Весы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 83314 9) 001011/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(56) Заявка В 4670731/10,кл. 6 01 6 11/14, 1989, по которой приняторешение о выдаче авторского свидетельства СССР М 1682818,(57) Использование: весоизмерительйаятехника, непрерывное взвешивание сыпучих материалов ленточными конвейерами.Сущность изобретения; весы .содержат 1ленточный транспортер (1-3), 1 датчик скорости (4), 1 датчик веса (5), 1 аналого-частотг ный преобразователь (6), 1 блок оптической развязки сигналов (7), 2 элемента 2 И - 2 ИЛИ - НЕ (8), 1 тумблерный набор управления режимами работы (9), 3 счетчика (10, 12, 15), 1 тумблерный набор установки контрольной длительности измерительного уча-. стка (11), 2 одновибратора (13, 16), тумблерный набор установки количества измерительных участков (14), 1 клавишный пульт управления (17), 1 тумблерный набор устаНовки вида работы (18), 1 микропроцессорное вычислительное устройство (9), 1 блок таймера (20), 1 блок индикации (21), 1 тумблерный набор установки интервала пе-чати (22), 1 блок выработки интервалов пе-, чати (23), 1 печатаюЩее устройство (24),1-2-3-4 - 7-8-19-20 - 21, 5-6 - 7, 8 - 9-15, 9- : ю 10-19, 1 1-12-13, 12-8, 14-15-16, 17- 19, 18- 19, 19 - 6, 20-19,20-23, 23-19, 22-24-24 М 19 - 24. 1 ил, Фф щ1783314 Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для непрерывного взвешивания сыпучих материалов транспортируемых ленточными конвейерами в горнорудной, металлургической, строительной и других отраслях про- . мышленности,Известно устройство для определения производительности ленточного конвейера. Однако из-за воэможности увеличения длинымерных участков ленты транспортера (потеря меток при эксплуатации и невозможность их срочной замены в непрерывном технологическом цикле) такое устройство не обеспечивает:требуемую точность взвешивания, Это обусловлено конечной емкостью счетчика количества мерных, участков ленты транспортера и счетчика измерения времени прохождения мерного участка,Наиболее близкимй по технической сущности к предлагаемому изобретению являются конвейерные весы. Реализация таких конвейерных весов позволяет выполнить контроль аппаратной и программной части без использования образцовой аппаратуры в дни аттестаций при переключении аппаратуры в режим контроля, но не гарантирует достоверность ранее. полученных результатов взвешиваний в межповерочные периоды и требует отдельной проверки датчика веса, так как со временем происходит изменение численных значений выходного сигнала. Из-за старения датчика, как правило, происходит уход начальной точки сигнала датчика веса (100 Рном), а также смещение всей характеристики в сторОну увеличения или уменьшения выходного сигнала при одних и тех же значениях нагрузки. Так как значения веса груза на ленте конвейера во времени суммируются, то такие изменения могут приводить к значительным временным погрешностям, что наблюдается при изменениях температуры и длительной (более 1 года) эксплуатации датчиков веса.Цель изобретения - повышение точности взвешивания и достоверности измерений путем автоматического контроля эталонным сигналом пропорциональным сигналу измерительного канала в заданные промежутки времени непосредственно самим микропроцессорным вычислительным устройством, в рабочем режиме, а также повышение надежности работы аппаратуры из-за упрощения ее. схемой реализации. Сравнение заявляемого решения с другими микропроцессорной и вычислительной технике известны, однако их введение в указанной связи с остальными элементами и блоками в заявляемое устройство проявляет в совокупности новые свойства. Это приводит к повышению точности и достоверности взвешйвания на ленте конвейера при выполнении автоматического контроля работы измерительного канала в рабочем 10 режиме.На чертеже предоставлена функциональная схема,Весы содержат транспортер 1, на ленте которого через равные промежутки установлены металлические кнопки (метки) 2, а лен 15 та транспортера опирается на роликоопоры 3 става конвейерана котором установлен датчик скорости 4 и грузоприемный узел с тензорезисторным датчиком веса 5, подключенному к аналого-.