход триггера 20, третий вх д элемента 15, вторые входы первого...седьмого элементов 2И-НЕ блока регист а управления 10, четвертый выход которого подключен к первому входу элемента 15, выход которого также подключен к и ямому R-входу триггера 20.

Предлагаемое устройство работает следу щим образом, В исходном состоя нии бун кер-накопи-. тел 1 заполнен сыпучей горной массой, затв р закрыт и между осветителями и фо оприемниками отсутствует железнодорожный вагон. Исходные программы работы стройства в ручном и автоматическом ре име отпуска дозы сыпучего материала занес ны в программируемые запоминающие ми росхемы, которые вставлены в розетки ми ропроцессорного вычислительного устройства 23. При полностью заполненном бункер гамма датчики 4 и 5 выключены, что пр водит к наличию на верхнем выводе единич oro потенциала, а на нижнем нулевого.

Так как верхний выход датчиков 4 и 5 подкл чен к S-входу триггера адин и два блока рег стра управления 10, то это приводит к том, что эти триггеры будут в единичном. сас оянии и их выходные сигналы с прямых выходов, соответственно, поданы на вход инт рфейса микропроцессорного вычислител ного устройства 23 и вход логического эле ента 2И 19, С нижнего вывода датчика

4 и на первый вход элемента 2И-НЕ блока рег стра управления подается нулевой потен иал, а на второй вход с выхода микропр цессорного вычислительного . уст ойства подан единичный уровень сигнал, На выходе элемента 2И-НЕ блока рег и с р а у и р а в л е н и 1 0 установится еди ичный потенциал на котЬрый инверсный R-вход RS-триггера не реагирует. Аналогичным образом на всех входах триггеров блока управления 10 будут установлены потен иалы единицы и нуля от фотоприемников 7, 9 и трех датчиков положения затвора.

На всех семи выходах блока регистра управ- .. ления 10 будут установлены единичные потенциалы, которые подаются на входы микропроцессорного вычислительного уст5 ройства 23, первый вход элемента 2И-НЕ 19, первый вход элемента 2И-НЕ 12 и элемента

ЗИ-НЕ 15. Единичный потенциал по связи сброса с выхода микропроцессорного вычислительного устройства 23 кроме подачи

10 на входы семи схем 2И-НЕ блока регистра управления 10 подается на вход элемента

ЗИ-НЕ 15 и инверсный R-вход триггера 20.

На обеих входах элемента 2И-НЕ 12 будет единичный потенциал, а поэтому на выходе

15 устанбвится потенциал нуля, который подается на первый вход элемента 2ИЛИ-НЕ 13..

На всех трех входах элемента 2И-НЕ 15 также единичный потенциал, а поэтому на его выходе будет также нулевой потенциал, ко20 тарый подается на второй вход элеменат

2ИЛИ-НЕ 16 и прямой R-вход триггера 20.

На первом входе элемента 2И-НЕ 19 со второго выхода блока регистра управления 10, то есть потенциал определяемый гамма-дат25 чиком нижнего уровня 5, установится единичный потенциал.. На второй вход элемента 2И-НЕ 19 с выхода микропроцессорного вычислительного устройства 23 подается также единичный потенциал, а

30 поэтому на выходе элемента 19 будет единичный потенциал (схем И вЂ” на входе два единицы), который подается на инверсный

S-вход триггера 20. С выхода блока таймера

18 по информационной шине подаются на

35 вход микропроцессорного вычислительного устройства 23 в двоичном коде сигнала соответствующие текущему времени при подаче разрешающего сигнала с устройства

23. По одной из связей на вход микропро40 цессорного вычислительнога устрйаства 23 подается частота. например, 2 Гц которая обеспечивает интервалы времени 0,5 с. При включении питания оператор обязан сразу же нажать кнопку СТОП 14, что приведет к

45 установке триггера 20 па установочному Rвходу в нулевое состояние, то есть блок реле

