SU1465386A1 - Устройство дл управлени загрузкой конвейера - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к поточно- транспортным системам и позвол ет автоматически управл ть загрузкой конвейера. Цель изобретени  - повышение функциональной надежности устройства. Дл  этого устройство содержит задатчик 1 загрузки, вычитатель 2, блок управлени  (БУ) 3, датчики производительности 4, перегрузки 9.1, ..., 9.П и интенсивности 12.1. ..., 12.п, АЦН 5, коммутаторы 6 и 7, БУ 8.1, ..., 8.п затворами выпускных отверстий, многовходовые элементы ИЛИ 10, 11 и приводы 13.1 13.11 .механизмов разгрузки. Задатчиком 1 загрузки устанавливаетс  требуема  загрузка конвейера . После подачи ко.манды «Пуск БУ 3 удерживает на выходе АЦП 5 нулевой код. Выходной код вычитател  2 поступает на коммутатор 6 и БУ 8.1, ..., 8.п. Замкнутые цепи, состо щие из датчиков 12.1, ..., 12.п БУ 8.1, ...,.8.п, элементов ИЛИ 10, 1 и ком- мутзтороз 6 и 7, образуют два внутренних контура, осуществл ющих операцию поиска , открыти  или закрыти  заданного количества выпускных отверстий емкостей. Контроль за работой устройства осуц-.ествл - етс  внешним контуро.м, образованным датчиком 4, АЦП 5, вычитателем 2 и БУ 3. При этЬм БУ 8.1, ..., 8.П св заны с приводами 13.1, ..., 13.п механизмом разгрузки, контроль за работой которых производ т датчики 9.1, ..., 9.п. Датчик 12 интенсивности работает на принципе шумового эффекта. 2 3. п. ф-лы, 4 ил. & (Л

Description

Изобретение относитс  к автоматическому управлению поточно-транспортными системами и может быть использовано в промышленности строительных материалов, металлургии , горно -добывающей и химической промышленност х дл  управлени  загрузкой конвейерной линии сыпучим материалом.

Цель изобретени  - повышение функциональной надежности устройства.

На фиг. 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема блока управлени ; на фиг. 3 - функциональна  схема блока управлени  затвором; на фиг. 4 - функциональна  схема датчика интенсивности.

Устройство дл  управле}ш  загрузкой конвейера содержит задатчик 1 загрузки, вычитатель 2, блок 3 управлени , датчик 4 производительности, аналого-цифровой преобразователь 5, коммутаторы 6 и 7, блоки 8.1, ..., 8.П управлени  затворами, датчики перегрузки 9.1, ..., 9.п, многовходовые элементы ИЛИ 10 и 11, датчики 12.1, ..., 12.11 интенсивности. Поз. 13.1, .... 13.п обозначены приводы механизмов разгрузки.

Блок управлени  содержит генератор 14 импульсов, триггер 15, элементы И 16 и 17. счетчик 18 импульсов, коммутатор 19, блок 20 сравнени , делитель 21 частоты, элемент 22 задержки и триггер 23.

о сд

00 00 С5

Блок 8 управлени  затвором содержит риггер 24, элемент И 25, элемент И 26, тригер 27, элемент 28 задержки, элементы ЛИ 29, 30 и элементы И 31 и 32.

Датчик интенсивности содержит последо- 5 ательно соединенные преобразователь 33 акустического сигнала в электрический (динамическа  головка), полосовой фильтр 34, выпр митель 35, фильтр 36 низкой частоты и пороговый элемент 37.

Устройство работает следующим обраОМ .

После подачи питани  все блоки устанавливаютс  в исходное состо ние. Причем с целью помехоустойчивости с блока 3 управлени  подаютс  две команды. Одна через ком-15 мутатор 7 одновременно подаетс  на все блоки 8.1, ..., 8.П управлени  затворами дл  удержани  затворов выпускных отверстий в закрытом состо нии, а друга  - на удержание аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 5 в сброшенном состо нии (удержание на его выходе нулевого кода).

