Устройство для измерения статической нагрузки на конвейере Советский патент 1990 года по МПК G01G11/12 

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

Известно устройство для измерения статической нагрузки на конвейере, содержащее двухканальное устройство индикации, датчик скорости привода конвейера и датчик погонной нагрузки, выходы каждого из которых связаны с соответствующими входами блока умножения, выход которого подсоединен к входу интегратора, зашунтированного бесконтактным ключом, сдвиговый регистр, первый и второй накапливающие сумматоры, выход каждого из которых соединен соответственно с входом первого и второгб канала устройства ин дикации, комбинационный сумматор, два аналого-цифровых преобразователя, устройство выборки-хргнения вход которого соединен с выходом интегратора, а выход устройства выборки-хранения через первый аналого-цифровой преобразователь связан с входом первого накапливающего сумматора, входом + комбинационного сушаюра и информационным входом сдвигового регистра, выход которого соединен с входом - комбинационного сл :;атора, генератор, нерегул:.руемын делитель частоты, вход которого связан с высл

js-лтА

Stssi

1Ч

ходом генератора, а выход с синхро- визирующими входами первого и второго аналого-цифрового преобразователя, блок синхронизации и регулируемый делитель частоты, информационный вход которого связан с генератором, выход - с входом блока синхронизации, а управляющий вход регулируемого де лителя связан с выходом второю аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом датчика скорости, при этом каждый из выходов блока синхронизации соединен, соответственно, с управляющими входами сдвигового регистра, бесконтактного ключа, первого и второго накапливающих сумматоров, комбинационного матора и устройства выборки-хранения, а выход комбинационного сумматора со единен со входом накапливающего сумматора,

Известное устройство позволяет с достаточной точностью определять сум- маркую статическую нагрузку на ленту конвейера, но не позволяет одновременно определить статическую нагрузку на отдельных участках ленты между приводами многоприводного конвейера или на участках одноприводных -сок™ вейеров со сложным профилем трассы транспортирования материала.

Цель изобретения - расширение об- ласти применения устройства ча счет обеспечения возможности измерения одновременно на нескольких уча :тках конвейераi

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства (вариант выполнения, когда количест- во участков ленты равно N 3),

Устройство содержит ско- рост первого по ходу движения материала электродвигателя 2, электродвигатели 3 и 4 и датчик 5 погонной нагрузки Выходы датчиков 1 и fi подсоединены к входам блока 6 умножения Выход блока 6 умножения подсоединен к входу интегратора 7, который затун тирован бесконтактным ключом 8, Выход интегратора 7 подсоединен i входу устройства 9 выборкиг-хранения, выход которого подсоединен к первого аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 10, Выходы АЦП 10 подсоединены к входам первого накапливающего сумматора 11, суммирующим входам комбинационного сумматора 12 и информационным входам сдвигового

5

0

5

0

0

5

регистра 13, Сдвиговый регистр 13 состоит из последовательно соединенных секций 14-16, емкость каждой из которых пропорциональна длине Ц, LJI и L3 соответствующего участка ленты. Выходы сдвигового регистра 13 подсоединены к вычитающим входам комбинационного сумматора 12, выходы которого подсоединены к входам второго накапливающего сумматора 17.

Выходы накапливающего сумматора 11 подсоединены к первому каналу устройства 18 индикации, а выходы накапливающего сумматора 17 подсоединены к второму каналу устройства 18 индикации.

Выход эталонного генератора 19 подсоединен к входу нерегулируемого делителя 20 частоте и через регулируемый делитель 21 частоты подсоединен к блоку 22 синхронизации, а выход датчика 1 скорости через второй АЦП 23 подсоединен к управляющим входам регулируемого делителя 21 частоты.

Входы секций 14-16 сдвигового регистра 13 подсоединены к суммирующим входам соответствующих дополнительных комбинационных сумматоров 24-26, к вычитающим входам которых подсоединены выходы соответствующих секций 14-16 сдвигового регистра 13, Выходы дополнительных комбинационных сумма-торов 24-26 подсоединены соответственно к входам дополнительных накапливающих сумматоров 27-29,

Выходы С блока 22 синхронизации подсоединены к управляющим входам секций 14-16 сдвигового регистра 13, управляющим входам бесконтактного ключа 8, устройства 9 выборки-хранения, комбинационных 12, 24, 25 и 26 и накапливающих 11, 17, 27, 28 и 29 сумматоров и устройства 18 индикации« Выходы а и б нерегулируемого делителя 20 частоты подсоединены соответственно к синхронизирующим входам АЦП 10 и 23.

