Устройство автоматического управления установкой для загрузки дозированными порциями сыпучего груза в транспортные средства Советский патент 1992 года по МПК B65G67/22 

датчики веса, задатчик, блок управления, блок определения веса, блок сравнения, датчик пути, механизм перемещения с приводом 2.

Известное устройство имеет следующие недостатки:

-низкую точность дозирования из-за дрейфа нуля и чувствительности датчиков веса и элементов схемы блока определения веса под действием различных дестабилизирующих факторов;

-неравномерность распределения материала по длине кузова, что приводит к быстрому износу ходовой части транспортного средства;

-высокие материалоемкость и габариты из-за большого объема накопительных бункеров, вмещающих всю дозу материала, необходимого для загрузки одного транспортного средства.

Цель изобретения - повышение точности дозирования, обеспечение равномерного распределения материала по длине кузова, снижение габаритов и материалоемкости устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство автоматической погрузки сыпучих материалов дозированными порциями в движущиеся транспортные средства, например в открытые железнодорожные ваго- ны, содержит узел погрузки с двумя накопительными бункерами, установленными на датчики веса, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения, цифровой задатчик, блок определения пути и датчик пути, причем аналого-цифровой преобразователь подключен своим входом к выходу усилителя, ко входу которого подключены датчики веса, а выходом - к первому входу блока сравнения, а первый выход цифрового задатчика соединен с первым входом блока определения пути, ко второму входу которого подключен датчик пути.

Новым является то, что устройство снабжено счетчиком импульсов дешифратором, арифметическим блоком, генератором тактовых импульсов, шифратором и грузами известной величины с электромагнитами, причем выход блока сравнения подключен ко второму входу дешифратора и входу Т счетчика импульсов, выход п которого соединен с первым входом дешифратора, третий вход дешифратора соединен с выходом блока определения пути, второй вход блока сравнения соединен с выходом арифметического блока, подключенного первым входом к выходу аналого-цифрового преобразователя, вторым входом ко второму выходу цифрового задатчика, третьим входом к первому выходу шифратора, первый вход шифратора соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй вход шифратора соединен с одним из выходов дешифратора, а второй и третий выходы

шифратора соединены с электромагнитами грузов известной величины.

Новая совокупность признаков, позволяющая повысить точность дозирования, обеспечить равномерное распределение

0 материала по длине кузова, а также снизить габариты, и материалоемкость устройства, в известных технических решениях не обнаружена.

На фиг. 1 представлена структурная

5 схема устройства; на фиг. 2 - приведен вариант реализации блока определения пути, выполненного на стандартных микросхемах серии К 561 (ИЕГи ИПГ).

Усилитель (фиг. 1) выполнен на стандар0 тном приборе ПА 1, аналого-цифровой преобразователь - на микросхеме КР 572ПВ4, блок сравнения - на микросхеме К561ИП2, арифметический блок, выполняющий четыре арифметических действия - на микросхе5 ме КР 580ИКВОА, генератор тактовых импульсов - на микросхеме КР58.0ГФ24, де- шифратор-на микросхеме К580ВК28, счетчик импульсов - на микросхеме К561ИЕ8, шифратор - на микросхеме КР580ИРЗ,

0 представляющий собой программируемую логическую матрицу.

Устройство содержит узел погрузки с двумя накопительными бункерами 2 и 3, установленными на датчики веса 4, выход ко5 торых подключен ко входу усилителя 5, соединенному выходом со входом аналого- цифрового преобразователя 6, выход которого подключен к первому входу блока 7 сравнения. Выход блока 7 сравнения под0 ключей к счетному входу счетчика 8 импульсов, выход которого подключен к первому входу дешифратора 9, второй вход которого подключен к выходу блока 7. Один из выходов дешифратора 9 подключен ко второму

5 входу шифратора 10, первый вход которого подключен к выходу генератора 11 тактовых импульсов. Второй и третий выходы шифратора 10 подключены соответственно к электромагнитам 12 и 13, управляющим

0 контгрузами 14 и 15 известной величины Р0(, Первый выход шифратора 10 подключен к третьему входу арифметического блока 16, второй вход которого подключен ко второму выходу цифрового задатчика

5 17,первый выход которого соединен с первым входом блока 18 определения пути, ко второму входу которого подключен датчик 19 пути, а выход блока 18 определения пути подключен к третьему входу 3 дешифратора 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии передний край загружаемого вагона устанавливается под загрузочную воронку. В цифровом задатчи- ке 17 устанавливаются грузоподъемность Рд и длина U кузова, соответствующ -е типу загружаемого вагона. При этом доза загрузки Рд разбивается на п порций Рзад Pg/n ,2...п),поочередно загружаемых в нако- пительные бункеэы 2 и 3.