Перед запуском конвейерной линии за- датчиком 1 загрузки устанавливаетс  требуема  загрузка конвейера с дискретностью, равной номинальной производительности од- 25 ного частичного потока. Задатчик 1 загрузки может быть выполнен, например, в виде галетного переключател , выдающего информацию в двоичном коде. После запуска конвейерной линии подаетс  команда «Пуск на блок 6 управлени , продолжающий удер- 30 живать на выходе АЦП 5 нулевой код. В св зи с этим код задатчика 1 загрузки переноситс  без изменений на выход вычитате- л  2 и затем в блоке 3 управлени  преобразуетс  в последовательность коротких импульсов , которые через коммутатор 6 и бло- 35 ки 8.1, ..., 8.П управлени  затворами последовательно открывают определенное количество выпускных отверстий, соответствующее коду задани . После серии открывающих импульсов с задержкой, учитывающей врем  Q открыти  затворов, с блока 3 управлени  одновременно на все блоки 8.1, ..., 8.п управлени  затворами подаетс  синхронизирующий импульс. С приходом синхронизирующего импульса по информации от датчиков 12 интенсивности происходит проверка 45 наличи  частичных потоков материала из открытых выпускных отверстий. В случае отсутстви  или прекращени  поступлени  материала из каких-либо открытых емкостей по командам от соответствующих им блоков 8 управлени  затворами выпускные отверсти  50 последних закрываютс  и с разнесенными задержками по времени через элементы ИЛИ 10 на управл ющий вход первого коммутатора 6 поступает по одному короткому импульсу дл  открыти  очередных емкостей, поступление материала из которых в свою очередь провер етс  с приходом следующего синхроимпульса. Таким образом осуществл етс  механизм поиска необходимого количества номинальных частичных потоков, соответствующего заданной суммарной производительности .

Через интервал времени прохождени  материала по конвейерной линии от наиболее удаленной емкости до места установки датчика производительности (врем  транспортного запаздывани ) с блока 3 управлени  поступает команда разрешени  работы АЦП 5. На выходе АЦП 5 по информации от датчика 4 производительности формируетс  двоичный код, соответствующий реальной производительности суммарного потока материала, который в вычитателе 2 вычитаетс  из кода задани . Разностный код поступает на блок 3 управлени , где преобразуетс  в последовательность коротких импульсов, которые в зависимости от знака разности с управл ющего выхода вы- читател  2 поступают или на коммутатор 6 - дл  открыти , или на второй коммутатор 7 - дл  закрыти  определенного количества выпускных отверстий, соответствующего разностному коду. Сразу же после преобразовани  разностного кода в последовательность коротких импульсов вновь поступает команда на сброс АЦП 5. В результате работа АЦП 5 составл ет короткие промежутки времени на относительно прот женных интервалах.

Замкнутые цепи, состо щие из датчиков 12 интенсивности, блоков 8 управлени  затворами, элементов ИЛИ 10 и 11, коммутаторов 6 и 7, образуют два внутренних контура, осуществл ющих операцию поиска и открыти  или закрыти  заданного количества емкостей. Эти контуры имеют относительно высокое быстродействие и  вл ютс  основными. Замкнута  цепь, состо ща  из датчика 4 производительности, АЦП 5, вы- читател  2, блока 3 управлени , первого или второго внутреннего контура, образует внещний контур,  вл ющийс  контролирующим . При правильной настройке устройства и исправной работе механизмов разгрузки практически после первого же контрол  по внещнему контуру выхода технологической линии на заданную суммарную производительность код разности на выходе вычитате- л  2 должен быть равен нулю.

Дл  предупреждени  слеживаемости сыпучего материала и усреднени  износа оборудовани  с блока 3 управлени  через оптимальные интервалы времени предусматриваетс  подача команды на поочередное закрытие работающих «слева и одновременный поиск и открытие недостающих «справа емкостей с материалом.

Вычитатель 2 и АЦП 5 представл ют собой стандартные электронные устройства, реализованные на одной микросхеме. Отличительной особенностью АЦП 5  вл етс  установка на выходе дещифратора дл  преобразовани  кода, соответствующего текущему значению суммарной производительности , в код, соответствующий числу номинальных частичных потоков с учетом остатка. Датчик 4 производительности может быть составной частью конвейерных весов или вы- полней в виде тензодатчика, формирующего информацию как произведение погонной .нагрузки конвейера и скорости перемещени  конвейерной ленты (информаци  с та- хогенератора). Коммутаторы 6, 7 выполнены в виде счетчиков с дещифраторами на выхо- дах. Элементы ИЛИ 10, 11 реализуютс  на диодных матрицах, обеспечивающих разв зку между соответствующими выходами блоков 8.1, ..., 8.П управлени  затворами. Приводы 13.1, ..., 13.п механизмов разгрузки могут быть выполнены на базе серийно выпускаемых исполнительных механизмов типа МЭО или приводов-толкателей типа ПТВ имеющих в своем составе конечные выключатели дл  автоматического отключени  питани  в крайних положени х затвора. Дат- чики 9.1, ..., 9.П перегрузки представл ют собой последовательно соединенные токовый трансформатор, выпр митель, пороговый элемент, звено задержки и триггер. Причем порог срабатывани  порогового элемента ус- танавливаетс  в промежутке между номинальным током привода 13 и током работы его на упор. Звено запаздывани  исключает срабатывание датчика 9 при кратковременных перегрузках привода 13 и обеспечивает задержку, превышающую период следовани  синхроимпульсов. Триггер на выходе датчика перегрузки выполн ет роль электронной защелки .

