SU1569574A1 - Конвейерные весы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области весоизмерительной техники и предназначено дл  определени  массы материала, транспортируемого ленточным конвейером в металлургической, химической, горнорудной и других отрасл х промышленности. Цель - повышение точности взвешивани , расширение области применени  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 хранени  информации, блок 14 сопр жени  с печатающим устройством 15 и обратные св зи на блок 17 управлени  электроприводом 18 ленточного конвейера 19 и электрогидравлическое устройство 13 нат жени  ленты транспортера, а также триггер 4 и схемы И 5, 6. Применение МВУ с клавишным пультом 16 управлени  позвол ет осуществл ть программную настройку всего устройства и вносить необходимые изменени  в режиме настройки и индивидуализации в месте установки. Документальна  регистраци  интегральной производительности конвейерных весов в заданные промежутки времени совместно с печатью текущего времени позвол ет расширить область применени  устройства. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике

| Цель изобретени  - повышение точности .На чертеже представлена блок-схема устройства.

Конвейерные весы содержат грузо- приемный узел 1 с частотным датчиком 2 веса, датчик 3 скорости, триггер 4, две схемы И 5 и 6, два двоичных счетчика 7 и 8, блок 9 временного приема и хранени  информации (блок пам ти)) микропроцессорное вычислительное устройство 10, блок II таймера, блоки 12 индикации текущего времени, элект- рогидравпическое устройство 13 нат жени  ленты транспортера, блок 14 сопр жени  и управлени  печатающим устройством 15, пульт 16 управлени .

Кроме того, устройство содержит блок 17 управлени  электроприводом 18 ленточного конвейера 19, нат жной ролик 20 электрогидравлического устройства 13 и датчик 21 контрол  вели- чины прогиба ленты транспортера.

Грузоприемный узел 1 выполнен с использованием одной ролнкоопоры и встраиваетс  между направл ющими ставами ленточного конвейера0 Опорный ролик устанавливаетс  таким образом, чтобы он был на рассто нии L от двух ближайших роликов неподвижных рам транспортера„ Така  установка гру- зоприемной платформы приводит к тому, что на опорный ролик платформы будет действовать груз, наход щийс  на измерительном участке L ленты транспортера, равный теоретической

1LL

длине платформы Ь т -у + -ч-

4,

Определение длины грузоприемной платформы служит дл  разметки ленты транспортера на мерные участки L. Эти участки обозначаютс  установкой металлических кнопок или скоб (не показаны). Начало ленты конвейера отмечаетс  установкой двух скоб или кнопок.

Датчик 3 скорости установлен таким образом-, чтобы выдавать сигнал при прохождении очередной метки кнопки), обозначающей начало мерного участка L над грузоприемной плат- формой 1, Выход датчика 3 скорости подключен на счетный вход триггера 4 управлени  схемами И б и 5, а также на управл ющие входы блока 9 временного приема и хранени  информации и на интерфейс микропроцессорного вычислительного устройства 10о Пр мой и инверсный выходы триггера 4 подключены на вторые пходы схем И 6 и 5, а также на управл ющие входы двоичных счетчиков 7 и 8 приема информации от датчика 3 веса,

Грузопрнемный узел 1 передает вертикальную составл ющую, пропорциональную массе взвешиваемого участка , на виброчастотный датчик 2. Выход датчика 2 веса подключен на первые входы схем И 6 и 5, а выходы этих схем подключены на суммирующие входы двоичных счетчикоп 7 и 8 датчика веса. Информаци  о весе транспортируемой массы накапливаетс  в счетчиках 7 и 8, выходы которых подключены при помощи многоразр дных шин на вход блока 9 приема ч временного хранени  информации.

Выход блока 9 при помощи многоразр дной шины подключен на интерфейс микропроцессорного вычислительного устройства 10, а управл ющий сигнал подаетс  с выхода микропроцессорного вычислительного устройства 10 на блок 9 приема и временного хранени  информации. Блок I1 таймера предназначен дл  выдачи значени  кода текущго времени на цифровую индикацию 12 и на интерфейс микропроцессорного вычислительного устройства 11 по информационной многоразр дной шине при подале с микропроцессорного вычислительного устройства на вход таймера управл ющего сигнала. Вместе с тем блок 11 таймера выдает синхросигналы дл  работы блока 14 сопр жени  микропроцессорного вычислительного устройства 10 с печатающим устройством 15, соединенных между собой информационными шинами о Бпок 14 сопр жени  печати выдает управл ющие сигналы печати на печатающее устройство 15.