Электрический сигнал, пропорциональный воспринимаемому датчиками 4 весу, поступает с их выхода на вход усилителя 5 и далее - на вход аналого-цифрового преоб- разователя 6, с выхода которого сигнал, преобразованный в числовой код, подается на первый вход блока 7 сравнения. Первые два предварительные такта измерения проводятся до начала поступления материала в загружаемый накопительный бункер 2 или 3.

Пусть вначале загружается накопительный бункер 2. Коды электрических сигналов при загрузке накопительного бункера 2 снабжены знаком (), а при загрузке накопительного бункера 3 - знаком ().

С приходом первого тактового импульса с генератора 11 тактовых импульсов на первый вход шифратора 10 на его втором выходе сформируется команда, по которой с помощью электромагнита 12 к загружаемому накопительному бункеру 2 подвешивается груз 14 известной величины Ро. Сигнал с датчиков 4, пропорциональный собственному весу Ре накопительного бункера 2 с грузом Ро:Рб+Ро, преобразованный аналого-цифровым преобразователем в числовой код NI ; поступает на первый вход арифметического блока 16.

Управление арифметическим блоком осуществляется шифратором 10, на первом выходе которого в каждом такте измерения формируется код соответствующей микрокоманды, по которой арифметический блок 16 выполняет определенную операцию.

В результате первого такта в арифметическом блоке 16 фиксируется значение NI

Во втором такте по команде с шифрато- ра 10 груз 12 известной величины Ро отсоединяется от накопительного бункера 2. Таким образом, в этом такте на вход арифметического блока 16 поступает код N2, пропорциональный собственному весу Ре бункера 2.

При кусочно-линейной аппроксимации функции преобразования дозирующей системы имеем NI а(Ро+Рб) b, N2 аРб+b,

где а и b - коэффициенты функции преобразования, определяющие чувствительность и аддитивное смещение соответственно.

Текущие значения коэффициентов а и b являются случайными величинами, изменяющимися под воздействием многочисленных внешних мешающих факторов и вследствие временного дрейфа параметров элементов весоизмерительной системы.

В арифметическом блоке рассчитываются: сигнал

Mi - N2 атекр -,

представляющий собой текущее значение чувствительности системы, и сигнал

NI - N2

N зад1 N 2 + Рзад

Ро

представляющий собой код уставки при дозировании i-й порции материала.

Как следует из приведенных выражений, N зад, рассчитывается с учетом текущего значения чувствительности системы и не зависит от случайного аддитивного дрейфа функции преобразования (коэффициент b исключен из выражения для N задО- Благодаря этому исключаются мультипликативная и аддитивная составляющие погрешности дозирования каждой i-й порции материала.

Сигнал N зад поступает с выхода арифметического блока 16 на второй вход блока 7 сравнения. Во время загрузки накопительного бункера 2 текущий сигнал датчиков 4 веса:

N тек N 2 + Р

тек

N1 Ро

пропорциональный нарастающему весу Р материала в накопительном бункере 2, поступает на первый вход блока 7 сравнения и сравнивается с сигналом Ы3ад,ь

В это же время по командам с шифратора 10 аналогично описанному выше для накопительного бункера 2 проводятся два предварительные такта измерения Ро+Ре и Ро для накопительного бункера 4 и в арифметическом блоке 16 рассчитывается величина:

Ni+Г N2 + Р3ад (|+1)

При NX N зад с выхода блока 7 сравнения на вход 2 дешифратора 9 подается сигнал, по которому на выходе дешифратора 9 вырабатывается команда на переключение потока материала (блок переключения потока материала на фиг. 1 не показан).

После окончания поступления (i-й порции материала в накопительный бункер 2 в арифметической блоке рассчитывается сигнал.пропорциональный ошибке дозирования i-й порции

ANi N зад - N ф|

где N-ф - сигнал, пропорциональный порции материала, фактически отдозированной в накопительный бункер 2. Сигнал ANi автоматически учитывается арифметическим блоком 16 при расчете уставки N зад (i+i) на следующую (1+1)-ю порцию, дозируемую в накопительный бункер 3:

N зад(1+1) N i+1 + ANi

Одновременно с расчетом ANi по командам с дешифратора 9 открывается затвор накопительного бункера 2 и включается привод механизма перемещения вагона (на фиг.1 не показан). Вагон перемещается на расстояние, равное Lk/n. Путь, пройденный вагоном, контролируется датчиком 19 пути. Сигналы, пропорциональные текущему и заданному значению Lk/n, поступаютсоостветственно сдатчика 19 пути и с первого выхода цифрового задатчика 17 на входы блока 18 определения пути. В момент их равенства с выхода блока 18 определения пути на третий вход 3 дешифратора подается сигнал, по которому на его выходе вырабатывается команда на прекращение движения вагона.