Устройство работает следующим образ ом е

Транспортируемый материал подается на ленту конвейер т и непрерывно взвешивается датчиком 5 погонной нагрузки, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный погонной нагрузке q(l),-n подается ьа первый вход блока 6 умножения 0 Датчик 1 скорости электродвигателя 2 формирует сигнал, пропорциональный скорости

51

движения ленты V(t) конвейера, который подается на второй вход блока 6 умножения, на выходе которого форми- руется сигнал, пропорциональный мгновенной Производительности Q(t) в месте загрузки конвейера:

U6 - K,q(i) V(t) K,Q(t),

где К, - коэффициент про-порциональ-

ности,

Сигнал с выхода блока 6 умножения поступает на вход интегратора 7, который осуществляет интегрирование его во времени. Время Т„ интегриро- вания интегратора 7 изменяется в за висимости от скорости движения ленты конвейера и пропорционально времени прохождения единицы длины ленты в месте загрузки конвейера:

т А1

1и V(t)

где U1 - длина участка ленты, на котором определяется количест во поступающего груза,

Изменение времени интегрирования обеспечивается за счет шунтирования интегратора 7 бесконтактным ключом 8, на -управляющий вход которого по ступают импульсы с блока 22 синхро- г низации, частота следования которых пропорциональна скорости движения ленты конвейера.

Таким образцом, на выходе интегра- тора 7 формируется напряжение, величина которого в момент шунтирования интегратора 7 бесконтактным ключом 8 пропорциональна количеству груза, поступившему на единицу длины ленты конвейера:

U7 K2uQ,

где К2 - коэффициент пропорциональности,

Сигнал с выхода интегратора 7 поступает на вход устройства 9 выборки-хранения (УВХ), запоминается и поступает на вход АЦП 10, в котором преобразуется в цифровой код N;, пропорциональный Д Q. С выхода АЦП 1 О цифровой код поступает на входы накапливающего сумматора 11, на информационные входы сдвигового регистра 13 и на суммирующие входы комбина- ционного сумматора 12,

Накапливающий сумматор 11 осуществляет операцию цифрового интегрирования с запоминанием, т.е.

н,--.

6

+ N;

где S j. - результат в регистре памя 111

ти накапливающего сумматора 11 после 1-го такта; S,,, то же, но после i-I-го так-

1-4

та;

N - цифровой код на входе накапливающего сумматора I1 к моменту прохождения 1-го такта.

Таким образом, на выходе накапливающего сумматора 11 формируется цифровой код, величина которого пропорциональна суммарному количеству материала, поступившему на конвейер:

Q &Q ( + UQ2 +

+ AQn

Ч8и;

Этот сигнал поступает на первый канал устройства 8 индикации,

Сдвиговый регистр 13 осуществляет задержку цифрового кода N1, пропорционального количеству груза AQ, поступившего на единицу длины Д1 ленты конвейера, на время транспортного запаздывания конвейера. Время транспортного запаздывания равно

ъ- -L

v(t)

где L - длина конвейера.

Для обеспечения возможности измерения статической нагрузки одновременно на N участках ленты многоприводного конвейера или одноприводного конвейера со сложным профилем трассы транспортирования, состоящей из N участков, сдвиговый регистр 13 выполнен в виде N последовательно соединенных секций, емкость которых пропорциональна длинам соответствующих участков ленты,

В предлагаемом варианте выполнения устройства число участков ленты, на которых, необходимо одновременно измерять статическую нагрузку, равно N 3, Длины этих участков соответственно равны L(, L и L-j.