Микропроцессорное вычислит ел ьное устройство 10 предназначено дл  выполнени  алгоритма обработки информации , поступающей от датчика 2 веса и датчика 3 скорости, и управлени  всеми блоками и устройствами, вход щими в микропроцессорные конвейерные весы . На управл ющий вход микропроцессорного вычислительного устройства подключен датчик 21 прогиба ленты ковейера под действием загрузки, а управл ющие выходы микропроцессорного

вычислительного устройства подключены на вход блока 9 приема и временного храпени  информации, управл ющие входы двоичных счетчиков 7 и 8, управл ющий вход триггера 4, управл ющий вход блока 17 управлени  электродвигателем 18, на валу которого находитс  приводной барабан 19 конвейерных весова К одному из управ- л ющих выходов интерфейса микропроцессорного вычислительного устройства 10 подключен электрогидравлический исполнительный механизм 13, имеющий механическую св зь с осью ролика 20 нат жени  ленты транспортера.

Занесение исходной информации дл  работы микропроцессорного вычислительного устройства, пуск весов и контроль правильности работы мик- ропроцессора осуществл ютс  с помощью пульта 16 управлени , имеющего клавиатуру и однострочный дисплейо Св зь микропроцессорного вычислительного устройства 10 с пультом 16 управ лени  осуществл етс  с помощью информационных и управл ющих шин„

i

Конвейерные весы работают следующим образом,

Вначале выполн етс  разбиение ленты конвейера на мерные участки L LT LM, а затем осуществл етс  выбор двух образцовых цепей, вес первой из которых составл ет 8-10%

от минимально допустимой нагрузки на ленту, а вес второй близок к макси- 1 мальиой загрузке ленты транспортера. Длина цепи выбираетс  из услови  L ц 7/ 5L, чтобы при укладке ее на

ленту транспортера она равномерно располагалась на длине более 2-3 L до грузоприемного устройства, а также после него - не менее чем на 2 L, Тйкое распределение цепи создает ими- тацию равномерно распределенной наг-. рузки.

Емкость двоичных счетчиков 7 и 8 датчика веса устанавливаетс  исход  из максимальной частоты датчика 2

веса при наибольшей загрузке леиты транспортера и минимальной скорости движени  лентыо

Датчик 21 прогиба ленты транспортера устанавливаетс  строго пер- пендикул рно ленте транспортера в плоскости центральной оси става конвейера , т.е, по центру ленты транспортера и на одинаковом рассто нии от

соседних роликоопор. Выходным air- налом датчика 21 прогиба ленты конвейера  вл етс  частота. Дн  определени  величины прогиба ленты транспортера п необходимо полученное з начет- ние кода частоты умножить на коэффициент преобразовани , т.е. n KtNt, где К, даетс  в метрах на герцы.

Конвейерные весы имеют два режима работы,

В первом режиме тарировани  производитс  измерение веса пустой ленты конвейера, скорости ее движени  и величины прогиба, т.е„ степени нат жени . Аналогичные операции производ тс  с первой и со второй образцовыми цеп ми. Результаты всех измерений запоминаютс  в оперативном запоминающем устройстве микропроцессорного вычислительного устройства.

Во втором рабочем режиме производ тс  измерение и определение транспортируемой массы с учетом ранее произведенных измерений и величины прогиба ленты на измерительном участке

Работа микропроцессорных конвейерных весов в режиме тарировани  производитс  после запуска с пульта 16 управлени . Предварительно в пам ть микропроцессорного вычислительного устройства занос тс  коэффициенты К,, К - коэффициент датчика вела, кг/Гц; Ка - коэффициент времени, с/Гц, что позвол ет выполн ть индивидуализацию датчиков при их установке и замене без аппаратных изменений в рассматриваемом устройстве.

При поступлении на вход микропроцессорного вычислительного устройства от датчика скорости двух последовательных импульсов (начато ленты транспортера) происходит установке в исходное состо ние триггера 4, двух счетчиков 7 и 8 ддтчика веса, блока 9 временного хранени  и приема информации от счетчиков датчика веса. Это приводит к тому, что на втором входе схемы И 6 будет разрешающий потенциал, а на управл ющий вход V двоичного счетчика 7 поступит сигнал, разрешающий перезапись его содержимого в  чейку блока 9 временного хранени  информации Частотный сигнал от датчика 2 веса поступает на счетный вход двоичного счетчика 8„ В счетчике накапливаетс  число импульсов NA , пропорциональное весу пустой ленты за врем  прохождени  f измернтельного участка ленты транспортера .