Далее операции повторяются до полной загрузки вагона, в которой попеременно участвуют накопительные бункера 2 и 3.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства заключаются в том, что оно обеспечивает высокую точность дозирования каждой i-й порции материала, так как в процессе дозирования определяются текущие значения чувствительности системы 1 /Ро (Ni - N2) и исключается влияние аддитивного смещения, благодаря чему исключаются мультипликативная и аддитивная составляющие погрешности. Благодаря учету ошибки дозирования каждой предшествующей порции при задании уставки на последующую порцию результирующая ошибка дозирования сводится к ошибке последней порции, т. е . снижается в п раз. Предлагаемое устройство имеет значительно меньшую металлоемкость и габариты вследствие того, что накопительные бункера 2 и 3 рассчитаны лишь на 1 /п общей дозы материала. На практике п 10. Кроме того, совмещение загрузки вагона с его перемещением обеспечивает равномерное распределение материала по длине вагона,

поскольку каждая i-я порция материала выгружается в определенную точку кузова. Формула изобретения

1.Устройство автоматического управле- ния установкой для загрузки дозированными

порциями сыпучего груза в транспортные средства, содержащее, по меньшей мере два датчика веса соответствующих накопительных бункеров, подключенных посредством

усилителя к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу блока сравнения, задатчик типа транспортного средства, первый выход которого подключен к первому входу блока

определения пути, второй вход которого связан с датчиком пути, приводы переключателя потока материала, механизма перемещения транспортного средства и затворов бункеров, отличающееся тем,

что, с целью повышения точности дозирования, обеспечения равномерного распределения материала по длине кузова, снижения габаритов и металлоемкости, оно снабжено вычислителем, счетчиком, дешифратором,

генератором тактовых импульсов, шифратором и по меньшей мере двумя управляемыми электромагнитами для подсоединения к соответствующему бункеру контргруза заданной величины, при этом выход блока

сравнения подключен к счетному входу счетчика, выход которого соединен с первым входом дешифратора, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, а третий вход - к выходу блока

определения пути, а второй вход блока сравнения соединен с выходом вычислителя, первый вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй вход - к второму выходу задатчика, третий вход - к первому выходу шифратора, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй вход - с первым выходом дешифратора, второй и третий выходы которого соединены с

соответствующим и управляющим электромагнитом, причем второй, третий и четвертый выходы дешифратора подключены соответственно к приводам механизма перемещения транспортного средства, переключателя потока материала и затворов бункеров.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок определения пути образован счетчиком, вход которого является вторым входом блока, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого является первым входом блока, а выход - выходом блока.

г

СН-О О-ЧЗ cJ-O O-J-Q Фиг. /

K2u3

Использование: в погрузочном оборудовании. Устройство содержит узел погрузки 1 с двумя накопительными бункерами 2 и 3, установленными на датчике веса 4, подключенными посредством усилителя 5 и аналого-цифрового преобразователя к входу блока 7 сравнения, выход которого подключен ко входу Т счетчика 8 импульсов и ко второму входу дешифратора 9, первый вход Изобретение относится к погрузочному оборудованию и может быть использовано для автоматической дозированной погрузки сыпучих материалов в движущиеся транспортные средства, например в о гкрытые железнодорожные вагоны. Известно автоматическое устройство 1 дозированной загрузки движущихся вагонов, содержащее конвейер с взвешивающим приспособлением, разделительное которого подключен к выходу п счетчика 8 импульсов. Один из выходов дешифратора 9 подключен ко второму входу шифратора 10, первый вход которого подключен к выходу генератора 11 тактовых импульсов. Второй и третий выходы шифратора 10 подключены соответственно к электромагнитам 12 и 13, управляющим грузами 14 и 15 заданной величины Ро. Первый выход шифратора 10 подключен к третьему входу вычислителя 16, второй вход которого подключен ко второму выходу цифрового задатчика 17, первый выход которого соединен с первым входом блока 18 определения пути, ко второму входу которого подключен датчик 19 пути, а выход блока 18 определения пути подключен к третьему входу дешифратора 9. В процессе загрузки вагон загружают п порциями, формируемыми поочередно в бункере 2 и 3, величина которых рассчитывается в вычислителен учетом погрешности измерения и сравнивается в блоке сравнения с текущим значением набираемой дозы, которая выгружается в вагон при перемещении последнего на заданную величину. 1 з.п.ф-лы. 2 ил. устройство, два накопительных бункера с бункерными весами. Недостатками данного устройства являются низкая точность дозирования, высокая энергоемкость, малая производительность. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является автоматическое устройство дозированной загрузки движущихся вагонов сыпучими грузами, содержащее узел погрузки с двумя накопительными бункерами, установленными на (Л с VI о ел о 00 ю

.

.J