Устройство контроля веса материала в бункерах Советский патент 1982 года по МПК G01G23/36 B65G65/30 

1

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к устройствам для автоматического определения веса материала в технологических бункерах и выдачи сигналов в систему их загрузки.

Известно устройство контроля веса в 5 бункерах, содержащее весоизмерительные датчики на загрузочном и разгрузочных конвейерах, датчик перемещения ленты загрузочного конвейера, датчики перемещения ленты разгрузочных конвейеров, датчики положения сбрасывающей тележки, регистры сдвига, переключающие схемы и ключи 1.

Известное устройство обеспечивает возможность автоматического управления загрузокой по минимальным запасам в бун- 15 керах, что снижает эффективность его использования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство контроля веса материала в бункерах, со- о держащее весоизмерительный датчик загрузочного конвейера, соединенный со счетным входом нулевого регистра, выход которого подключен к регистрам бункеров, последовательно соединенным через ключи, управляемые датчиками положения сбрасывающей тележки, датчик перемещения ленты загрузочного конвейера, подключенный к сдвиговым входам регистров бункеров, счетные входы которых соединены с суммирующими входами реверсивных счетчиков, вычитающие входы которых подключены к весоизмерительным датчикам разгрузочных конвейеров, а выходы реверсивных счетчиков подключены к первым входам поразрядных схем сравнения, выходы поразрядных схем сравнения через триггеры подключены к входам элемента ИЛИ -НЕ и к информационным входам блока выбора адреса загрузки, другие информационные входы которого подключены к выходам датчиков положения сбрасывающей тележки выход элемент ИЛИ-НЕ соединен с первым входом элемента И и управляющим входом блока выбора адреса загрузки, тактовый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, связанному с вторым входом элемента И, третий вход которого связан с узлом управления, а выход подключен к входу двоичного счетчика, вход установки в ноль которого и входы установки в ноль триггеров соединены с выходом элементам задержки 1. n.iHccTHoe устройство одновременно с KOHTpo.icM веса материала в бункерах позlio.iHer автоматически определять адрес бункера с наименьшим запасом материала в нем и осуществлять автоматическое управление загрузкой бункеров по наименьшим запасам материалов, причем, в случае одновременного обнаружения нескольких бункеров с одинаково наименьшим запасом материала, осуществляется автоматическая адресация сбрасывающей тележки к ближайн ему из них. Поиск адреса загрузки осуществляется в блоке выбора адреса загрузки устройства путем последовательного сбегания (начиная с первого) и анализа информационных сигналов о запасах материала в бункерах, причем Е5 первом цикле работы коммутатора сбегания анализируется информационный сигнал о запасах материала в i-бункере, над которым в данный момент времени находится сбрасывающая тележка. Если в этом бункере наименьший запас материала не обнаружен, т. е. i-я информационная щина не воз буждена, коммутатор возвращается в исходное состояние и следующим циклом его работы является последовательный анализ состояния запасов в (i - 1) -м и (i +1) -м бункерах. Если и в них наименьший запас не обнаружен, то носледовательно анализируются состояния запасов в (1-2)-м и (it2)-M бункерах, затем в (1-3)-м и (i-h3)-M и так далее, до тех пор, пока не встретится бункер с наименьа им запасом материала. В случае, если сбрасывающая тележка находится над первым, а минимальный запас обнаружен в последнем бункере, то поиск адреса загрузки произойдет за п циклов работы коммутатора сбегания, причем, начиная с одного такта, каждый последующий цикл сбегания будет увеличиваться на один такт и полное время поиска адреса загрузки составит Т lL+2L+3tt..nt, гдеt -длительность одного такта ком.