Устройство для учета работы транспортного оборудования

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 2 3 5/1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ ЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ ТОРСИОМУ СВИДЕТ(71) Киевский институт автоматик им., ХХУ съЕзда КПСС(56) 1. Авторское свидетельство СССР Ю 473003, кл. Е 02 Р 9/20, 1975.2, Авторское свидетельство СССР В 303634, кл. Е 02 Е 3/26, 1971,3. Авторское свидетельство СССР В 339904, кл. Е 02 Г 3/48, 1972.4. Авторское свидетельство СССР В 634232, кл.С 07 С 5/10, 1978 (прототип).(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА РАБОТЫ ТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, содержащее датчик длины тягового ка" ната, блок выделения статической составляющей тока, датчик поворота платформы, соединенный через блок измерения угла поворота с одним иэ входов вычислителя количества работы, второй вход которого подключен к первому выходу блока измерения загрузки ковша, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно снабженщуатчиком длины подъема каната, дМВиком скорости двигателя подъема, блоком управления, блоком коррекции усилий и датчиком тока возбуждения двигателя подъема, при этом датчик длины подъема каната, датчик длины тягового каната и датчик скорости двигателя подъема подключены соответ- ственно к первому, второму и третьему входам блока коррекции усилий, выходы блока выделения статической составляющей тока и датчика поворота платформы подключены к входам блока управ ления и к первому и второму входам блока измерения загрузки ковша, третий и четвертый входы которого соединены с первым и вторым выходами и отлнблок управэлементы Илементы,ороговыезадержки,первым вховход объеОПИСАНИЕ И блока управления, третий выход которого соединен с первым входом вычислителя количества работы, при этом выход датчика тока возбуждения двигателя подъема соединен с пятым входом блока измерения нагрузки ковша, второй и третий выходы которого соеди иены с четвертым и пятым входами блока коррекции усилий, шестой вход которого подключен к выходу блока выделения статической саставляющей тока, а выход - с шестым входом бло-, ка измерения нагрузки ковша.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтО блок измерения загрузки ковша содержит коммутатор, аналого-цифровой преобразо ватель, элементы ИЛИ и И, триггер и счетчик-сумматор, при этом выход коммутатора через цифро-аналоговый преобразователь подключен к первым входам триггеров и элементов И, выходы последних подключены к первому и второму входам счетчика-сумматора, выход элемента ИЛИ через распределитель импульсов соединен с вторыми входами триггеров, с одним из входов коммутатора и третьим входом счетчика-сумматора, выход которого является первым выходом блока, выходы триг геров являются вторым и третьим выходами блока, другие входы коммутатора являются первым, вторым, пятым и шестым входами блока, входы элемен та ИЛИ объединены соответственно с вторыми входами элементов И и являют ся третьим и четвертым входами блока. 3, Устройство по п. 1 ч а ю щ е е с я тем, что ления содержит триггеры, и ИЛИ, дифференцирующие интегрирующие элементы, элементы, инвертор и бло выход которого соединен дом первого элемента И,1059072 динен с входом первого пороговогоэлемента и является первым входомблока, выходы пороговых элементовчерез соответствующие интегрирующиеэлементы подключены к входам второгоэлемента И, выходы первого и второгоэлементов И соединены с входами пер".вого и второго триггеров, выходы которых являются первым и вторым выходом блока, вход.инвертора являетсявторым входом блока и подключен к .первым входам третьего и четвертоготриггеров, а выход инвертора подключен к вторым входам этих же триггеров, выходы которых через соответствующие дифференцирующие элементысоединены с входами элемента ИЛИ,выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, вход второгопорогового элемента является третьимвходом блока, а выход одного из интегрирующих элементов является третьйм,выходом блока,4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок кор.Изобретение относится к области автоматизации горно-транспортного оборудования, например экскаваторов дроглайнов.Известны устРойства, Позэоляющие 5 оценивать работы экскаваторов по обобщенным показателям при помощи измерителей мощности, выполненных в виде установленных на платформе и рабочем оборудовании вибрационных 1 О датчиков, связанных с пороговыми элементами, инверторами, усилителями, триггерами, содержащие накопитель циклов и времени работы вхолостую, счетчик операций, блок кодирования и передачи информации, а также блок приема и накопления, информации 1,. Указанное устройство не позволяет определить массу зкскавируемой поро" дые20Известно устройство для учета выработки одноковшового экскаватора, устраняющее неопределенность при определении массы экскавируемой породы, включающее магнитные усилители с обмотками управления, датчики тока привода подъема и привода напора, датчики угла поворота, счетчики импульсов, включенные в электрическую цепь, причем намагничивающая обмотка управления одного из магнитных усилителей подключена к датчику тока привода подъема, а его размагничивающая обмотка управления посредством рекции Усилий содержит регистры, блоки переменных коэффициентов, усилитель, регулятор динамической составляющей и дешифраторы, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих блоков переменных коэффициентов, выход каждого предндущегоблока переменных коэффициентов соединен с входом последующего блока переменных коэффициентов, вход первого блока переменных коэффициентов является шестым входом блока, входы первого и второго дешифраторов являютсясоответственно четвертым и пятым входами блока, выходы регистров соеди-.