21 установится в исходное состояние. Питание на электропривод затвора 2 не подается, так как на прямом выходе триггера 20 .50 нулевой потенциал. Нажатие кнопки СТОП

14 приводит к замыканию контактов 1 и 2, I то есть на вход элемента ЗИ=Н Е 15 подается нулевой потенциал, а на его выходе установится единичный, Этот потенциал приводит

55 элемент 2ИЛИ-ХЕ 16 в нулевое состояние, а по обратной связи с его выхода элемент

2ИЛИ-НЕ 13 e еeд и нHи ч нHоoе e сcоoс тTоoя нH и еe, За счет обратных связей это состояние устойчиво. На вход микропроцессорного вычислительного устройства 23 в исходном состоянии с выхо1837042 да элемента 13 подается единица, а с выхода элемента 16 ноль. На блоке задания дозы

24 отпуска материала набираем десятичный код отпускаемой порции, который может быть считан в память микропроцессорного вычислительного устройства по шине. Блок индикации 17 текущего времени суток индуцирует с помощью однострочного десятичного дисплея время суток. Устройство в

10 исходном состоянии.

Работа устройства в ручном режиме, На клавишном пульте управления 25 набираем начальный адрес пуска программы.

Выполняем запуск программы: Микропро15 цессорное вычислительное устройство 23 в режиме ожидания анализирует сигналы блока регистра управления 10 и выходные сигналы элементов 2ИЛИ-НЕ 13, 16, Выходные сигналы фотоприемников 7 и 9 в ручном микропроцессорное вычислительное устройство 23 отпуск дозы по ним не производит, При входе вагона в зону подачи сыпучего материала оператор нажимает кнопку ПУСК. На выходе элемента 2И-НЕ 12 установится единичный потенциал, который установит элемент 2ИЛИ-НЕ 13 в нулевое состояние, а элемент 2ИЛИ-НЕ 16 в единичное. Такое изменение сигналов на входе микропроцессорного вычислительного уст30 ройства 23 приводит к запуску программы работы. Единичный потенциал на первом выходе блока регистров управления 10 приводит к занесению в рабочий регистр про35 цессора код, соответствующий емкости бункера. Единичное состояние второго выхода блока регистров управления 10 приводит к считыванию кода отпускаемой дозы в вагон с шины блока 24. Микропроцессорное

40 вычислительное устройство 23 по управляющей связи включает печатающее устройство 22 и подачей нулевого импульса на второй вход элемента 2И-НЕ 19 приводит к тому, что на инверсном S-входе триггера 20 установится нулевой уровень потенциала заданной длительности, Установка триггера

20 в единичное состояние приводит к вклю45 чению блока реле 21, который выдаст код включения силового напряжения электро50 привода горизонтального затвора 2 по двум линиям связи, Происходит прямое включение электропривода, винтовой шток электропривода втягивается. Наличие парафазного выхода триггера 20 позволяет

55 повысить надежность срабатывания блока реле 21 управления электроприводом.

Электропривод будет работать до полного втягивания штока после чего срабатывает внутренний концевой переключатель, то есть срабатывает блокировка втягивания. режиме отсутствуют из-за их отключения и 20

Шток злектропривода находится во втянутом состоянии до тех пор, не будет замкнута линия блокировки прямого включения, то есть за счет замыкания контактов реле блока 21 подается сигнал обратного хода-выталкивание штока. Так как ранее разомкнутая линия связи будет замкнута, то ее другая фаза — разомкнута, снят сигнал прямого включения. Выталкивание штока— закрытие затвора, приводит к прекращению подачи материала. Но режим закрытия затвора возможен, когда триггер 20 изменит свое состояние по сигналу блока регистра управления 10 или сигнала с элемента 2ИНЕ 15, или сигнала от микропроцессорного вычислител ьного устройства 23.

Установка триггера 20 в единичное состояние включает блок реле 21,а он включает электропривод на открывание затвора.