При постоянной скорости V(c) движения ленты конвейера, время ц , Јг и Ј3 запаздывания на соответствующих участках ленты определяют по формулам

LJ V(t)

л Lz bi V(t)

С,

L, V(t)

На выходе секций 14-16 сдвигоиого регистра 13 формируются цифровые коды, пропорциональные количеству гр} - за iQ, поступившему на единицу длины Д1 ленты и задержанные на время про хождения этого количества груза ,.уш- ны соответствующих участков ленты«

Так как емкость секций сдвигочгпю

регистра пропорциональна длинам :о-

ответствующих участков ленты8 то суммарное время о транспортного за паздывания равно сумме транспортных запаздываний на участках ленты;

О- - -Л j. /

(j (j , + Li t

/- L + V(t)

Поэтому на выходе секции 14 сдвигового регистра 13 формируется цифровой код Nj(t -Ј(), поступающий на вход секции 15 сдвигового регистра, на вычитающие входы дополнительного комбинационного сумматора 24 и на суммирующие входы дополнительного комбинационного1 сумматора 25. На вы- ходе секции 15 сдвигового регистра 13 формируется цифровой код, равный

N; (с -Ј,) -С-,

- N; t - (С, + ьг ) ,

и поступающий на вход секции 16 сдви говЬго регистра 13, на вычитающие входы дополнительного комбинационного сумматора 25 и суммирующие взводы дополнительного комбинационного сумматора 26,

На выходе секции 16 сдвигового регистра 13 формируется цифровой код, равный

N; t -Ј, -fr2 )-, N- (t -t)

и поступающий на вьпштающие входы комбинационных суь:маторов 12 и 26 „

На выходах дополнительных комби- национнвк сумматоров 24™26 формируются цифровые коды, пропорциональные разности между количеством груза, поступающего на соответствующие учасч

0

0

5

„

ки ленты,и количеством груза, которое покидает эти участки ленты. На выходе комбинационного сумматора 12 формируется цифровой код, пропорциональный разности между количеством груза, поступающим на конвейер, и количеством груза, покидающим конвейер

С выхода комбинационных сумматоров 12, 24,25 и 26 цифровые коды, пропорциональные разностям между количеством груза, поступающим на соответствующие участки ленты, и количеством груза, покидающим эти участки ленты, поступают на входы накапли- ваюпих сумматоров 17, 27, 28 и 29, которые выполняют одновременно опера ции цифрового интегрирования и запоминания информации, поступающей на их входы.

Таким образом, на выходе накапливающего сумматора 17 формируется цифровой код, пропорциональный количеству грузаj находящемуся на всей ленте конвейера (т,ее пропорциональный суммарной статической нагрузке конвейера), который запоминается и поступает во второй канал устройства 18 индикации. На выходе дополни- тепьных накапливающих сумматоров 27- 29 формируются цифровые коды5 пропорциональные количеству груза, находящемуся соответственно на первом, втором и третьем участках ленты, т«е., пропорциональные статическим

нагрузкам F

СТ.1

и F (. на этих

участках ленты.

При изменении (регулировании) скорости ленты конвейера изменяется его время Ъ транспортного запаздывания. Поэтому для сохранения алгоритма работы устройства при изменении скорости необходимо изменять частоту импульсов, поступающих на вход блока 22 синхронизации.

Для обеспечения работы устройства управляющие входы дополнительных накапливающих 27-29 и комбинационных 24-26 сумматоров подсоединяют к тем выходам блока 22 синхоонизации, которые подсоединены к управляющим входам комбинационного 2 и накапливающих 1 и 17 сумматоров.

-4

Cv

Изобретение относится к весоизмерительной технике. С целью расширения области применения за счет обеспечения возможности измерения одновременно на нескольких участках конвейера, в устройство введены дополнительные комбинационные и накапливающие сумматоры в количестве, равном числу контролируемых участков конвейера, сдвиговый регистр выполнен в виде последовательно соединенных секций, число которых соответствует числу контролируемых участков конвейера, а емкость каждой из которых пропорциональна длине соответствующего участка конвейера, причем суммирующие входы дополнительных комбинационных сумматоров подключены параллельно входам соответствующих секций сдвигового регистра, их вычитающие входы соединены с выходами тех же секций, а выходы подключены к входам соответствующих дополнительных накапливающих сумматоров, входы синхронизации которых и входы синхронизации дополнительных комбинационных сумматоров соединены с выходами блока синхронизации. 1 ил.