SU1027116A1 - Устройство дл измерени величины проскальзывани ленты конвейера - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЯ ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА, содержащее импульсные датчики скорости приводного барабана и ленты конвейера, формирователи импульсов, умножитель частоты, счетчик импульсов и дешифратор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено эталонным генератором, вторым умножителем частоты, двум  элементами И, вторым счетчиком импульсов, блоком управлени  счетчиками, двум  блоками пам ти, двум  преобразовател ми коданалог , двум  сумматорами, двум  контрол  датчиков скорости, пороговыми элементами и измерительными приборами, причем вход блока управлени  счетчиками подсоединен к выходу эталонного генератора и одним из входов элементов И, вторые входы которых подсоединены к выходам умножителей частоты, а выходы-элементов И подсоединены к счетным входам счетчиков , к входам сброса которых подсоединен первый выход блока управлени  счетчиками, второй выход которого подсоединен к управл юш ,им входам блоков пам ти, информа ционные входы которых подсоединены к соответствующим выходам счетчиков, а выходы блоков пам ти - к соответствуюшим входам преобразователей код-аналог, выходы которых подсоединены к входам первого сумматора, выход которого подсоединен к первому, второму и третьему пороговым элементам и одному из измерительных приборов , выход первого преобразовател  коданалог подсоединен к п тому и шестому пороговым элементам, другому измерительному прибору и второму входу второго сумматора , на пе-рвый вход которого подаетс  опорное напр жение, а выход подсоединен к четвертому пороговому элементу, выходы формирователей импульсов подсоединены к узлам контрол  импульсных датчиков.

Description

Изобретение относитс  к средствам автоматизации конвейерного транспорта и может быть использовано дл  измерени  величины проскальзывани  ленты и скорости конвейера в системах автоматизированного управлени  ленточными конвейерами с регулируемым приводом и автоматическим регулированием нат жени  ленты.

Известно устройство дл  контрол  пробуксовки ленты конвейера относительно приводного барабана, использующее цифровые методы контрол  и интегральные микросхемы , содержащее датчик вращени  приводного шкива, датчик движени  т гового органа, формирователи импульсов, счетчики , дешифраторы и пороговые элементы.

Сравнение частотных сигналов, пропорциональных скорост м приводного барабана и ленты конвейера, выполн етс  на суммирующих счетчиках импульсов, на счетные входы которых подаютс  импульсы с выхода датчиков 1..

Однако врем  измерени  проскальзывани  в известном устройстве значительно, так ,как . определ етс  временем заоелнени  эталонного счетчика, который выдает сигнал на окончание цикла измерени . К тому же оно не обеспечивает выделени  непрерывного сигнала, пропорционального текущему значению проскальзывани , что затрудн ет его использование в системах с автоматическим регулированием нат жени  ленты.

Известно также устройство дл  измерени  величины проскальзывани  ленты конвейера , содержащее импульсные датчики скорости приводного барабана и ленты конвейера , формирователи импульсов умножитель частоты, счетчик импульсов и дешифратор 2.

Однако известное устройство также не обеспечивает точного контрол  величины проскальзывани  ленты, так как врем  измерени  проскальзывани  определ етс  частотой импульсов с датчика скорости приводного барабана, котора  не может быт№ увеличена выше предела, огращ1ченного конструкцией датчика. С уменьшением скорости конвейера уменьшаетс  частота импульсов с датчика скорости приводного барабана, соответственно увеличиваетс  .врем  измерени  и уменьшаетс  быстродействие устройства . Кроме того, устройство не позво ет выделить аналоговый сигнал, пропорциональный проскальзыванию.

Цель изобретени  - повышение точноети измерени .