частотному преобразователю 6,. выходы которого как и датчика 20 скорости 4 подключены к блоку оптической развязки сигналов 7, выходы которого подключены к первым входам двух элементов 2 ИИЛИ-НЕ 8, на вторые входы которых 25 подключены первый и четвертый выходы тумблеров 9 управления режимами работы. На третий и четвертый входы первого элемента 2 ИИЛИ-НЕ; и третий вход второго 30 элемента 2 ИИЛИ-НЕ подключены также выходы тумблеров 9 управления ко входам которых подключены пять выходов двоичного счетчика 10, Тумблеры 11 установки контрольной длительности измерительного 35 участка своей выходной шиной подключены к информационным входам двоичного счетчика 12,выход переноса которого подключен к четвертому входу второго лбгического элемента 2 ИИЛИ-НЕ 8 и ко входу одновибратора 13, выход котОрого подключен к управляющему входу двоичного счетчика 12. Выходы тумблеров установки 14 количества измерительных участков подключены к информационным входам двоичного счетчика 15,к вычитающему входу которого подключен выход второго логического элемента 2 ИИЛИ-НЕ, а выход переноса подключен ко входу одновибратора 16, выход которого подан на управляющий вход счетчика 15. Клавишный пульт управления 17 своей вы 45 50 ходной шиной, как и тумблеры 18 установки вида работы с тремя выходными связями подключены ко входу микропроцессорного вычислительного устройства 19. Ко входам этого устройства подключены также выходы первого и второго логических элементов 55 2 ИИЛИ-НЕ 8 и выход переноса двоичного счетчика 15, а три выхода его подключены техническими решениями данного класса показывает, что ранее перечисленные бло- ко входам управления аналого-частотного ки и элементы устройств в электронной, преобразователя 6. Блок таймера 20 с по50 мощью информационной шины и двух связей подключен к микропроцессорному вычислительному устройству 19, а также ко входам блока индикации 21 текущего времени. Тумблерный набор 22 установки ин тервала печати результатов измерений подключен с помощью шины ко входу блока выработки интервалов печати 23, на один из входов которого с помощью связи подключен блок таймера 20, один из выходов кото рого, в свою очередь, подключен к счетному входу первого двоичного счетчика 10, а второй к вычитающему входу двоичного счетчика 12. Блок выработки интервалов печати 23 при помощи двух связей подключен к печа тающему устройству 24, и трех связей - ко входу микропроцессорного вычислительного устройства 19, информационная шина которого подключена ко входу печатающего устройства 24. Грузоприемный узел с тензо метрическим датчиком веса 5 выполнен с использованием одной роликоопоры и встраивается между направЛяющими рамами става ленточного конвейера. Роликоопора грузоприемной платформы установлена 25 на расстоянии от двух соседнихопорных роликов става. Определение величины 1 пот зволяет разметить всю ленту транспортера на измерительные участки и установить наленте металлические кнопки или скобы. 30Датчик скорости 4 установлен под лентойтранспортера чтобы вырабатывать сигналы заданной длительности, соответствующие началу прохождения измерительного участка, Тензометрический датчик веса 5 с аналоговым выходом подключен на вход аналого-частотного преобразователя ко входу которого также подключены три управляющие связи с выхода микропроцес. сорного вычислительного устройства 19. С 40 помощью этих управляющих связей, в заданные моменты времени, происходит отключение сигнала датчика веса и подключение на вход образцового эталонного сигнала. Этот сигнал преобразуется в 45 частоту и измеряется микропроцессорным вычислительным устройством. Значения эталонных сигналов соответствуют 10, 50 и 90 процентам номинальной нагрузки датчика веса. Управление работой двух логических элементов 2 ИИЛИ-НЕ 8 осуществляется с помощьютумблеров 9 управления режимами работы весов. В зависимости от выходных сигналов тумблеров 9 ко входу микропроцессорного вычислительного устройства 19 и двоичного счетчика 15 можно подключить а) в рабочем режиме датчик веса и датчик скорости; б) в режиме калибровки датчика веса и датчик скорости, или датчик веса и. образцовый счетчик 12 длины вычислительного устройства подсоединены к выходам тумблерного набора установки вида измерения, первый выход таймера подсоединен к четвертому входу микропроцессорного вычислительного устройства, вторая шина которого соединена с первой шиной таймера, вторая шина которого соединена с.