мутатора сбегания; п - количество контролируемых бункеров. Кроме того, последующее за выбором адреса загрузки автоматическое перемещение сбрасывающей тележки к выбранному бункеру и остановка тележки над этим бункером в известном устройстве осуществляется схемой, содержащей щифраторы с парафазным представлением двоичного кода адреса загрузки с текущего адреса .местонахождения сбрасывающей тележки, п-входовой элемент ИЛИ и цифровой нуль-орган для поразрядного сравнения двоичных кодов, что усложняет устройство и снижает надежность его работы. Цель изобретения-сокращение времени поиска адреса загрузки и упрощения устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены триггеры направления «Вперед и «Назад, а блок выбора адреса загрузки выполнен в виде двух регистров сдвига, первый из которых исполнен со сдвигом к старщим, а второй - к младшим их разрядам, групп входных и выходных элементов И и ИЛИ и схемы совпадения, причем одни входы элементов И выходных групп подключены к выходам регистров сдвига, а другие входы попарно объединены и подключены к информационным входам, выходы эле.ментов И одной выходной группы через первый эле.мент ИЛИ соединены со входом установки в «1 триггера направления «Вперед, а выходы элементов И другой выходной группы через второй элемент ИЛИ соединены с входом установки в «1 триггера направления «Назад, при этом выходы первого и второго элементов ИЛИ через схему совпадения соединены с входом элемента задержки и с входами установки в «О триггеров направления «Вперед и «Назад, выходы которых подключены к управляющим входам блока выбора адреса загрузки. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства автоматического контроля веса материала в бункерах; на фиг. 2 - функциональная схема блока выбора адреса загрузки. Устройство автоматического контроля веса материала в бункерах (фиг. 1) содержит конвейерные весы 1, датчик 2 перемещения ленты загрузочного конвейера (позиции технологических аппаратов не обозначены), регистры 3, датчики 4 положения сбрасывающей тележки, ключи 5, весоиз.мерители 6, реверсивные счетчики 7, генератор 8 задающих импульсов, элемент И 9, двоичный счетчик 10, поразрядные схемы 11 сравнения, триггеры 12, число которых соответствует числу контролируе.мых бункеров, выходные щины 13 сигнализации о минимальном количестве материала, элемент ИЛИ-НЕ 14 с числом входов, равным числу контролируемых бункеров, узел 15 управления, блок 16 выбора адреса загрузки, триггеры направления «Вперед 17 и «Назад 18, элемент 19 задержки времени и выходные шины «Вперед 20 и «Назад 21. Блок 16 выбора адреса загрузки (фиг. 2) содержит два регистра 22 и 23 сдвига, число разрядов каждого из которых равно числу бункеров, причем первый регистр выполнен со сдвигом к старшим, а второй - к младшим разрядам. Выходы разрядов регистров сдвига 22 и 23 подключены к первым входам элементов 24 и 25 соответственно, вторые входы которых попарно объединены и подключены к информционному входу блока 16, при этом выходы всех элементов И 24 через элемент ИЛИ 26 соединены с выходной шиной «Вперед блока 16 и с первым входом схемы 27 совпадения, а выходы всех элементов И 25 через второй элемент ИЛИ 28 соединены с выходной шиной «Назад блока 16 и со вторым входом схемы 27 совпадения, выход которой подключен к выходной шине «Стоп, блока 16 и соединен с первым входом элемента ИЛИ 29, другие три входа которого соединены соответственно с входами разрешения выбора адреса загрузки Vj и входами разрешения движения к выбранному адресу Уз и Vj блока 16.