Работа блока 3 управлени  (фиг. 2) заключаетс  в следующем. В исходном состо нии после подачи питани  триггер 15 на пр - мом выходе имеет низкий уровень сигнала, а на инверсном высокий. В св зи с этим пр моугольные импульсы с генератора 14 не проход т через элемент И 16, а делитель 21 частоты удерживаетс  в сброщенном состо нии . Триггер 23 имеет низкий уровень на инверсном выходе и высокий на пр мом. Счетчик 18 импульсов на своем выходе имеет нулевой код и готов дл  приема пр моугольных импульсов с генератора 14. На выходе блока 20 сравнени  присутствует низкий уровень сигнала из-за неравенства входных кодов. Управл ющий сигнал, поступающий с вычитател  2, соответствует положительному знаку кода разности. При подаче команды «Пуск триггер 15 опрокидываетс  и пр моугольные импульсы через элемент И 16 начинают поступать на вход делител  21 частоты, получившего разреще- ние на их счет. Одновременно через элемент И 17 пр моугольные импульсы поступают на входы счетчика 18 импульсов и коммутатора 19. На выходе счетчика 18 им- пульсов начинает быстро возрастать код. При достижении равенства с кодом разности на выходе блока 20 сравнени  крат

0

5 0 5

0

ковременно ио в.чкетс  зысокий потенциал, который опрокидывает триггер 23, поступление пр моугольных импульсов через коммутатор 19 на коммутатор 6 останавливаетс  и счетчик 18 импульсов сбрасываетс . Через отрезки времени, соотвеге,твующие времени полного открыти  затвора, на одном из выходов делител  21 частоты тернодически по вл етс  короткий синхроимпульс, одновременно поступающий на все блоки 8.1, ..., 8.П управлени  затворами. Период следовани  синхроимпульсов представл ет собой врем  цикла работы устройства по одному из внутренних контуров.

В свою очередь через временный интервал , учитывающий врем  транспортного запаздывани  и содержащий целое число периодов следовани  синхроимпульсов, по вл етс  высокий потенциал на втором выходе делител  21 частоты, дающий разреще- ние дл  работы АЦП 5 и через элемент 22 задержки включающий в работу преобразователь кода разности. Небольша  временна  задержка необходима дл  переходного процесса в АЦП 5 и вычитателе 2 дл  получени  установившегос  значени  кода разности . С по влением высокого уровн  сигнала на выходе блока 20 сравнени  заканчиваетс  один цикл работы устройства по внешнему контуру, а в делителе 21 частоты через второй управл ющий вход происходит сброс счетчиков, формирующих информацию на первом и второ.м его выходах. На третьем выходе делител  21 частоты формируетс  еще одна последовательность коротких импульсов , период следовани  которых включает также целое число периодов следовани  синхроимпульсов и определ ет оптимальное врем  работы одного частичного потока. Очередной импульс с третьего выхода делител  21 частоты через второй управл ющий вход коммутатора 19 одновременно поступает на счетные входы коммутаторов 6 и 7. В результате этого происходит закрытие крайней «слева работающей и открытие недостающей «справа емкостей с материалом. Импульсы с третьего выхода делител  21 частоты поступают с некоторым запаздыванием после подачи синхроимпульсов, чтобы исключить наложение на импульсы, которые могут поступать на вторые управл ющие коды коммутаторов 6, 7 по обратным св з м через элементы ИЛИ 10, П.

При подаче команды «Стоп происходит установка триггера 15 в исходное состо ние . В результате этого и все другие элементы устройства также устанавливаютс  в исходное состо ние и через коммутатор 7 одновременно на все блоки 8.1, ..., 8.п управлени  затворами подаетс  команда на закрытие выпускных отверстий.

Алгорит.м работы коммутатора 19 легко реализуетс  на простых комбинационны.к элементах типа 2 И-НЕ или 2 ИЛИ-НЕ. Де

литель 21 частоты собираетс  на двоичных счетчиках. Другие элементы блока 3 управлени  представл ют собой стандартные электронные устройства.