Микропроцессорное вычислительное устройство 23 в течении 1 секунды начинает контролировать состояние одного из триггеров блока регистра управления 10, состояние первого датчика положения заслонки затвора. Если исходное единичное состояние датчика за зто время не изменится, то микропроцессорное вычислительное устройство 23 выдаст сигнал закрытия затвора, считает в регистр микропроцессора текущее время с шины блока таймера и выдаст на печать сигнал АВАРИЯ, текущее время, остаток в бункере, выключит печатающее устройство 22, сбрасывает триггер 20 и триггер на элементах 2ИЛИ-НЕ 13, 16.

Если после включения электропривода ранее 1 секунды происходит изменение состояние выхода седьмого триггера блока регистра управления 10, то устройство 23 выполняет следующие операции: один из регистров микропроцессора заносит с шины блока таймера 18 значение текущего времени; считает во второй регистр микропроцессора количество импульсов с частотой 2 Гц поступающих по связи с блока таймера 18 за промежуток времени до срабатывания второго датчика положения заслонки затвора, Количество импульсов сужит для расчета скорости открывания затвора, так как расстояние между датчиками четко определено. Выполняя счет импульсов с частотой 2 Гц устройство 23 опрашивает выход сигнала шестогогриггера блока регистра управления 10, то есть состояние второго датчика положения затвора. При его срабатывании происходит изменение сигнала с единичного на нулевой, устройство 23 уже в другой регистр микропроцессора заносит количество импульсов поступающих с блока таймера 18, Эта операция выполняется до срабатывания треть1837042

В р д к гр в р о р т д ни! ц

G1= КуR„b v1(t) dt, о

i2

G2 = K) Rrb f v2(t) дС, i1 (2) гДе G1 — расход сыпучего материала при открывании затвора B промежутке времени о срабатывания первого до второго датчик затвора;

К вЂ” постоянная, зависящая от физических свойств сыпучего материала; у — обьемный вес сыпучего материала;

Rr — гидравлический радиус выпускного отверстия;

b — длина поперечного сечения окна теч- 4

К 111;

v1(t) — скорость движения затвора от первого до второго датчика;

G2 — расход сыпучего материала при открывании затвора в промежутке времени о срабатывания второго до третьего датчик затвора;

»(t) — скорость движения затвора от второго до третьего датчика.

Устройство 23 одновременно с анализ м состояния датчиков затвора выполняет р счет расхода сыпучего материала, уменьает содержимое регистров содержащих к д емкости бункера и код отпускаемой доз i. После полного открывания затвора нач нается гравитационное истечение ,атериала, которое можно описать выражение

Оз = Ky Rr Fta, (3) (4) с

G5= R QRrb Г v4(t) 04. (5) датчика заслонки затвора — полное отание затвора. О срабатывании этого дата сигнализирует изменение сигнала с ничного на нулевое на пятом выходе ка регистар управления 10, контроль коого выполняет устройство 23. Количестимпульсов считанное за промежуток ремени от изменения сигнала на выходе того триггера до изменения сигнала на ходе шестого триггера блока регистра упвления 10 служит для расчета скорости ижения заслонки затвора. Полученные личества импульсов служит для расчета авитационного истечения материала за емя открывания затвора, так как в регист микропроцессора занесены величины щего объема сыпучего материала в бункеи величины общего объема сыпучего мариала в бункере и величины отпускаемой зы. Расход сыпучего материала при отывэнии затвора можно описать выражеями где бз — расход сыпучего материала при полностью открытой течке;

F — площадь сечения выпускного окна;

tg — время полного открытия затвора.