Цель достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  величины проскальзывани  ленты конвейера, содержащее импульсные датчики скорости приводного барабана и ленты конвейера, формирователи импульсов умножитель частоты, счетчик импульсов и дешифратор, снабжено эталонным генератором , вторым умножителем частоты, двум  элементами И, вторым счетчиком импульсов , блоком управлени  счетчиками, двум  блоками пам ти, двум  преобразовател ми код аналог, двум  сумматорами, двум  узлами контрол  датчиков скорости, пороговыми элементами и измерительными приборами, причем вход блока управлени  счетчиками подсоединен к выходу эталонного генератора и одним из входов элементов И, вторые входы которых подсоединены к выходам умножителей частоты, а выходы элементов И подсоединены к счетным входам счетчиков, к входам сброса ко .торых подсоединен первый выход блока управлени  счетчиками, второй выход которого подсоединен к управл ющим входам блоков пам ти, информационные входы которых подсоединены к соответствующим выходам счетчиков, а выходы блоков пам ти - к соответствующим входам преобразователей код-аналог, выходы которых подсоединены к входам первого сумматора, выход которого подсоединен к первому, второму и третьему пороговым элементам и одному из измерительных приборов, выход первого преобразовател  код-аналог подсоединен к п тому и шестому пороговым элементам, другому измерительному прибору и второму входу второго сумматора, на первый вход которого подаетс  опорное напр жение, а выход подсоединен к четвертому пороговому элементу, выходы формирователей импульсов подсоединены к узлам контрол  импульсных датч,иков.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2- временные диаграммы работы устройства.

Устройство дл  измерени  величины проскальзывани  ленты конвейера с регулируемым приводом содержит датчик 1 скорости вращени  приводного барабана и датчик 2 скорости движени  ленты конвейера , кинематически св занные с приввдаым барабаном и лентой, соответственно, формирователи 3 и 4 импульсов датчика скорости барабана и ленты, умножители 5 и 6 частоты, узлы 7 и 8 контрол  цепей импульсных датчиков, логические элементы И 9 и 10, выходы которых подсоединен к счет ным входам счетчиков 11 и 12, соответственно блоки 13 и 14 пам ти, преобразователи 15 и 16 код-аналог, первый сумматор 17, пороговые элементы 18-20, второй сумматор 21, пороговые элементы 22-24,, измерительные приборы 25 и 26, эталонный генератор 27 и блок 28 управлени  счетчиками .

Устройство работает следующим обра30 М.

При движении ленты и барабана датчики 1 и 2 вырабатывают импульсные сигналы , частота которых пропорциональна скорост м ленты и барабана, соответственно

-t- -ifi-|«fe-i ,

где fpfjj - частота сигналов с импульсных

датчиков 1 и 2 соответственно,

V(} - линейна  скорость поверхности

приводного барабана, м/с; Ун -линейна  скорость ленты конвейера , м/с;

коэффициенты пропорциональности;

п -«углова  скорость приводного барабана , об/мин; Пд -углова  скорость датчика перемещени  ленты, об/мин; Пев, количество импульсов, снимаемых с датчика 1 за один оборот приводного барабана; NflSj-количество импульсов, снимаемых

с датчика 2 за один оборот. Сигналы с датчиков 1 и 2 поступают на формирователи 3 и 4 импульсов, которые формируют импульсы правильной пр моугольной формы (фиг. 2 а и б). С выхода формирователей импульсов сигналы поступают на умножители 5 и 6 частоты, которые увеличивают частоту сигнала в m раз (фиг. 2 в и г).

f| fi-m,-m,. . f fz-mz т., No6j-, где tn,,nij-коэффициенты умножителей частоты , которые выбираютс  или nij nij, или , так как частота импульсов с выхода датчика 2 скорости ленты меньше, чем частота импульсов с выхода датчика 1 скорости приводного барабана .

С выхода умножителей 5 и 6 частоты импульсные сигналы поступают на вход логических элементов И 9 и 10, которые выполн ют функции ключей и запрещают дальнейшее прохождение сигнала при отсутствии сигнала на втором входе, св занном с выходом эталонного генератора. Врем , в течение которого разрешаетс  прохождение импульсного сигнала, т. е. врем  измерени  Т, определ етс  частотой эталонного генератора (фиг. 2, д).

Сигнал с эталонного генератора 27 поступает также на вход блока 28 управлени  счетчиками, который состоит из элементов Э и ЭгБлок управлени  выдает сигналы на запись сод,ержимого счетчиков. 11 и 12 в блоки 13 и 14 пам ти и сигналы сброса счетчиков 11 и 12.