Датчик 3 скорости вырабатывает остроконечные импульсы малой длительности Они поступают на счетный вход триггера 4, на управл ющий вход блока 9 временного приема и хранени  информации и на интерфейс микропроцессорного вычислительного устройства 10в После сброса всех элементов устройства в исходное состо ние (второй импульс при начале ленты) информаци  от датчика 2 веса поступает в двоичный счетчик 8, а микропроцессорное вычислительное устройство начинает подсчет импульсов, поступающих от внз треннего генератора блока 11 таймерав В одном из счетчиков микропроцессорного вычислительного устройства будет зафикси ровано второе число импульсов N , пропорциональное времени прохождени  С мерного участка над роликом грузо приемной платформы, Преобразование вида, м/с:

v ь,м

i-c

к,

позвол ет выполнить расчет скорости на каждом мерном участке ленты транспортера,

По окончанию мерного участка L,, датчик 3 скорости вырабатывает импульс , который поступит на счетный вход триггера 4 и установит его в единичное состо ние Разрешающий потенциал с единичного выхода триггера установитс  на втором входе схемы И 5 и управл ющем входе V двоичного счетчика 8. Сигнал датчика 2 веса теперь будет поступать на суммирующий вход двоичного счетчика 7, а по заднему фронту импульса датчика скорости произойдет перезапись содержимого двоичного счетчика 8 в блок 9 временного хранени  информации . После перезаписи информации счетчик 8 будет установлен в нулевое состо ние сигналом блока 9 (св зь не показана). Аналогично предыдущему произойдут измерение времени прохождени  второго мерного участка над роликоопорой грузоприем- ной платформы и расчет скорости ленты транспортерао

Выполнив более дес ти аналогичных измерений и записи полученных значений частоты датчика веса в блок

0

5

0

5

0

5

0

5

9 временного хранени  информации (сдвиг информации происходит.вправо, т.е. перва  запись всегда сдвигаетс  на одну  чейку вправо при поступлении слева второго содержимого счетчиков датчика веса и т.д„). микро-. процессорное вычислительное устройство выполн ет операцию сравнени  кодов . Пг, с N 2 и т.д. Аналогичным образом выполн етс  сравнение кодов N н с N 02 и т.д., считанных с блока1 9. Отличие сравниваемых кодов на заданную или меньшую величину свидетельствует о равномерности движени  ленты транспортера и нагрузки на роликоопору Труэоприемного устройства , т.е. о поджатии роликоопоры к ленте и ее нат жении. Если величины значений , полученных в результате сравнени  кодов, не превосход т заданную величину, то микропроцессорное вычислительное устройство производит запись частотного сигнала, датчика 21 прогиба ленты в одну из  чеек пам тис В дальнейшем по программе микропроцессорного вычислительного устройства производ тс  аналогичные записи и сравнени  полученных кодов с последующих участков ленты транспортера. Программа записи кодов, соответствуют- щих скорости прот жки ленты транспортера , веса пустой ленты транспортера и величины ее прогиба работает до по влени  двоичных импульсов от датчика 3 скорости. Если величины кодов, считываемых в режиме первой тарировки, будут больше заданных с пульта управлени , то выполн етс  регулировка грузоприемного устройства с установкой начальной частоты датчика веса, а также увеличиваетс  нат жение ленты транспортера дл  уменьшени  ее прогиба и смещени  центра приложени  нагрузки к роли- коопоре грузоприемной платформы. После выполнени  операций тарировки пустой ленты конвейера на ленту укладываетс  перва  образцова  цепь. Все последующие операции по определению кодов и величины прогиба ленты транспортера будут выполн тьс  в ранее описанной последовательности за исключением того, что запись кода от датчика 21 прогиба ленты транспортера будет производитьс  на всех мерных участках, на которые разбита лента В оперативном запоминающем устройст ве микропроцессорного вычислительно

го устройства будет сформировано три массива: массив кодов соответствующих времени прохождени  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, соответствующих третьему случаю, когда на ленту конвейера будет уложена втора  образцова  цепь, вес погонного метра которой соответствует максимальной погон- ной нагрузке транспортера, повтор ютс  в ранее описанной последовательности и снова будут сформированы массивы кодов.