5 Время тз легко определяется подсчетом числа импульсов поступающих от блока таймера 18 на вход устройства 23, Расчет величины 6з выполняется поэтапно за заданные промежутки времени. Рассчитанные вели10 чины вычитаются из заданной дозы и микропроцессорное вычислительное устройство 23 все время контролирует остаточную величину, доза контроля будет выдана при закрывании затвора. Данная доза

15 определяется экспериментальным путем учитывающим текучесть материала, поперечное сечение течки и его гранулометрический состав. При достижении величины остатка отпускаемой дозы значению вели20 чины материала рассчитанного на выпуск при закрывании устройство 23 выдает сигнал закрывания затвора, то есть сброс триггера 20 по инверсному R-входу. Этот же сигнал сброса поступает на входы схем 2И25 НЕ блока регистра управления 10 и на третий вход элемента 2И-НЕ 15. Это приводит к сбросу первого триггера блока регистра управления 10, так как датчик верхнего уровня 4 из-за опускания материала изме30 нил свое состояние, а сигнал сброса поступивший на третий вход элемента ЗИ-НЕ 15 приводит к изменению состояния триггера на элементах 2ИЛИ-НЕ 13, 16, что приведет к установке элемента 13 в нулевое состоя5 ние, В то же время сигнал с выхода элемента

ЗИ-НЕ 15 повторно поступит на прямой Rвход триггера 20, что повторно подтвердит его сброс. Двойной сброс триггера увеличивает надежность работы исполнительной

0 части устройства.

После подачи сигнала закрытия затвора устройство 23 в обратном порядке контролирует закрытие по срабатыванию датчиков

45 затвора три, два, один. Объем материала вытекающего при закрывании затвора определяется выражениями

Ц

50 64 = к Y Rr ь ) чз() ог, и

i4

55 где 64 — расход сыпучего материлаа при закрывании затвора в промежутке времени срабатывания от третьего до второго датчика;

1837042

5

30

40

Сь — расход сыпучего материала при закрытии затвора в промежутке времени срабатывания от второго до первого датчика;

v3(t), v4(5) — скорость закрывания затвора соответственно от третьего до второго и от второго до. первого датчика затвора.

Расчет величин сыпучего материала выданного при закрывании выполняется одновременно с контролем состояния датчиков затвора, срабатывание первого датчика затвора, служит устройству 23 сигналом для повторного считывания текущего времени с шины блока таймера 18 в один из регистров микропроцессора. В дальнейшем выполняется печать текущего времени считанного вначале и в конце отпуска дозы, признака сигнала режима ПУСК, дозы отпуска, номера вагона загрузки, величины остатка в бункере. Печать вь! ключается.

Если при отпуске дозы в вагон, оператор нажимает кнопки СТОП, то нэ выходе элемента ЗИ-.НЕ 15 установится единичный потенциал, Он установит по R-входу триггер

20 в нулевое состояние, начинается закрытие затвора. Элемент 2ИЛИ-НЕ 16 установится в единичное состояние, а по обратной связи элемент 2ИЛИ-НЕ 13 в нулевое, на входе микропроцессорного вычислительного устройства будет сигналаСТОП. Начинается контроль закрытия затвора, расчет величины материала отпущенной в вагон и печать результата.

Если при работе. устройства до полной отгрузки дозы произойдет срабатывание датчика нижнего уровня 5,. материал опустился ниже допустимого уровня, выдается сигнал на загрузку бункера и закрытие затвора, В этом случае устройство 23 при обнаружении нулевого уровня на втором выходе блока регистра управления 10 сбрасывает триггер 20 в нулевое состояние и выдает сигнал сброса на схемы 2И-НЕ блока регистра управления 10 и элемент ЗИ-НЕ

15.

После срабатывания первого датчика закрывания затвора выполняет расчет отпущенной дозы и печать результатов, а затем выключение печати.

Устройство управления горизонтальным затвором с электромеханическим приводом для загрузки железнодорожных вагонов после отпуска дозы и печати резул ьтатов в ручном режиме переходит в режим ожидания сигнала ПУСК и датчиков устройства.