нены с входами третьего и четвертогодешифраторов, а .нходы их являются первым и вторым входами блока, выходпоследнего блока переменнйх коэффициентов соединен с одним из входовусилителя и с управляющим входом регулятора динамической составляющей,подключенного к усилителю, другойвход которого является первым входомблока.блок-контакта счетчика импульсов сое" динена с датчиком. привода напора, а обмотка положительного смещения это" го магнитного усилителя соединена с датчиком угла поворота и посредством запирающего элемента - с датчиком тока привода напора 2 .Область применения этого устройства ограничена, так как оно разработано применительно к экскаватору с оборудованием прямой и обратной лопаты и полностью не может быть использовано для учета работы экскаватора-дроглейна, кроме того, выполнено на элементах, не обеспечивающих достаточной точности в определении массы экскавМ- руемого материала.Известно. уСтройство для учета выл ботки экскаватора, включающее логический блок и блоки измерения величины загрузки ковша, фиксации области пространства, измерения угла поворота платформы экскаватора, датчики длин тягового и подъемного канатов, угла поворота платформы и величины загрузки ковша, блок измерения высоты подь" ема ковша, один из входов которого чврвз схему И соединен с выходами блока фиксации области пространстваи логическогО блОкадругие входы соединены с выходами логического бло ка, блока измерения угла поворота пл платформы и блока измерения величины загрузки ковша 3 .Недостатком этого устройства является низкая точность и достоверность учета работы, обусловленная изменением магнитного потока в обмотках возбуждения двигателей механизма подъема из-за изменения температурных 5 условий, технологических режимов работы двигателей механизма подъема, а также из-за изменения коэффициента полезного действия механизма подьема вследствие изменения мощности 0 на его валу в зависимости от степени наполнения ковша или при различном .объемном весе транспортируемого материала и изменения режимов работы двигателей механизма подъема. 15Кроме того, низкая точность и достоверность обусловливается еще и необходимостью измерения массы ковша лишь в определенной фиксированной точке траектории движения ковша.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, обладающее большими функциональными возможностями и достоверностью учета работы экскаватора, 25 содержащее датчик длины тягового кана та, блок выделения статической составляющей токй, датчик поворота платформы, соединенный через блок измерения угла поворота с одним из входов вычислителя количества работы, второй вход которого подключен к перво" му выходу блока измерения загрузки ковша 4.Однако в известном устройстве датчиком загрузки ковша не обеспечивается достаточная точность измерения выполненной экскаватором работы в связи с тем, что схемой не учитывается изменение магнитного потока в обмотках возбуждения из-за изменения 4 О температурных условий и технологических режимов работы двигателей механизма подъема, а также из-за изменения коэффициента полезного действия двигателей при изменении мощности на 45 его валу в зависимости от заполнения ковша и объемного веса транспортируемого материала.Кроме того, устройством не обеспечивается измерение массы разгруженного ковша и налипшего на нем материала (породы и полезного ископаемого) .Целью изобретения является повышение точности учета работы транспортного оборудования. 55Поставленная цель достигается тем, что устройство для учета работы тран" спортного оборудования, содержащее датчик длины тягового каната, блок выделения статической составляющей 60 тока, датчик поворота платформы, соединенный через блок иэмереия угла поворота с одним из входов вычислителя количества работы, второй вход которого подключен к первому выходу блока измерения загрузки ковша, снабжено датчиком длины подъема каната, датчиком скорости двигателя подъема, блоком управления, блоком корр:.