Блок 8 управлени  затвором (фиг. 3) работает следующим образом. В исходном состо нии триггеры 24 и 27 на своих выходах имеют низкие уровни сигналов, а на выходах датчиков 12 интенсивности и датчиков 9 перегрузки при исправной работе оборудовани  присутствуют высокие уровни сигналов . При поступлении короткого импульса с выхода первого коммутатора 6 после пуска устройства триггер 24 опрокидываетс  и на его выходе по вл етс  высокий уровень сигнала. Одновременно через элемент И 25 на привод 13 механизма разгрузки поступает команда на открытие затвора. С приходом короткого синхроимпульса после открыти  затвора на один из входов элемента И 26 происходит оценка интенсивности истечени  материала из выпускного отверсти . При истечении материала из выпускного отверсти  с номинальной интенсивностью на выходе датчика 12 перед поступлением синхроимпульса по вл етс  низкий уровень сигнала. В св зи с этим на выходе элемента И 26 низкий уровень сигнала не изменитс  и триггер 27 остаетс  в исходном состо нии. В случае отсутстви  истечени  материала из выпускного отверсти  или истечени  его с интенсивностью ниже допустимого значени  на выходе датчика 12 высокий уровень сигнала не изменитс  и поступивший на управл ющий вход блока 8 синхроимпульс пройдет на выход элемента И 26. В результате этого триггер 27 опрокидываетс  и на его выходе по вл етс  высокий уровень сигнала, который в элементе 28 задержки преобразуетс  в короткий импульс. Последний поступает через элемент ИЛИ 10 на управл ющий вход коммутатора 6 дл  открыти  очередной емкости. Одновременно этот же импульс через элементы ИЛИ 30 и 31 И поступает на привод 13 механизма разгрузки дл  закрыти  затвора. Задержка преобразованного короткого импульса в элементе 28 дл  каждого блока 8 управлени  затвором  вл етс  индивидуальной, увеличивающейс  с возрастанием пор дкового номера блока 8. Таким образом решаетс  задача разнесени  во времени коротких импульсов , поступающих на входы элементов 11,ПИ 10, П. При подаче команды на закры- ти.е затвора с выхода комутатора 7 на блок 8 у;1р;1н,1С11и  затвором поступает короткий им- ,i;,c, который через элементы ИЛИ 30 ii 5 i П на закрывающий вход .i: i:i : : : 5 механизма разгрузки. Если зат- : , );,,: закрыт (на выходе второго

, i .- 27 присутствует высокий потен- ;, то импульс через элементы 32 И и

МИ возвращаетс  на коммутатор 7 дл 

i камаиды закрыти  затвора на оче

0

0

5

0

5

0

5

0

5

редной блок управлени  затвором. В процессе работы блока 8 управлени  затвором периодически происходит восстановление исходного состо ни  триггеров 24 и 27 через входы их начальной установки. При возникновении длительной перегрузки на выходе датчика 9 перегрузки по вл етс  низкий уровень сигнала, отключающий питание цепи управлени  привода 13 механизма загрузки и дополнительно блокирующий прохождение команд управлени  через элементы И 25, 31. Наиболее характерной причиной перегрузки привода 13  вл етс  работа его на упор как при заклинивании затвора, так и при отказе конечных выключателей. Причем при заклинивании привода 13 в момент открыти  затвора с приходом очередного синхроимпульса (до срабатывани  датчика 9 перегрузки ) поступит команда на закрытие затвора (так как из-за недостаточной интенсивности или полного отсутстви  потока материала датчик 12 не срабатывает).

Таким образом, путем превышени  длительности задержки срабатывани  защиты от перегрузки над длительностью периода следовани  синхроимпульсов решаетс  задача автоматического вывода привода 13 механизма разгрузки из аварийной ситуации . Если же перегрузка таким образом не будет устранена и питание привода 13 отключитс , то в дальнейщей работе устройства соответствующа  емкость будет оцениватьс  как не имеюща  материала. Если же заклинивание привода 13 произойдет в момент закрыти  затвора или при его полном открытии (не сработает конечный выключатель ), когда на выходе датчика 12 интенсивности присутствует информаци  о наличии допустимого потока материала, то соответствующа  емкость будет учитыватьс  как работающа , но должна пропускатьс  при подаче команды на закрытие (из-за сн ти  питани  с привода 13), с этой целью выход датчика 9 перегрузки соединен с инверсным входом элемента ИЛИ 29.

Все элементы блока 8 представл ют собой стандартные электронные устройства. Особенностью элементов И 25, 31  вл етс  дополнительное усиление мощности сигналов на их выходах. При необходимости на выходах элементов 25, 31 И могут быть установлены одновибраторы дл  надежного срабатывани  пускател  привода 13. Дл  удобства обслуживани  на пульте оператора может быть предусмотрена светова  сигнализаци  с выводом информации о состо нии затворов и возможной перегрузки их приводов (на фиг. 3 показано пунктиром).