Работа устройства управления в автоматическом режиме отпуска дозы, На клавишном пульте управления 25 устройства 23 набираем начальный адрес пуска программы анализа входных сигналов внешних датчиков и режима работы. Подаем питающее напряжение на инфракрасные фотоизлучатели 6, 8 и фотоприемники 7, 9. Бункер-накопитель полностью загружен горной массой. Между фотоизлучателями и фотоприемниками отсутствует железнодорожный вагон и лучи света освещает фотоприемники, а их выходные сигналы устанавливают триггеры 3, 4 блока регистра управления 10 в исходное единичное состояние, Выходные единичные сигналы триггеров с выхода три и четыре блока 10 поступают на входы устройства 23 и íà входы элементов 2И-И Е 12 и 3 И-Н Е 15, Наличие этих сигналов на входах элементов выходные сигналы их не меняет. Устройство готово к работе в автоматическом режиме.

Выполняется пуск программы работы устройства. Микропроцессорное вычислительное устройство 23 после пуска программы анализирует входные сигналы, то есть выходы всех триггеров блока регистра управления 10 и выходы элементов 2ИЛИ-НЕ

13, 16, Сигнал ручного режима ПУСК отсутствует в начальный момент пуска устройства, то при наличии единичного сигнала с выхода первого триггера блока регистра управления 10 в регистр микропроцессора будет занесен код соответствующий емкости бунера, Анализ сигнала со второго выхода блока регистра 10 вы пол ня ется постоя н но.

Его.нулевое состояние свидетельствует о срабатывании датчика нижнего уровня 5, величины материала в бункере достигла предельного нерасходуемого значения и дальнейший выпуск его становится неконтролируемым из-за изменения физических свойств, Выполнив анализ этих сигналов устройство 23 анализирует сигналы на третьем и четвертом выходе блоКа регистра 10, то есть выходы сигналов фотоприемников, Железнодорожный вагон движется в прямом направлении, or фотоприемника 7 к фотоприемнику 9, При входе борта вагона в зону луча от излучателя 6 происходит перекрытие его и затемнение фотоприемника 7.

На его выходах сигналы изменятся на противоположные, сработает третий триггер блока регистра 10. Появление нулевого сигнала на выходе блока 10 приводит к его подаче на вход устройства 23 и на первый вход элемента 2И-НЕ 12, что в свою очередь установит триггер на элементах 2ИЛИ-НЕ

13, 16 в единичное состояние, которое соответствует сигналу ПУСК. Микропроцессорное вычислительное устройство 23 при наличии таких сигналов начинает анализ четвертого выхода блока регистра управления 10, анализируется состояние фотодатчика 9. При входе борта вагона в зону

1837042

5

10 зы, состояния датчика нижнего уровня 5, состояния фотоприемников 7, 9. При движении в обратном направлении из-за симмет. ричности схемы все операции аналогичной

15 последовательности, но фотодатчики 9, 7.

25

50

55 перекрытия луча от фотоизлучателя 8 к фотоприемнику 9 срабатывает четвертый триггер блока регистра управления 10. На оответствующий вход утсройства 23 и элет ента ЗИ-НЕ 15 поступит нулевой уровень отенциала. Триггер на элементах 2ИЛИАЕ 13, 16 изменит свое состояние на проти оположное и на информацйонный вход триггера 20 поступит сигнал сброса триггеа в исходное нулевое состояние в котором . н находится после включения питания. икропроцессорное вычислительное устойство 23 при наличии двух нулевых сигнаов на третьем и четвертом выходе блока регистра управлени 10 установит на входе, лемента 2И-НЕ 19 нулевой уровень потениала, подключит этот вход к шине "земля".

ыходной сигнал элемента 2И-НЕ 19 также станет равным нулевому уровню потенциал а, что приведет к установке триггера 20 в диничное состояние, включение через лок реле 21 затвора на открывание. На в тором установочном входе триггера 20 в это л е время поддерживает потенциал уровня е циницы, что позволяет по установочному Sв оду надежно включить триггер 20.