кции усилия и датчиком тока возбуждения двигателя подъема, при этом датчик длины подъема каната, датчик длины тягового каната и датчик скорости двигателя подъема подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока коррекции усилий, выходы блока выделения статической составляющей тока и датчика поворота платформы подключены к входам блока управления и к первому и второму входам блока измерения загрузки ковша, третий и четвертый входы которого соединены с первым и вторым выходами блока управления, третий выход которого соединен с первым входом вычислителя количества работы, при этом выход датчика тока возбуждения двигателя подъема соединен с пятым входом блока измерения загрузки ковша, второй и третий выходы которого соединены с четвертым и пятым входами блока коррекции усилий, шестой вход которого подключен к выходу блока выделения статической составляющей тока, а выход - с шестым входом блока измерения нагрузки ковша,При этом блок измерения загрузки ковша содержит коммутатор, аналогоцифровой преобразователь, элемен: ты ИЛИ и И, триггер и счетчик-сумматор, при этом выход коммутатора через цифро-аналоговый преобразователь подключен к первым входам триггеров и элементов И, выходы последних подключены к первому и второму входам счетчика-сумматора, выход элемента ИЛИ через распределитель импульсов соединен с вторыми входами триггеров, с одним из входов коммутатора и третьим входом счетчика-сумматора, выход которого является первым выходом блока, выходы триггеров являются вторым и третьим выходами блока, другие входы коммутатора явля- ются первым, вторым, пятым и шестым входами блока, входы элемента ИЛИ объединены соответственно с вторыми входами элемЕнтов И и являются третьим и четвертым входами блока.Кроме того, блок управления содержит триггеры, элементы И и ИЛИ, диФференцирующие элементы, интегрирующие элементы, пороговые элементы, инвертор и блок задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а вход объединен с входом первого порогового элемента и является первым входом блока, выходы пороговых элементов через соответствующие интегрирующие элементы подключены к входам второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены с входами первого и второготриггеров, выходы которых являютсяпервым и вторым выходом блока, входиннертора является вторым входом блока к подключен к первым входам третьего и четвертого триггерон, а выходиннертора подключен к вторым входамэтих же триггеров, выходы которых через соответствующие дифференцирующиеэлементы соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен свторым входом первого элемента И,вход второго порогового элемента является третьим входом блока, а выхододного из интегрирующих элементовявляется третьим выходом блока.Блок коррекции усилий содержит 15регистры, блоки переменных коэффициентон, усилитель, регулятор динамической составляющей и дешифраторы, выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих блоков 2 Опеременных коэФфициентов, выходкаждого предыдущего блока переменныхкоэффициентов соединен с входом последующего блока переменных коэффициентов, вход первого блока переменныхкоэффициентон является шестым вхо-дом,блока, входы первого и второгодешифраторов являются соответственночетвертым и пятым входами блока, выходы регистров соединены с входамитретьего и четвертого дешифраторон,а входы их являются первым и вторимвходами блока, выход последнего блока переменных коэффициентон соединенс одним из входов усилителя и с управляющим входом регулятора динамической. З 5составляющей, подключенного к усилктеле, другой нход которого являетсятретьим входом блока.На фиг. 1 изображена блок-схемаустройства; на фиг, 2 - функциональ" 40ная схема блока измерения загрузкиковша; на фиг. 3 - функциональнаясхема блока управления на фиг. 4функциональная схема блока коррекцииусилия, 45Устройство включает блок 1 выделения статической составляющей тока,связь 2 блока 1 с опорными цепямидвигателя подъема, блок 3 управления,датчик 4 поворота платФормы, связь 5 5 Облока 3 с якорными цепями двигателятяги, блок б измерения загрузки ковша, датчик 7 тока возбуждения двигателя, блок 8 коррекции усилия, датчик 9 скорости двигателя подъема,датчик 10 длины тягового каната, дат 55чик 11 длины подъемного каната, вы"числитель 12 количества работы,блок 13 измерения угла поворота платформы, блок 14 задержки, пороговыеэлементы 15 и 15, элементы И 16 60и 161, триггеры 17 - 174, инвертор 18, дифференцкрующке элементы 1к 19, элементы ИЛИ 20 и 20, интегрирующие элементы 214 и 22, коммутатор 22, аналого-циФровой преобра- у эонатель 23, распределитель 24. импульсов,. регистры 25, и 25 у , счетчик-сумматор 26, регистры 27 и 27 у,дешифраторы 284 - 284, блоки 29 - 29переменных коэФфициентов, усилитель 30регулятор 31 динамической составляющей,Устройство работает следующимобразом,Прн поступлении сигнала, пропорционального массе ковша, с блока 1 выделения статической составляющей тока двигателя подъема на первый пороговый элемент 15( и через интегрирующий элемент 21, поступает сигнална вход элемента И 16 у, на второйвход которого поступает сигнал сдвигателя тяги через пороговый эле-.мент 15 у и интегрирующий элемент 21,обеспечивающий задержку сигнала овыполнении операции копания (наличиесигнала т - тока двигателя тяги больше заданного) на время, необходимоедля включении двигателя механизмаподъема.