Все три операции по формированию кодов можно повторить несколько раз0

На следующем этапе выполн етс  контроль методом сравнени  кодов, соответствующих времени прохождени  мерных участков ленты транспортера Это позвол ет осуществить вы вление отдельных неточностей при записи кодов и проскальзывании ленты из-за недостаточной степени нат жени „

После выполнени  всех перечислен- ных операций в режиме тарировки микропроцессорные конвейерные весы, предназначенные дл  непрерывного измерени  массы груза, транспортируемого ленточным конвейером, готовы к работе . Рабочий режим работы микропроцессорных конвейерных весов устанавливаетс  с пульта управлени  микропроцессорного вычислительного устройства Предварительно в  чейки оперативно- го запоминающего устройства занос тс  коэффициенты преобразовани  кодов и начальные адреса занесени  информации , считываемой с блока 9 временного хранени  частотного сигнала дат- чика веса. Осуществл   визуальный контроль текущего времени с помощью блока 12 .ндикации, устанавливаем текущее врем , синхронизированное с системой единого времени предпри ти 

После пуска микропроцессорных конвейерных весов запуск програм- микропроцессорного вычислительного устройства происходит после последовательного срабатывани  датчика 3 ско

рости при прохождении меток начала ленты транспортера« Аналогично описан- ному происход т установка всех бло- гков аппаратуры в исходное состо ние

10

5

0

5

о Q

с (

0

5

и начало занесени  частотного сигнала датчика веса в один  з двоичных счетчиков 8 и 7, Отличительной особенностью рабочего режима при занесении информации от тарировочного  вл етс  то, что запись кодов, соответствующих времени прохождени  измерительных участков, происходит только на нечетных участках при первом обороте, а при втором - на четных. Запись кода, соответствующего прогибу ленты транспортера, выполн етс  на каждом измерительном участке

Одновременно с записью кодов в счетчики таймера микропроцессорного вычислительного устройства через параллельный интерфейс порта ввода осуществл етс  считывание информации с блока 9 приема и временного хранени  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 транспортера, то микропроцессорное вычислительное устройство после сравнени  кодов N и NfB(KOfla, соответствующего прогибу ненагруженной и нагруженной ленты) и кода-N,, с N ,, (кода, соответствующего времени прохождени  мерного участка ленты при тарировании и при взвешивании) выполнит следующие операции.

Все коды, полученные в рабочем режиме, меньше значений кодов в режиме тарировани  - режим Авари , произойдет остановка программы и печатающее устройство отпечатает Авари .

Если код N1B 37/No1 ; N3efF N3f, а N.jg.f NjЈ , то печатающее устройство выведет на печать Контроль датчика нат жени .

Если код , a .ji N, то после проверки величины отклонени  кода соответствующего времени прохождени  мерного участка, микропроцессорные конвейерные весы продолжат работу, а на печать выдаетс  сообщение о проскальзывании ленты и увеличении нат жени  ленты путем подачи управл ющего сигнала на блок 13, если величина откло11

нени  будет значительно болше заданной .

Если код.,, Т$звг N3t,, a N, то после контрол  величины отклонени  кода, соответствующго весу мерного участка, выполн етс следующа  операци ; если равен коду полученному на Ј-м участке при взвешивании первой образцовой цепи, то микропроцессорное вычислительное устройство выдает управл ющий сигнал на блок 17 управлени  электропривод дл  уменьшени  скорости ленты транпортера , а это позволит увеличить нагрузку на ленту J если величина ,N2 будет больше, то сравнение происходит с кодом, соответствующим макси- мальной нагрузке (втора  образцова  цепь) Если значение N г& меньше ко тарировани , но больше его половинного значени , и аналогично значение кода N.лл равно половине кода

7 О Iпрогиба ленты, то микропроцессорные конвейерные весы работают в нормальном режиме и происходит взвешивание транспортируемой массы груза.

Микропроцессорное вычислительное устройство реализует следующую зависимость ;

Q; 1 V(t)q(t)dt КХ t Jо

х J(f1(t)-f 10(t))f1(t)dt, б

де Q

Я-

ft(t) К1 -

К масса груза на V-м участке измерени ;

t-, - врем  прохождени  Г -го участка измерени ;

V(t)- скорость;

q(t)- погонна  нагрузка; f, (t) - частота датчика веса, соответствующа  мгновенной

г нагрузке на грузоприемную

платформу;

ffo(t) - частота датчика веса, соответствующа  мгновенной нагрузке на грузоприемную платформу при пустой ленте транспортера; частота датчика скорости; коэффициент преобразовани  частоты в скорость движени  ленты транспортера; коэффициент преобразовани  частоты датчика веса в значение массы, транспортируемой ленточным конвейером.