Срабатывание фотоприемника 7 и тбетеего триггера регистра блока упраеления 10 привело к появлению на входе мик! ропроцессорного вычислительного у тройства потенциала нуля и единичного с гнала на выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 13, а и этому устройство 23 в один из регистров заносит признак единицы, признак прямого н правления движения вагона, Если сначал изменит свое состояние четвертый тригг р, а затем третий, то в регистр устройства

28 будет занесен ноль — признак движения в обратном направлении, При включении затвора на открытие выполняется включение печатающего устройства, занесение в о ин из регистров микропроцессорного выч слительного устройства 23 кода дозы оти ска материала. В отличие от ручного р жима управления устройством после сра- 4 б тывания фотоприемника 7 в регистр— сЧетчик таймера микропроцессорного вычислительного устройства 23 разрешается и ступление импульсов с частотой 2 Гц по с язи с блока таймера 18. Количество имп льсов подсчитывается зэ промежуток or с абатывания фотоприемника 7до затемнения фотоприемника 9. Расстояние между фотоприемниками четко определено, а поэт му легко определяется скорость движен я вагона и возможность его полной з грузки за время прохождения на данной с орасти, Аналогично ручному режиму управления микропроцессорное вычислительное устройство 23 контролирует появление сигнала от первого, второго и третьего датчика затвора и в дальнейшем выполняет расчет скорости открывания затвора, расчет величины — отпущенного материала с помощью ранее приведенных выражений, На каждом цикле расчета дозы материала в соответствии с выражением (3) идет проверка сравнение кода экспериментального заданного остатка и величины еще неотпущенной доЕсли отгрузка дозы выполнялась полностью до выхода вагона из зоны, то есть срабатывания фотоприемника 7, микропроцессорное вычислительное устройство 23 выдает сигнал сброса на установочный входтриггера 20 и единичный сигнал на вход элемента

2И-НЕ 19. Наличие нулевых потенциалов на установочном входе, а на информационном входе единицы надежно сбросит триггер 20, переключит блок реле 21 на закрывание затвора. При срабатывании каждого датчика выполняется расчет скорости движения затвора и величины опускаемой дозы материала, считывание кода текущего времени с шины блока времени 18. Микропроцессорное вычислительное устройство 23 управляя печатающим устройством 22 производит печать текущего времени, признак направления движения, признак режима работы, дозу отгрузки, номер загружаемого вагона по порядку и величину остатка материала в бункере.

Если отпуск дозы выполнен не в полном объеме иэ-аа срабатывания фотоприемника

7, вагон выходит из зоны загрузки, то микропроцессорное вычислительное устройство 23 выдает сигнал сброса триггера 20 и выключение блока реле 21, закрытие затвора. Расчет отпускаемой дозы за время закрытия происходит по контролю срабатывания первого дЪтчика затвора, как половина величины установленной экспериментально для скорости конкретного элект- ромеханического привода. Печать всех величин происходит в том же порядке, но в признаке режима работы отпечатается специальный знак. После печати печатающее устройство 22 выключается, а элементы устанавливаются в исходное состояние.

При экстренном закрытии затвора оператор последовательно нажимает кнопки ПУСК и СТОП. Изменение сигналов на входах элементов 2ИЛИ-НЕ 13, 16 с нулевоfo на единичное, соответственно, и наоборот служит для микропроцесссорного

1837042 вычислительного устройства 23 сигналом подачи соответствующих сигналов установки на входы тригггера 20 и закрытие затвора, В дальнейшем выполняется печать результата и переход устройства s режим дежурного ожидания.

Графическая схема алгоритма работы микропроцессорного устройства управления горизонтальным затвором с электроме-ханическим приводом приведены на рисунке 3, а также расшифрованы все условные сокращения в схеме:

К — конвейер используемый для загрузки бункера-накопителя сыпучей горной массой;

ДВУ вЂ” датчик верхнего граничного уровня загрузки бункера-накопителя;

K36 — сигнал на отключение конвейера по загрузке бункера-накопителя (конец загрузки бункера);

РМП вЂ” регистр микропроцессорного устройства в который заносится код соответствующий значению емкости бункера при его зполнении;

ТБ — сигнал индикации заполнения бун.кера-накопителя;