блоком индикации, второй выход таймера соединен с первым входом блока выработки интервалов печати, другие входы которого соединены с выходами тумблерного набора установки интервалов печати,три выхода блока выработки интервалов печати соответственно подсоединены к управляющим входам микропроцессорного вычислительного устройства, к выходной шине которого подсоединено печатающее устройство, к управляющим входам которого подсоединены пятый и шестой выходы блока выработки интервалов печати, а вход таймера подсоединен к выходу микропроцессорного вычислительного устройства и тумблерный набор управления режимом работы отличающиеся тем, что, с целью повышения точности взвешивания в них введены третий счетчик и два элемента 2 И - 2 ИЛИ-НЕ, первые входы которых соответственно соединены с первым, вторым выходам блока оптической развязки сигналов, второй, третий и четвертый входы первого элемента 2 ЙИЛИ-НЕ соединены с тремя выходами тумблерного набора управления режимом работы, второй, третий входы второго элемента 2 И - 2 ИЛИ-НЕ соответственно соединены с четвертым и пятым выходами тумблерного набора управления режимом работы, входы которого соединены с выходами третьего счетчика. счетный вход которого соединен с трегьим выходом таймера, четвертый выход которого соединен с вычитающим входом первого счетчйка, выход переноса которого подсоединен к четвертому входу второго элемента 2 ИИЛ И-НЕ, выход которого подсоединен к вычитающему входу измерительных участков; в) в режиме калибровки с проверкой аппаратуры имитатор частоты датчика ;веса. Частота кварцевого генератора блока таймера 20 поступает на счетный вход счетчика 10. На выходе мы получаем ее деление на 2, 4, 8, 16 и 32. Тумблеры 11 установки имитации длительности измерительного участка ленты транспортера подключены на информационные входыдвоичного счетчика 12 который работает в режиме вычитания, Исходное состояние триггеров счетчика единичное, что позволяет при его обнулении и установки в исходное состояние на выходе заема (йереноса) выработать перепад напряжения малой длительности, .=слик информационным входам счетчика подключить выходы тумблеров в обратном коде, то требуемая выдержка времени будет набираться в прямом коде, соответствующем требуемой выдержке времени. При вы работке сигнала на выходе переноса (заема) счетчика срабатывает одновибратор 13 и своим выходным сигналом по управляющему входу занесет требуемый код. Двоичный счетчик 15 предназначен для индивидуали зации весов в зависимости от длины ленты транспортера. Занесение исходного кода, соответствующего количеству измерительных участков, осуществляется с тумблерного набора 14 аналогично ранее описанному 15 способу занесения информации в счетчик 12, Блок выработки интервалов печати 23 предназначен для задания необходимых интервалов печати результатов измерений.С помощью тумблеров 22 можно устанавливать время печати: 1) непрерывная печать;2) печать через 1 мин.; 3) печать через б мин, и в дальнейшем с интервалом 5 мин, начиная с 10 мин, Тумблеры 18 установки вида работы позволяют осуществлять: а) пуск программы (весов) в режим приема сигналов,поступающих на вход микропроцессорного вычислительного устройства; б) запускать программу калибровки и программу взвешивания после выполнениярежима калибровки; в) задавать автоматический контроль измерительного канала врабочем режиме при времени"печатй, равном и более б минут.Весы работают следующим образомРазличают два режима работы аппаратуры: контроль аппаратной части и программного обеспечения, и, собственно сама работа аппаратуры по функциональному назначению.:Рассмотрим работу весов в режиме контроля при калибровке. С помощью тумблеров режимами работы подаем разрешающий потенциал на четвертый входпервого логического элемента 2 ИИЛИ -НЕ, а также на третий вход второго логического элемента 2 И - 2 ИЛИ - НЕ; При подаче разрешающих потенциалов на указанные входы логических элементов на вторых входах первого и второго логического элемента2 ИИЛИ - НЕ будет запрещающий потенциал. Это приведет к тому, что к выходу первого логического элемента 2 ИИЛИНЕ будет подключен один из выходов первого двоичного счетчика 10 с помощью тумблеров йабора 9 йереключения частоты, например, будет подключена самая низкая частота, имитирующая нагрузку на датчик веса от пустой ленты транспортера. К выходу второго логического элемента 2 И - 2 ИЛИ 30404550 НЕ будет подключен выход переноса двоичного счетчика 12, имитирующего время (скорость) перехождения измерительных участков, Установив тумблеры набора 18 в положение пуск и калибровка, а также тумблер набора 22 в положение непрерывной печати, после появления сигнала на выходе переноса счетчика 15 количества измерительных участков ленты транспортера начинается работа микропроцессорного вычислительного устройства 19, так как указанный сигнал соответствует условной точке начала ленты, После пуска программы микропроцессорное вычислительное устройство 19 выполняет измерение частоты, поступающей с выхода первого логического элемента 2 ИИЛИ-НЕ, Измерение частоты таймером микропроцессорного вычислительного устройства 19 