При совпадении сигналов С двигателя подъема и зацержанного - с двигателя тяги устанавливается в единичное состояние триггер 17 .измерения,подготавливая блок б измерения загрузки ковша к началу измерения массы загруженного ковша. в результатеэтого значение измеренной массы заполненного конша с аналого-цифрового преобразователя 23 поступает навторой вход счетчика-сумматора 26через элемент И 169 по разрешениютриггера 17 измерения.При повороте платформы после разгрузки ковша в блоке управления уста"навлквается в единичное состояниетриггер 17( и в нулевое состояниетриггер 17 кзмеренкя,По разрешающему потенциалу триггера 17,( поворота запускается распределитель импульсов, подготавливается элемент И 164 .для передачикода, равного величине массы разгруженного ковша в счетчик-сумматор 26.Кроме того, с блока 1 выделения статической составляющей через блок 14задержки обеспечивается задержкасигнала на время, равное включениюмеханизма поворота после возможноговыключения двигателя подъема ковшапри выполнении цикла экскавации,Сигнал с выхода линии задержки поступает на первый вход элемента И 16 ф,подготавли:вая элемент И 16 для включения в единичное состояние триггер 17( поворота.В зависимости от направления движения платформы экскаватора сигналом с датчика 4 поворота платформыпрк помощи инвертора 18 устанавливается в единичное состояние триггер 174 поворота вправо или триггер 174 поворота влево, сигналы стриггеров 17 и 174 после дифференцирования своими дифференцирующимиэлементами соответственно 19 и 19 упоступают через элемент И 16 на единичный вход триггера 13 поворота инулевой вход триггера 17. Разрешающим потенциалом, снимаемым с единичного выхода триггера 17( через эле мент ИЛИ 20 у, запускается распределитель импуаьсов и выдается разре" щенке на второй вход элемента И 16,разрешая подачу сигнала, равного массе разгруженного ковша, на вход ре"версивного счетчика-сумматора 27 дляопределения массы передвинутого груза. 15Таким образом, триггер 17( устанавливается в единичное состояние в случае, если происходит изменение.направления движения платформы экскаватора и перед этим был сигнал о 2 Оналичии усилия в. подъемном канате(наличие нагрузки на двигателе меха-низма подъема).Блок 6 измерения величины загрузки ковша обеспечивает поочередное 2 д преобразование аналоговых сигналов тока возбуждения двигателя подъема, статической составляющей тока якоря двигателя подъема, скорректированной по току возбуждения, КПД привода подъема, Подключение параметров к аналого-цифровому преобразователю осуществляется при помощи коммутатора 22 к аналого"цифровому преобразователю 23, выход которого подключен к входу регистра 25 тока возбуждения, регистра 26 якорного тока, по входу элементов И 16 и 16, Потейциал с триггера 17 поступает на второй вход элемента И 16, разрешая прием с аналого-циФрового преобразователя 23 40 счетчиком-сумматором информации о величине ядерного тока при наличии тактового сигнала с распределителя 24 импульсов. Содержимое счетчика-сумматора передается в выходной блок 12 45 по сигналу с блока управления.Блок 8 коррекции усилия обеспечивает введение поправок в сигнал, снимаемый с блока 1 выделения статической составляющей тока двигателя подь- уема и пропорциональный массе ковша экскаватора. Сигнал с блока 1, проходя через блоки 29- 294 перемен" ных коэффициентов на вход усилителя 30, видоизменяется в зависимости от величины тока возбуждения, от непосредственно текущего значения статической составляющей тока подьема, длины подъемного и тягового канатов, а также от режима работы механизма подъема (подъем или опускание ковша).Формирование коррекции по току возбуждения осуществляется цепочкой: датчик 7, регистр 25(, дешиФратор 28(, блок 29 переменных коэффициентов, При подаче с регистра 25 на дешифратор 29 значения тока возбуждения в цифровом виде позиционный код сдешифратора 29( подключает в матрице сопротивлений блока переменныхкоэФфициентов 29( соответствующуюцепй сопротивленийКоррекция по КПД двигателя подъема выполняется следующей цепью; регистр 25 у, дешифратор 28, блок 29 переменных коэффициентов. Коррекция по длине тягового каната производится цепью, состоящей нз датчика 10длины тягового каната, регистра 27, дешифратора 28, блока 29 переменных коэффициентов. Коррекция по длине подъемного каната осуществляется по следующей цепи; датчик 11 длины подъемного каната, регистр 27 дешифратор 284:, блок 29 переменных коэффициентов.Коррекция по изменению режИМа работы привода подъема осуществляется по цепи, включающей датчик 9 скорости двигателя подъема, усили тель 30. Таким образом, осуществление в предлагаемом устройстве коррекции усилия по изменению КПД привода подьема в зависимости от величины крутящего момента на валу двигателя потоку возбуждения и по положению ковша в пространстве обеспечит повышение точности определения массы экскавируемого материала в .ковше на 15 по сравнению известным устройством.Заказ 9730/28 Тираж 673 Подписное внии Фили Пате 1059072 г.Ужгород,ул.Проектная,4