Выход элемента ИЛИ 29 соединен с инверсным входом элемента И 30, прямой вход которого подключен к тактовому входу С блока 16, а выход соединен с шинами сдвига регистров 22 и 23, причем сдвиговый вход регистра 23 выполнен инверсным. Асинхронные входы поразрядной установки в «1 (S-входы) и установки в «О (R-входы) каждого разряда регистров-22 и 23 сдвига объединены попарно и подключены к выходам элементов И 31 и 32 соответственно, при этом первые входы всех элементов И 31 и 32 объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ 29, а вторые входы каждых элементов И 31 и 32 попарно объединены и подключены к соответствуюш.ему информационному входу блока 16, причем вторые входы всех элементов И 32 выполнены и)шерсными.

Устройство работает следуюшим образом.

При поступлении материала по загрузочному конвейеру весы 1 вырабатывают импульсы, которые поступают на счетный вход нулевого регистра 3, где запоминаются на время равное периоду импульсов, поступаюших на сдвиговые входы регистров 3 с датчика 2. При перемещении ленты конвейера на заданную величину датчик 2 выдает импульс, которым осушествляетсЯ сдвиг весовых импульсов всех регистров 3 на один единичный разрад.

Таким образом, весовые импульсы запоминаются в регистрах 3, причем по мере перемеидения материала и сбрасывающей тележки они либо сдвигаются вдоль регистров 3, либо поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 соответствующего бункера. Переключение регистров 3 происходит при переходе сбрасывающей тележки с одного бункера к загрузке следующего по направлению движения. На вычитающие входы реверсивных счетчиков 7 поступают импульсы с весоизмерителей 6, контролирующих количество выгружаемого из бункера материала. В результате в каждом из реверсивных счетчиков 7 содержится информация о количестве материала, находящегося

в каждом из бункеров. При этом в исходном состоянии счетчик 10 и все триггеры 12 находятся в нулевом состоянии, на выходных щинах 13 присутствуют нулевые сигналы, а узел 15 управления выдает нулевой сигнал, запрещающий прохождение импульсов от генератора 8 на вход счетчика 10. Автоматический поиск адреса бункера с наименьшим

количеством материала начинается с момента появления единичного сигнала с узла 15 управления. Этим сигналом разрешается прохождение импульсов от генератора 8 через элемент И 9 на счетный вход счетчика 10

формирования контрольного числа. В счетчике 10 начинает подсчитываться число и при его совпадении с наименьшим из чисел, содержащихся в реверсивных счетчиках 7, на выходе i-й схемы 11 поразрядного сравнения

J появляется нулевой сигнал, которым устанавливается в единичное состояние i-й триггер 12. Единичный сигнал с выхода i-ro триггера 12 поступает на один из входов элемента ИЛИ -НЕ 14, формируя на его вы.чоде нулевой сигнал, которым запрещается по

третьему входу элемента И 9 прохождение импульсов от генератора 8 на выход счетчика 10. При этом единичный сигнал на выходной шине 13 i-ro триггера 12 сигнализирует о минимальном количестве материала в i-м бункере.

Одновременно единичный сигнал с выхода триггера 12 поступает на информационный вход Р блока 16, на вход V разрешения выбора адреса которого поступает разрешающий нулевой потенциал с выхода эле5 мента ИЛИ-НЕ 14.

В случае, если при поиске бункера с наименьшим запасом материала создается ситуация, при которой одинаково наименьший запас материала обнаружен одновременно в или более бункерах, в б.юке 16

осуществляется авто.матический выбор из них ближайшего к местонахождению сбрасывающей тележки.

Блок 16 выбора адреса загрузки (фиг. 2)

5 работает следующим образом.

В исходном состоянии до окончания автоматического поиска адреса загрузки на входе Vl разреп1ения выбора адреса присутствует еди1тчный сигнал, который через элемент ИЛИ 29 поступает на инверсный

0 вход элемента И 30, запрепная прохождение тактовых импульсов на сдвиговые входы регистров 22 и 23. Одновременно этим же сигналом разрешается по первым входам работа всех элементов И 31 и 32.

Состояние регистров 22 и 23 при этом

5 однозначно повторяет состояние датчиков 4 положение сбрасывающей тележки, что осуществляется следующим образом.

При нахождении сбрасывающей тележки над i-M бункером единичный сигнал с выхода соответствующего датчика 4 поступает на информационный вход iij блока 16 и через i-й элемент И 31 воздействует на асинхронный S-вход i-x разрядов регистров 22 и 23 сдвига, удерживая их в единичном состоянии. На остальных информационных входах