продолжается за интервал времени, определяемый импульсами,поступающими с выхода второго логического элемента 2 ИИЛИ-НЕ, Эти же импульсы поступают на вычитающий вход счетчика 15. Интервал поступления импульсов определяется счетчиком 10 с тумблерным набором 11. За этот же промежуток времени на второй вход микропроцессорного вычислительного устройства с блока таймера 20 поступает соответствующая частота, как эталонная частота для определения интервала измерения. В режиме непрерывной печати при калибровке аппаратуры эталонными сигналами на печать выдаются: а) образцовая частота, имитирующая датчик веса; б) образцовая частота соответствующая интервалу измерения. При заданном количестве измерител ьнь 1 х участках ранее указанные значения будут отпечатаны соответствующее количество раз, а затем по командам микропроцессорного вычислительного устройства выполнится печать среднего значения измеренной частоты,имитирующей нагрузку датчика веса и среднее значение частоты, соответствующей времени прохождения измерительных участков, При печати средних значений измерений с помощью тумблерного набора 9 устанавливаем более высокую частоту, то есть частоту, соответствующую 107 О номийальной нагрузки конвейера, С помощью тумблеров набора 18 устанавливаем вид работы - взвешивание, а тумблеров набора 22 режим печати 1 минута, Если ранее управляющий. потенциал печати поступал по первой линии связи на микропроцессорное вычислительное устройство, то в режиме печати 1 минута он установлен на второй линии связи с блока выбора интервалов печати 23, В режиме непрерывной печати печатающее устройство все время быловключено, а в режиме интервальной печати блок выработки интервала печати 23 производит включение печатающего устройства с заданным интервалом. При включении печатающего устройства с блока 23 подается сигнал первоначальной установки регистров печати в исходное состояние, По истечении 1 мин микропроцессорное вычислительное устройство выдает на печатающее устройство значение измерений полученных по расчетной формулеОи= , дд-Го)(Еч-Гчо)КдКч), (2.1))=1где Ом - вес груза прошедший на ленте транспортера за одну минуту измерения, кг;Р) - частота датчика веса, соответствующая 1-му измерительному участку при калибровке, Гц;Рд) - частота датчика веса,соответствующая 1-му измерительному участку при режиме взвешивания, Гц;Е)ы - частота блока таймера,соответствующая времени прохождения измерительного участка при калибровке, Гц;Рл - частота блока таймера,соответствующая временй прохождения измерительного участка при взвешивании, Гц;Кд - коэффициент преобразования частоты в вес, кг/Гц;Кч - . коэффициент преобразования частоты, соответствующей времени прохождения,ленты транспортера, с/Гц;- итый измерительный участок;п - количество измерительных участков, прошедших за время измерения.Так как при калибровке - проверке аппаратуры весов измерительные участки не менялись, то разность частот, соответствующих времени прохождения участков, равна нулю, а поэтому в расчетной формуле будет использовано значение единицы. Следовательно, значение величины печати будет известно, так как оно совпадает с расчетным, что позволяет судить о работе аппаратно-программного обеспечения весов. В рабочем режиме в зависимости от изменения скорости прохождения измерительных участков разность частоты соответствующих этим участкам может меняться, а поэтому рассчитывается коэффициент коррекции для расчета интегральной производительности, При печати результатов через заданные интервалы на печать выводится время печати (часы и минуты) и значение интегральной производительности по нарастанию. Изменив с помощью тумблерного набора 9 значение частоты, после очередной печати, можно осуществить контроль работы весов при максимальной нагрузке на датчик веса, Режим контрольного взвешивания после предварительной калибровки позволяет осуществить контроль и настройку всех основных узлов весов за исключением блока оптронной развязки и блока аналого-частотного преобразователя, С целью контрольной автоматической сопоставительной проверки характеристики датчика веса и аналого-частотного преобра 10 зователя, контрольные выходные частотыкоторого соответствуют трем контрольным точкам аналогового выходного сигнала датчика веса в схему аналого-частотного преобразователя введен релейный узел и три 15 эталонные источника. Первый эталонныйсигнал по величине соответствует выходному сигналу датчика веса, измеренному при 20% номинальной нагрузки, второй - 50% величине номинальной нагрузки и третий - 20 90% величине номинальной нагрузки используемого датчика веса. В режиме контрольного взвешивания с помошьд тумблерного набора 9 подаем управляющий сигнал на второй вход логической схемы 25 2 ИИЛИ-НЕ, а с помощью тумблеров 18подаем сигнал контроля измерительногоканала на вход микропроцессорного вычислительного устройства 19, установив интервал печати результатов с помощью тумблерного 30 набора 22, равный 6 минутам, В этом контрольном режиме после очередной печати .