П вЂ” сигнал ПУСКА устройства управления;

ФП1 — сигнал фотоприемника 1, положения вагона;

ФП2 — сигнал фотоприемника 2, положения вагона;

НД вЂ” сигнал направления движения вагона;

BK3 — сигнал включения открывания за-, твора;

ВКП вЂ” сигнал включения печатающего устройства;

РМП1 — регистр микропроцессора устройства управления в который заносится код,соответствующий величине дозы отпуска материала;

ДП1, ДП2, ДПЗ вЂ” датчики положения заслонки затвора;

AP — сигнал аварийной работы при отказе электромеханического привода или возникновения непредусмотренной ситуации;

ДНУ вЂ” датчик нижнего допустимого граничного уровня остатка сыпучего материала в бункере;

То — интервал времени запаздывания для контроля начала работы электромеханического йривода и срабатывания датчика положения ДП1;

Д — величина дозы сыпучего материала отпускаемая в вагон;

РКС вЂ” регистр для занесения кода скорости измеренной на расстоянии между фотодатчиками;

Ти — временной интервал измерения;

55 вычислительного устройства, к которому через информационные шины и управляющие линии связи подключен таймер, соединенный с блоком индикации времени, кнопки

"Пуск" и "Стоп", одни концы которых объединены и подключены к шине нулевого поК1 — коэффициент учитывающий особенности отпуска материала при открывании затвора от ДП1 до ДП2:

К2 — коэффициент учитывающий особенности отпуска материала при открывании затвора от ДП2 и ДПЗ;

K3 — коэффициент учитывающий текучесть материала при полном открытии течки;

03 код Остаточной Доэы учитывдющиЙ величину материала отпускаемую при закрытии затвора;

С вЂ” сигнал СТОП;

ДНУ вЂ” датчик нижнего уровня материала в бункере-накопителе, К4 — коэффициент пересчета;

ЗЗ вЂ” сигнал закрытия затвора;

К5, Кб — коэффициенты, учитывающие особенности истечения материала при закрытии затвора;

РМП — регистр микропроцессора презначенный для занесения значения текущего времени (ТВ);

Н — номер вагона по порядку отпуска

ДВ;

ОБ — значение величины материала остающегося после отпуска дозы в бункеренакопителе;

ВВ1, 8B2 — временная выдержка опроса сигнала датчика положения затвора.

flo предварительным расчетам точность отпуска дозы сыпучего материала может быть 0,8...1%. Точность загрузки при двухстороннем отпуске дозы позволяет расчитать экономический эффект.

Формула изобретения

Микропроцессорное устройство управления горизонтальным затвором с электромеханическим приводом для загрузки железнодорожных вагонов, содержащее два инфракрасных фотоизлучателя, два фотоприемника, датчики верхнего.и нижнего уровней сыпучей горной массы, одни выводы которых подключены к нечетным входам первой группы информационных входов блока регистра управления, выходы которо» го подключены к информационным входам микропроцессорного вычислительного устройства, выходы которых подключены через информационную шину и управляющую линию связи к печатающему устройству, блок задания дозы и клавишный пульт управления, подключенной через двухнаправленные шины к входам микропроцессорного

1837042 т нциала, а другой конец кнопки "Пуск" подк ючен к первому входу элемента 2И-НЕ, отл ича ющеесятем,что,сцелью и вышения точности отпуска дозы и надежн сти в работе устройства, в него введены г ризонтальный затвор с электромеханичес им приводом, затвор с электромеханичес им приводом, три датчика положения з твора, дополнительные элементы 2И-НЕ, э ементв ЗИ-НЕ, 2ИЛИ-НЕ, RS-триггер и б ок реле включения электропривода гориз нтального затвора, фотоприемники подк ючены к второй группе информационных в одов блока регистра управления, выходы д тчиков положения затвора подключены к т етьей группе информационных входов б ока регистра управления,а другие выходы д тчиков верхнего и нижнего уровней сы