12

В кодах, записываемых в  чейки микропроцессорного вычислительного устройства, ранее представленна  зависимость будет выгл деть следующим образом:

Qf

° N fl -N0P VN3fl

fK3T

Если на отдельных участках измерени , значение величины кода N1B-j не превосходит величины весового кода, полученного при взвешивании второй цепи, а величина кода прогиба ленты N16 больше полученного при тарировании , то в предыдущее выражение вводитс  величина коррекции неравномерности загрузки ленты транспортера, Значение массы груза, взвешенного на таком участке, определ етс  выражением

QJ-OWN

Ki N3bA(Nl8

- н, г)

к

1

5

0

5

где NJ/I- код, соответствующий прогибу ленты транспортера при тарировании с цепью, имитирующей максимальную нагрузку на ленту транспортера,,

При превышении значени  кода прогиба ленты транспортера на каждом участке за полный оборот ленты микропроцессорное вычислительное устрой- ство выдает управл ющий сигнал на электрогидравлическое устройство 13 нат жени  ленты транспортера. Происходит увеличение нат жени  ленты, микропроцессорные конвейерные весы работают в оптимальном рабочем режиме„ После полного оборота ленты транспортера микропроцессорное вычислительное устройство выполн ет алгоритм определени  производительности ленточного транспортера, реапизу  зависимость

N Q S Q

.О- t v

0

или

Ј п 2LQ-C

J«

/

где Q - производительность транспортера за один оборот ленты; N - количество участков разбиени  ленты конвейера; п - количество участков измерени , на которых величина нагрузки ленты транспортера находилась в пределах 10-100% загрузки, а прогиб ленты находилс  п заданном пределе; m - количество участков измерени , на которых величина,нагрузки ленты транспортера находилась в пределах 10-100% загрузки, но прогиб ленты превосходил в допустимых пределах максимальное значение при тарировании весов. После получени  кода, соответствующего производительности ленточного конвейера за один оборот или за задашгый промежуток времени, микропроцессорное вычислительное устройство производит выдачу его на ин0

ти, пульт управлени , таймер.и печатающее устройство с блоком сопр жени , при этом выход датчика скорости подключен к первому управл ющему входу микропроцессорного вычислительного устройства, управл ющему входу блока пам ти н к счетному входу триггера, выходы которого подключены соответственно к одним входам схем И и к первым управл ющим 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 .управл ющему входу триггера , вторым управл ющим входом счетчи

формацнонную шину блока 14 сопр жени  ,л ков н к второму входу блока пам ти 7 с печатающим устройством 15 о Но сиг- третий и четвертый входы которого налам таймера I1 происходит запись информации в блок 14 и пуск печатающего устройства,. На бумажный носитель осуществл етс  печать времени и веса транспортируемого материала по нарастанию, Интервал печати результатов взвешивани  задаетс  таймером

подключены соответственно к выходам счетчиков, п тый вход св зан с третьим выходом микропроцессорного 25 вычислительного устройства, а выходна  шина подключена к интерфейсу микропроцессорного вычислительного устройства , второй управл ющий вход которого подключен к выходу датчика нат жени  ленты, вход устройства нат жени  ленты транспортера подсоединен к управл емому выходу микропроцессорного вычислительного устройства , двунаправленные входы которого подключены к соответствующим входам пульта управлени  и таймера, информационные входы блока сопр жени  и пульта управлени  подсоединены к соответствующим входам микропроцессорного вычислительного устройства, а управл ющий вход блока сопр жени  подключен к соответствующему выходу таймера, информационные выходы которого подключены к соответствующим

Claims (1)

1. Формула изобретени  -JQ

   25

   Конвейерные весы, содержащие гру- зоприемный транспортер с электроприводом , св занный с датчиком веса, счетчик, датчик скорости, микропроцессорное вычислительное устройство, блок индикации текущего времени, две схемы И и блок управлени , вход которого подключен к первому выходу микропроцессорного вычислительного устройства, а выход - к электроприводу , отличающиес  тем, что, с целью повышени  точности, в них введены электрогидравлическое

   устройство нат жени  ленты транспорте-д входам микропроцессорного вычислитель- ра, датчик прогиба ленты, дополни-кого устройства и блока индикации

   тельный счетчик, триггер, блок пам -текущего временно

   ков н к второму входу блока пам ти 7 третий и четвертый входы которого

   подключены соответственно к выходам счетчиков, п тый вход св зан с третьим выходом микропроцессорного вычислительного устройства, а выходна  шина подключена к интерфейсу микропроцессорного вычислительного устройства , второй управл ющий вход которого подключен к выходу датчика нат жени  ленты, вход устройства нат жени  ленты транспортера подсоединен к управл емому выходу микропроцессорного вычислительного устройства , двунаправленные входы которого подключены к соответствующим входам пульта управлени  и таймера, информационные входы блока сопр жени  и пульта управлени  подсоединены к соответствующим входам микропроцессорного вычислительного устройства, а управл ющий вход блока сопр жени  подключен к соответствующему выходу таймера, информационные выходы которого подключены к соответствующим