5 п блока 16 присутствуют в это время Hy.ieвые сигналы, а так как вторые входы э.мементов И 32 выполнены инверсными, то на выходах всех элементов И 32, кроме i-ro, формируются единичные сигналы, которыми остальные разряды регистров 22 и 23 по асинхронным R-входам удерживаются в нулевом состоянии. Перемещение сбрасывающей тележки с i-ro бункера на соседний приводит к стиранию «Единицы в i-м разряде и записи ее в соответствуюнлем соседнем раз1; ;;е регистров 22 и 23. После окончания операции поиска бункера с наименьшим запасом материала одновременно с появлением на одном, либо нескольких информационных входах Р единич1.ЫХ сигналов, сигнализирующих о мини.мальных запасах материала, на входе Vj разре пения выбора адреса появляется нулевой разрешающий сигнал, который поступает на вход элемента ИЛИ 29, на остальных входах которого также присутствуют нулевые ( игпалы. Нулевым сигнало.м с выхода последнего, действующим по инверсно.му входу элемента И 30, разрешается прохождение тактовых импульсов на сдвиговые входы регистров 22 и 23. Одновременно этим же сигналом закрываются все элементы И 31 и 32, отключая на время поиска адреса загрузки асинхронные установочные входы регистров от датчиков 4 положения. При этом до поступления первого тактового и.мпульса на сдвиговые входы регистров 22 и 23 единичными сигналами с выходов их i-x разрядов, поступающи.ми на первые входы i-x элементов И 24 1 25 соответственно, анализируется информационный сигнал Pj о запасах материала в бункере, над которым в данный момент времени находится сбрась вающая тележка. Нсли в данном бункере обнаружен наименьший запас материала, т.е. на информационном входе Pj блока 16 присутствует единичный сигнал, собираются схемы совпадения на i-x элементах И 24 и 25 и единичные сигналы с их входов поступают на выходы элементов ИЛИ 26 и 28 соответственно, причем одновременно с появлением единичных сигналов на выходных шинах «Вперед, и «Пазад блока 16 срабатывает схема 27 совпадения и единичный сигнал формируется также на выходной UJHHC «Стоп блока 16. Кроме того, единичным сигналом с выхода схемы 27 через элемент ИЛИ 29 запрещается прохождение тактовых импульсов на сдвиговые входы регистров. Единичный сигнал с выходной шины «Стоп блока 16 (фиг. 1) воздействует на R-входы триггеров направления «Вперед 17 и «Назад 18, и, несмотря на то, что на их R-входах также присутствуют единичные сигналы с выходов «Вперед и «Назад блока 16, на прямых выходах триггеров 17 и 18 удерживаются нулевые сигналы и команда на движение сбрасывающей тележки не вырабатывается (в качестве триггеров 17 и 18 направления использованы RS-триггеры с прямыми асинхронными входами). Одновременно единичным сигналом с выходной шины «Стоп блока 16 запускается элемент 19 задержки времени, причем временная уставка последнего определяет время загрузки данного бункера. Если же в i-M бункере наименьший запас материала не обнаружен, т.е. на информационном входе Pj блока 16 присутствует нулевой сигнал, ни одна из схем совпадения на элементах И 25 и 24 не собирается и единичный сигнал на первый вход элемента или 29 не поступает, че.м разрешается прохождение тактовых импульсов через элемент И 30 на сдвиговые входы регистров 22 и 23. Одновременно асинхронные установочные входы последних отключаются от датчиков положения сбрасывающей тележки. Так как регистр 22 выполнен со сдвигом к старщим, а регистр 23 - к младшим разрядам, то первым же импульсом, поступившим на сдвиговые входы регистров, «единица из их 1-х разрядов сдвигается в (1+1)-й разряд в регистре 22 и в (1-1)-й разряд в регистре 23. Этим самым последовательно анализируются информационные сигналы о запасах .материала в бункерах (i-i-l)-M и (i- 1)-м, причем сначала опрашивается бункер со старши.м порядковым но.мером, затем бункер с младшим порядковым номером. Это исключает формирование ложной команды «Стоп в случае, если наименьший запас обнаружен одновременно в бункерах равноудаленных от сбрасывающей тележки и обеспечивается тем, что сдвиговый вход регистра 23 выполнен инверсным и момент сдвига в нем смещен относительно регистра 22 на периода тактовых импульсов. Если в этих бункерах наименьший запас материала также не обнаружен, то при поступлении следующего импульса сдвига будут последовательно анализироваться состояния запасов в (1+-2)-м и (1-2)-м бункерах и так далее, до тех пор, пока не встретится бункер с наименьщим запасом материала. При этом, если наименьший залас материала обнаружен в старшем из опрашиваемой данным тактом пары бункеров, то собирается схема совпадения на соответствующем элементе И 24 н единичный сигнал формируется на вь ходной щине -Вперед блока 16. Если же наименьщий запас материала обнаружен в младшем из опрашиваемой пары бункеров, то собирается схема совпадения на соответствующем элементе И 25 и единичный сигнал формируется на выходной шине «Назад блока 16. Дальнейшую работу устройства рассмотрим для случая, когда выбранный под загрузку К-й бункер имеет старший порядковый номер по сравнению с i-м бункером, над которым в момент поиска адреса загрузки находилась сбрасывающая тележка. Единичный сигнал с выходной шины «Вперед блока 16 (фиг. 1 и 2) поступает на S-вход триггера направления «Вперед 17 и устанавливает его в единичное состояние. При этом единичным сигналом с его прямого выхода, поступающим на вход УЗ блока 16, запрещается