предыдущего измерения микропроцессорное вычислительное устройство 19 с помощью связи. подключенной к аналого-ча стотному преобразователю, подает сигнална вход релейного узла. Выход датчика веса отключается от входа аналого-частотного преобразователя 6, а вместо датчика веса подключается первый эталонный источник 40 сигнала. Микропроцессорное устройство; 19 в течение 6 минут выполняет измерениевыходной частоты анаЛого-частотного преобразователя 6, выполняет расчет по ранее записанному выражению и результат выво дится на печать. В следующие 6 минут будетвключен второй эталонный источник и на печать будет выведен результат измерений и время измерения (печати), а затем и третий, Полученные измерения позволяют сде лать выводы о работе измерительногоканала, включающего аналого-частогный преобразователь 6 и оптический блок сопряжения 7, В рабочем режиме при калибровке с помощью управляющих сигналов 55 тумблеров 9 ко входу микропроцессорноговычислительного устройства 19 подключаются датчик веса и датчик скорости ленточного транспортера. В режиме непрерывной печати на бумажный носитель будут выведены значения частоты датчика веса, Измерен1783314 12 Составитель А.МалюгаТехред М,Моргентал Корректор Н,Гунько Редактор Т.Шагова Заказ 4506 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ные эа время прохождения измерительного щий персонал может сделать вывод о достоучастка,и кварцевая частота таймера, равная верности полученных результатов и работе времени прохождения участка, Эти же эна- аппаратно-программного обеспечения вечения будут записаны в память микропро- сов в рабочем режиме.цессорного вычислительного устройства. 5 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Операцию калибровки пустой ленты можно Весы, содержащие ленточный конвейер повторить несколько раз. При переходе в с грузоприемным узлом и датчиком веса, к режим взвешивания (тумблеры 18) и печати выходам которого подключен первый вход с интервалом,:равным 1 минуте на.печать аналого-частотного преобразователя, выбудет выводится интегральная йроизводи ход которого соединен с первым входом тельность,равная весу перемещаемой мас- блока оптической развязки сигналов, атосы лентой конвейера,и текущее время, рой вход которого подсоединен к датчику инициируемое блоком индикации 21. Если скорости, выходы тумблерных наборов конлента транспортера будет незагруженной, . трольной длительности измерительных учато на печать будут выведены нули или вели стков и их количества соответственно чина накопленной ошибки обусловленная подсоединены к информационным входам динамикой ленты транспортера. первогои второго счетЧиков, к выходам пеПри установке времени печати более 6 реноса которых соответственно подсоедимийут микропроцессорное вычислительное нены первый и второй одновибраторы, к устройство выводит на печать интегральную 20 первой шине микропроцессбрного вычиспроизводительность по возрастанию эа лительного устройства подсоединен пульт промежуток времени измерения, текущее управления, три информационно-управлявремя суток и попарно: а) наименьшее зна- ющих входа микропроцессорного второго чение измеренной. частоты датчика веса за счетчика и четвертому входу микропроцесданный интервал и частоты, соответствую сорноговычислительногоустройства, пятый щей первомуэталонному источнику; б) сред- вход которого соединен с выходом первого йее значение частоты датчика веса и элемента 2 ИИЛИ - НЕ, шестой вход - с частоты второго эталонного .источника, в) выходом переноса второго счетчика, три упнаибольшей частоты датчика веса и частоты равляющих выхода микропроцессорного третьего эталонного источника. Все указан вычислительного устройства соответственные значения измеряются и выводятся на но подсоединены к второму, третьему и четпечать в том случае, если естьсйгнал раз- вертому входам аналого-частотного решения автоматического контроля изме- преобразователя, выходы первого, второго рител ьного канала, поступающий с одновибраторов соответственно соединены тумблерного набора 18. По полученйым зна с управляющимйвходами первого. и второго чениям частот оператор или обслуживаю- счетчиков.