Элемент Э, выдел ет короткий импульс, соответствующий положительному фронту импульса эталонной частоты (фиг. 2ж), а элемент Sj выдел ет короткий импульс, соответствующий отрицательному фронту импульса эталонной частоты (фиг. 2 е). При по влении на выходе эталонного генератора 27 положительного фронта импульса эта,лонной частоты разрешаетс  прохождение импульсных сигналов через логические элементы И 9 и 10. В этот момент короткий импульс с элемента Э блока 28 управлени  поступает на входы сброса счетчиков 11 и 12 и приводит их в исходное состо ние. Счетчики И и 12 начинают счет импульсов, приход щих с выхода логических элементов 9 и 10 соответственно (фиг. 2, з и). При сн тии импульса эталонной частоты логические элементы И 9 и 10 запрещают прохождение импульсов с выхода датчиков 1 и 2 на счетчики IT и 12, при этом прекращаетс  счет импульсов. Элемент Э; в это врем  выдел ет короткий импульс, который подаетс  на управл ющие входы блоков 13 и 14 пам ти. В этот момент показани  счетчиков соответствуют количеству подсчитанных за врем  Т импульсов N« f{;TH m,, -Sl-Тм; N,2 4 Т„ т2Ыой -| Ти.

Они записываютс  в блоки 13 и 14 пам ти и преобразуютс  преобразовател ми 15 и 16 в аналоговые сигналы (фиг. 2, к ил).

При следунэщем по влении положительного фронта импульса эталонной частоты блок 28 управлени , в частности элемент Эь выдел ет короткий импульс и подает его-на сброс счетчиков И и 12, при этом они возвращаютс  в исходное состо ние и начинаетс  новый цикл измерени .

Дл  повышени  точности измерени  и быстродействи  врем  ЛТ между отрицательным фронтом импульса эталонной частоты и последующим положительным фронтом импульса эталонной частоты уменьшено до минимально возможного. Оно должно быть намного меньше, чем врем  между двум  импульсами с выхода умножителей частоты, но достаточное дл  записи в пам ть показаний счетчиков и их сброса.

Поэтому импульсы эталонной частоты имеют форму, показанную на фиг. 2 д. С выхода преобразователей 15 и 16 аналоговые сигналы, пропорциональные скорост м приводного барабана и ленты, подаютс  на сумматор 17 U,s а ш, Nod, - Т„; и,б-аш2Ыой2-|3-Т„; гдео-коэффициент преобразовани  сигнала из кода в аналоговый сигнал

Сумматор 17 выполн ет функцию алгебраич ,еского сложени  поступаюших на его вход сигналов, т. е. выдел ет аналоговый сигнал, пропорциональный разности скоростей приводного барабана и ленты конвейера , или сигнал, пропорциональный проскальзыванию

Us и„ и,5 - и« К, V, -K,V . Частота сигналов от датчиков 1 и 2 обычно неодинакова. Поэтому сигнал на выходе преобразователей 15 и 16 код-аналог при равенстве скоростей приводного барабана и ленты конвейера может быть не равен по абсолютной величине. Дл  выравнивани  этих сигналов коэффициенты усилени  К и Kf сумматора 17 подстраиваютс  таким образом, что при равенстве скоростей приводного барабана и ленты на выходе сумматора 17 сигнал равен 0.

Рассмотрим случай проскальзывани  ленты вперед, т. е. скорость ленты больше скорости приводного барабана. Счетчик 12 за врем  измерени  Т, соответствующее периоду импульса эталонной частоты, отсчитывает большее количество импульсов. На выходе преобразовател  16 аналоговый сигнал больше по абсолютной величине, чем аналоговый сигнал с преобразовател  15.

Таким образом, равновесие нарушаетс  и на выходе сумматора 17 по вл етс  аналоговый сигнал отрицательной пол рности (Vj,Vtf). Чем больше этот сигнал, тем больше разность скоростей ленты и приводного барабана и тем больше проскальзывание . При достижении этим сигналом порога срабатывани  элемента 18 подаетс  сигнал в схему управлени  конвейером. Аналоговый сигнал с выхода сумматора 17 может быть использован в САУ нат жени  ленты конвейера.

Рассмотрим случай проскальзывани  ленты назад, т. е. скорость ленты меньше скорости приводного барабана. За врем  Т„ измерени  счетчик 12 отсчитывает меньшее количество импульсов, чем количество импульсов при равенстве скоростей. На выходе преобразовател  16 по вл етс  аналоговый сигнал, меньше, чем при этой же скоросчи в нормальном режиме.