Датчик 12 интенсивности (фиг. 4) работает на принципе шумового эффекта. При истечении из выпускного отверсти  сыпучий материал создает акустический шум с характерным дл  каждого типа материала спектром частот и интенсивностью. После преобразовани  в динамической головке 33 акустического шума в электрический в полосовом фильтре 34 происходит выделение и усиление узкого спектра частот, наиболее характерного дл  данного типа материала. За- тег« после выпр мител  35 и фильтра низ- кой частоты 36 на входе порогового элемента 37 создаетс  сигнал, уровень которого линейно зависит от интенсивности истечени  материала. Порог срабатывани  элемента 37 определ ет допустимую интенсивность истечени  материала из выпускного отверсти . Интервал между максимальным значением интенсивности и порогом срабатывани  определ етс  чувствительностью датчика 12 и конструкцией выпускного отверсти , а также должен учитывать изменение характеристик материала при колебани х температуры и влажности.

Все элементы датчика 12 интенсивности представл ют собой стандартные радиоэлектронные устройства, работающие в широком диапазоне температур. Собранный в герме- тическую конструкцию датчик 12 крепитс  к тыльной стороне желоба (лотка) выпускного отверсти .

Применение датчиков по шумовому эффекту обеспечивает надежную информацию с заданной точностью, при этом срок службы датчика не зависит от абразивности материала из-за отсутстви  контакта с ним.

Claims (3)

1. Устройство дл  управлени  загрузкой конвейера, содержащее задатчик загрузки, датчик производительности суммарного потока материала, два коммутатора, два элемента ИЛИ, блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  функ- циональной надежности устройства, в него введены блоки управлени  затворами, датчики интенсивности и датчики перегрузки по числу приводов механизмов разгрузки, аналого-цифровой преобразователь и вычи- татель, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока управлени , первый выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразовател , выход которого соединен с первым входом вычитател , второй вход которого подключен к выходу задат- чика загрузки, второй и третий выходы блока управлени  подключены к первым входам первого и второго коммутатора соответственно , выходы которых соединены с первым и вторым входами каждого из блоков управлени  затворами, первый и второй выходы всех блоков управлени  соединены с соответствующими входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входами первого и второго коммутаторов соответственно, третьи входы которых подключены к четвертому выходу блока управлени , п тый выход которого соединен с третьими входами блоков управ 5

0

5

0

0

5 5 0

лени  затворами, к четвертому и п тому входу каждого из них подключены датчики интенсивности и датчики перегрузки, выход датчика производительности соединен с вторым входом аналого-цифрозого преобразовател , третий и четвертый входы блока управлени  подключены к источникам сигналов «Пуск и «Стоп.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  содержит делитель частоты , счетчик импульсов, блок сравнени , коммутатор, элемент задержки, два элемента И, два триггера и генератор импульсов , выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и первым входом делител  частоты, первый выход которого  вл етс  первым выходом блока управлени  и через элемент задержки соединен с первым входом первого триггера, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом коммутатора и первым входом счетчика импульса, выход которого соединен с первым входом блока сравнени , выход которого соединен с вторым входом первого триггера и вторым входом делител  частоты, второй выход которого  вл етс  п тым выходом блока управлени , первый и второй входы второго триггера  вл ютс  третьим и четвертым входами блока управлени , первый второго триггера соединен с вторым входом первого элемента И, второй выход второго триггера  вл етс  четвертым выходом блока управлени  и соединен с третьим входом первого триггера и третьим входом делител  частоты, третий выход которого соединен с вторым входом коммутатора, первый и второй выходы которого  вл ютс  вторым и третьим выходами блока управлени , второй выход первого триггера соединен с вторым входом счетчика импульсов, второй вход блока сравнени   вл етс  вторым входом блока управлени , третий вход коммутатора  вл етс  первым входом блока управлени .

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  затвором содержит два триггера, четыре элемента И, два элемента ИЛИ и элемент задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и  вл етс  первым выходом блока управлени  затвором, входы первого и второго триггеров соединены с первым входом первого элемента И, первый вход которого  вл етс  первым входом блока управлени  затвором, первый вход второго элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и  вл етс  вторым входом блока управлени  затворами, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И и вторым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго триггера , выход которого соединен с входом элемента задержки и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого  вл етс  вторым выходом блока управлени  затвором, второй и третий входы

четвертого элемента И  вл ютс  третьим и четвертым входами блока управлени  затвором , второй вход второго элемента ИЛИ, соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И и  вл етс  п тым входом блока управлени  затвором.

(pue.i

Сп7а/7

фиеА