дальнейший сдвпг регистров 22 и 23, а их асинхронные установочные S и R-входы через элементы и 31 и 32 вновь подключаются к датчикам 4 положения, что приводит к восстановлению « единицы в i-x разрядах регистров 22 и 23 соответственно текущему местоположению сбрасывающей тележки. Одновременно единичный сигнал с выхода триггера направления «Вперед 17 поступает на выходную щину «Вперед 20 устройства и сбрасывающая тележка перемещается от i-ro бункера в указанном направлении. Последовательному переходу сбрасывающей тележки от бункера к бункеру соответствует передвижение «Единицы по регистрам 22 и 23 блока 16 в сторону старщих раз рядов. Перемещение сбрасывающей тележки будет происходить до момента совпадения единичных сигналов с К-х выходов регистров 22 и 23 блока 16 с единичным информационным сигналом Р , сигнализирующим о наименьщем запасе материала в К-м бункере. При этом собираются одновременно схемы совпадения на элементах И 24 и 25 и на выходной щине «Стоп блока 16 формируется единичный сигнал. Сбрасывающая тележка останавливается и осуществляет загрузку данного бункера в течение времени, определяемого уставкой элемента 19 задержки вре.мени, после чего двоичный счетчик 10 и триггеры 12 устройства возвращаются в нулевое состояние и процесс поиска бункера с наименьщим запасом материала повторяется. Аналогично осуществляется и перемещение сбрасывающей тележки «Назад, в случае, если ближайщий бункер с минимальным запасом материала имеет порядковый номер меньщий, чем номер бункера, над которым в момент выбора адреса загрузки находится сбрасывающая тележка. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять автоматическое управление загрузкой бункеров по наименьшим запасам {материала, причем время поиска бункера с наименьщим запасом материала сокращается по сравнению с известным устройством и не превыщает длительность (п-1) тактов генератора управляющих импульсов. Кроме того, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным для автоматического адресования и последующего перемещения сбрасывающей тележки к выбранному бункеру не требуются шифраторы двоичных кодов с парафазными выходами и цифровой нуль-орган, что значительно упрощает и повышает надежность его работы. Применение предлагаемого устройства, например, в системе автоматизированного управления загрузкой аккумулирующих бункеров обогатительной фабрики горнообогатительного комбината, позволит повысить производительность секций обогащения по исходному продукту за счет исключения простоев оборудования из-за отсутствия материала. Формула изобретения Устройство контроля веса материала в бункерах, содержащее весоизмерительный датчик загрузочного конвейера, соединенный со счетным входом нулевого регистра, вы.ход которого подключен к регистрам бункеров, последовательно соединенным через , связанные с датчиками положения сбрасывающей тележки, датчик перемеп.ения ленты загрузочного конвейера, подключенный к сдвиговым входам регистров бункеров счетные выходы которых соединены с суммируюп1.ими входами реверсивных счетчиков, вычитающие входы которых подключены к весоизмерительным датчикам разгрузочных конвейеров, а выходы реверсивных счетчиков подключены к первым входам поразрядных схем сравнения, вторые входы которых соединены с выходом двоичного счетчика, выходы поразрядных схем сравнения через триггеры подключены к входам элемента И,ПИ-НЕ и к информационным входам блока выбора адреса загрузки, другие информационные входы которого подключены к выходам датчиков положения сбрасывающей тележки, выход элемента ИЛИ -НЕ соединен с первым входом элемента И и управляющим входом блока выбора адреса загрузки, тактовый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, связанному с вторым входом элемента И, третий вход которого связан с узлом управления, а выход подключен к входу двоичного счетчика, вход установки в ноль которого и входы установки в ноль триггеров соединены с выходом элемента задержки, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени поиска адреса загрузки и упрощения устройства, в него введены триггеры направления «Вперед и «Назад, а блок выбора адреса загрузки выполнен в виде двух регистров сдвига, первый из которых со сдвигом к старшим, а второй - к младшим их разряда.м, групп входных и выходчных элементов И и ИЛИ и схемы совпадения, причем одни входы элементов И выходных групп подключены к выходам регистров сдвига, а другие входы попарно объединены и подключены к информационным входам, выходы элементов И одной выходной группы через первый элемент ИЛИ соединены с входом установки в «1 триггера направления «Вперед, а вылоды элементов И другой В1 1ходной группы через второй элемент ИЛИ соединены с входом установки в «1 триггера направления «Назад, при этом выходы первого и второго элементов ИЛИ через схему совпадения соединены с входом элемента задержки и с входами установки в «О триггеров направления «Вперед и «Назад, выходы которых подключены к упj BHIП П Пц

U Ш Ш ШШ

ТТТТТГгггггтттггТ7ТП|11111П11 Т111

J , /fU-

п

П1

Пг

Р 1

1

I// С

V2 1/Л

П 97

п

W

i

РЭ

Вперед

Стоп

назад 12 равляющим входам блока выбора адреса загрузки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1Авторское свидетельство СССР № 361554, кл. G 01 G 23/36, 1969. 2Авторское свидетельство СССР по заяв ке № 2889523/18-10, кл. G 01 G 23/36, 1980 (прототип).