Поэтому на выходе сумматора 17 по вл етс  аналоговый сигнал положительной пол рности , и чем больше проскальзывание, тем больше величина этого сигнала. При достижении этим сигналом порога срабатывани , например, порогового элемента 19, выдаетс  сигнал в схему управлени  конвейером .

Пороговые элементы 18-20 могут настраиватьс , например, на следук)ш,ие ситуации: элемент 18 5%; элемент 19 - на 5%; элемент 20 - V,4 на 10%.

Кроме того, с выхода сумматора 17 сигнал может быть использован в системе автоматического регулировани  нат жени  ленты , например, по способу, согласно которому интенсивность изменени  нат жени  ленты определ етс  пол рностью и величиной аналогового сигнала, пропорционального проскальзыванию. Измерительный прибор 26 показывает и регистрирует эту величину .

Помимо этого на выходе преобразовател  15 выдел етс  аналоговый сигнал, пропорциональный скорости приводного барабана, т. е. привода конвейера (Vrf VK) который может быть использован в системах автоматического регулировани  скорости конвейера. Измерительный прибор 25 показывает и регистрирует эту величину

Если на второй вход сумматора 21 подать сигнал, пропорциональный заданному значению скорости, из САР скорости конвейера (например, с выхода задатчика интенсивности ) , по вл етс  возможность контрол  работы установки. Если в течение определенного времени скорость конвейера не соответствует заданной скорости, срабатывает пороговый элемент 22 и выдает сигнал на бтключение конвейера. Элементы 23 и 24 выдают сигналы при достижении конвейером заданных скоростей. Например, в регулируемом приводе конвейера по схеме асинхронно-вентильного каскада с неполным диапазоном регулировани  элемент 23 срабатывает при достижении скоростью конвейера нижнего уровн  диапазона регулировани , а элемент 24 срабатывает при достижении верхнего уровн  Vmsai диапазона регулировани .

Использование устройства в САУ т желых ленточных конвейеров в горнорудной промышленности позвол ет точнее измер ть и контролировать проскальзывание ленты конвейера и скорость приводного барабана.

Измерение и контроль проскальзывани  позвол ют предотвратить аварии, вызываемые проскальзыванием ленты на приводном барабане конвейера, и способствует снижению простоев ленточных конвейеров и увеличению их пропускной способности и надежности в работе. Кроме того, исцоль зование устройства как датчика скорости позвол ет сэкономить расходы, св занные с установкой и эксплуатацией тахогенератора в САУ скоростью ленточных конвейеров. Точное выделение аналогового сигнала, пропорционального проскальзыванию, позвол ет использовать устройство как датчик регулируемого параметра в САУ автоматического регулировани  нат жени  ленты в функции проскальзывани .

V,

5

ппппппппппппп

Фиг. г

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЯ ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА, содержащее импульсные датчики скорости приводного барабана и ленты конвейера, формирователи импульсов, умножитель частоты, счетчик импульсов и дешифратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено эталонным генератором, вторым умножителем частоты, двумя элементами И, вторым счетчиком импульсов, блоком управления счетчиками, двумя блоками памяти, двумя преобразователями коданалог, двумя сумматорами, двумя узлами контроля датчиков скорости, пороговыми элементами и измерительными приборами, причем вход блока управления счетчиками подсоединен к выходу эталонного генератора и одним из входов элементов И, вторые входы которых подсоединены к выходам умножителей частоты, а выходы' элементов И подсоединены к счетным входам счетчиков, к входам сброса которых подсоединен первый выход блока управления счетчиками, второй выход которого подсоединен к управляющим входам блоков памяти, информа ционные входы которых подсоединены к соответствующим выходам счетчиков, а выходы блоков памяти — к соответствующим входам преобразователей код-аналог, выходы которых подсоединены к входам первого сумматора, выход которого подсоединен к первому, второму и третьему пороговым элементам и одному из измерительных приборов, выход первого преобразователя коданалог подсоединен к пятому и шестому пороговым элементам, другому измерительному прибору и второму входу второго сумматора, на первый вход которого подается опорное напряжение, а выход подсоединен к четвертому пороговому элементу, выходы формирователей импульсов подсоединены к узлам контроля импульсных датчиков.

   Фиг f