Устройство автоматического управления установкой для загрузки дозированными порциями сыпучего груза в транспортные средства

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 65 G 67/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (,Ь (Л

О (21) 4744919/11 (22) 03.10,89 (46) 30.09.92, Бюл, № 36 (71) Самарский филиал Всесоюзного института по проектированию организации энергетического строительства

"Оргэнергострой" (72) А.И,Черняев и В,С,Иванов (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 765168, кл. В 65 G 67/22, 1976, 2. Авторское свидетельство СССР

N 814835, кл. В 65 G 67/22, 1979. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ УСТАНОВКОЙ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ДОЗИРОВАННЫМИ ПОРЦИЯМИ СЫПУЧЕГО ГРУЗА В ТРАНСПОРТНЫЕ

СРЕДСТВА (57) 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 х погрузочному оборудованию и может быть использовано для автоматической дозированной погрузки сыпучих материалов в движущиеся транспортные средства, например в открытые железнодорожные вагоны.

Известно автоматическое устройство (1) дозированной загрузки движущихся вагонов, содержащее конвейер с взвешивающим приспособлением, разделительное

„.,5U„„1765089 А1 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 и порциями, формируемыми поочередно в бункере 2 и 3, величина которых рассчитывается в вычислителе.с 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 сыпучйми грузами, содержащее узел погрузки с двумя накопйтельными бункерами, установленными на

1765089 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 дозировэния, 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 вагоны, содержит узел погрузки с двумя накопительными бункерами, установленными на датчики веса, усилитель, аналого-цифpasoA 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 и 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

5 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

15 схема устройства; на фиг. 2 — приведен вариант реализации блока определения пути, выполненного на стандартных микросхемах серии К 561 (ИЕГ и ИПГ).

Усилитель (фиг.1) выполнен на стандар20 тном приборе ПА 1, аналого-цифровой преобразователь — на микросхеме КР 572ПВ4, блок сравнения — на микросхеме К561ИП2, арифметический блок, выполняющий четыре арифметических действия — на микросхе25 ме KP 580ИКВОА, генератор тактовых импульсов — на микросхеме КР580ГФ24, дешифратор — на микросхеме К580ВК28, счетчик импульсов — на микросхеме К561ИЕ8, шифратор — на микросхеме КР580ИРЗ, 30 представляющий собой программируемую логическую матрицу.

Устройство содержит узел погрузки с двумя накопительными бункерами 2 и 3, установленными на датчики веса 4, выход ко35 торых подключен ко входу усилителя 5, соединенному выходом со входом аналогоцифрового преобразователя 6, выход которого подключен к первому входу блока 7 сравнения. Выход блока 7 сравнения под40 ключен 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

45 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

50 контгрузами 14 и 15 известной величины Рс„

Первый выход шифратора 10 подключен к третьему входу арифметического блока 16, второй вход которого подключен ко второму выходу цифрового задатчика

55 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" дешифрэтора 9.

1765089

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии передний край загружаемого вагона устанавливается под загрузочную воронку. В цифровом задатчике 17 устанавливаются грузоподъемность

Pg и длина L< кузова, соответствующ е типу загружаемого вагона, При этом доза загрузки Pg разбивается на и порций P»pi = Pg/n (i=1,2...n),ïoo÷åðåäHo загружаемых в накопительные бункеры 2 и 3.

Электрический сигнал, пропорциональный воспринимаемому датчиками 4 весу, поступает с их выхода на вход усилителя 5 и далее — на вход аналого-цифрового преобразователя 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 величиньг"Ро, Сигнал с датчиков 4, пропорциональный собственному весу Рь накопительного бункера 2 с грузом Ро;Рб+Ро, преобразованный аналого-цифровым преобразователем в числовой код N1; 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 арифметиt ческом блоке 16 фиксируется значение N1

Во втором такте по команде с шифратора 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 Рб бункера 2.

При кусочно-линейной аппроксимации функции преобразования дозирующей системы имеем N1 = а(Ро+Рб) + Ь, N2 = аРб+Ь, 5

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

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

B арифметическом блоке рассчитываются: сигнал

N1 N2 втек = представляющий собой текущее значение чувствительности системы, и сигнал

1 1 1ч2

N зад1 = N 2 + Рзад

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

Как следует из приведенных выражений, N», рассчитывается с учетом текущего значения чувствительности системы и не зависит от случайного аддитивного дрейфа функции преобразования (коэффициент Ь исключен из выражения для М аад ). Благодаря этому исключаются мультипликативная и аддитивная составляющие погрешности дозирования каждой i-й порции материала, Сигнал N аад поступает с выхода арифметического блока 16 на второй вход блока

7 сравнения. Во время загрузки накопительного бункера 2 текущий сигнал датчиков 4 веса:

N1=N2

N тек = N 2 + Ртек

Ро пропорциональный нарастающему весу P материала в накопительном бункере 2, поступает на первый вход блока 7 сравнения и сравнивается с сигналом N»p,i

В это же время по командам с шифратора 10 аналогично описанному выше для накопительного бункера 2 проводятся два предварительные такта измерения Ро+Рб и

Ро для накопительного бункера 4 и в арифметическом блоке 16 рассчитывается величина:

N 1" — N2

Ni+1 = N2 + Рзад (1+1)

Ро

При Nx = N зад с выхода блока 7 cpasнения 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 сиг1765089

55 нал,пропорциональный ошибке дозирования -й порции:

ANi = N зад N ф где N ы — сигнал, пропорциональный порции материала, фактически отдозированной в накопительный бункер 2. Сигнал ЛNi автоматически учитывается арифметическим блоком 16 при расчете уставки М»д(н-;) на следующую (i+1)-ю порцию, дозируемую s накопительный бункер 3:

Ф

N зад (i+i) = N i+1+ i ,I

Одновременно с расчетом ЛМ 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 Lklï.

Путь, пройденный вагоном, контролируется датчиком 19 пути. Сигналы, пропорциональные текущему и заданному значению Lg/и, поступают соостветственно с датчика 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 (N> — Ny) 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/и общей дозы материала. На практике n = 10. Кроме того, совмещение загрузки вагона с его перемещением обеспечивает равномерное распределение материала по длине вагона, 5

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

Формула изобретения

1. Устройство автоматического управления 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, о т л и ч а ю щ е е с я 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 по п,1, о т л и ч а ю щ е ес 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.

1765089 Кои 3 кмрсключ. лашщ

Улеремрщ даг.

Фиг.!

Составитель

Редактор Т.Орловская Техред M.Моргентал Корректор М.Андрушенко

Заказ 3349 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101