Устройство контроля режима работы зерноуборочного комбайна

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 А 01 D 41/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1135450 (21) 3642957/30-15 (22) 29.07.83 (46) 23,04.86. Бюл. У !5 (71) Кубанский ордена Ленина научноисследовательский институт по испытанию тракторов и сельскохозяйственных машин (72) Д.П. Пономарев, А.И. Хорольцев, А.Т. Табашников, В. Н. Долгополов, В.И. Вереницын и В.И, Орлов (53) 631.354(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1135450, кл. А 01 D 41/02, 1983, (54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РЕЖИМА

РАБОТЫ ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА по авт.св. В 1135450, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей оно снабжено датчиками включения рабочих органов жатки и выгруэного шнека, двумя формирователями, двумя RS-триггерами, регистром и клапаном опроса, при этом каждый из введенных датчиков через введенные формирователи и RSтриггеры связаны с информационными входами введенного регистра, вход установки в "0" которого соединен с шиной "Сброс" электронного блока обработки информации, а выход через введенный клапан опроса связан с информационными шинами микропроцессора, причем управляющие входы введенного клапана опроса соединены с адресными выходами микропроцессора и шинами стробирования электронного блока обработки информации. С::

122550!

Изобретение относится к измерительной технике, : может быть использовано для определения и контроля оптимального режима работы зерноуборочного комбайна в реальных производст- 5 венных условиях и является усовершенствованием изобретения по авт.св.

11" 1135450.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство контроля режима работы зерноуборочного| комбайна содержит .расходомер 1 топлива, логические эле- !5 менты 2 и 3, счетчик 4 расхода топлива, состоящий из четырех счетчиков с коэффициентом счета 10 каждый и переключателя выбора диапазона измерения расхода топлива, клапан 5 опроса 20 для считывания информации со счетчика

4 и ввода ее в память, триггер 6 ин тервала, дифференцирующие цепочки 7 и 8, схемы 9-12 задержки, триггеры

13 и 14 с задержкой, канал 15 измерения времени опыта, датчик 16 частоты вращения коленчатого вала, логические элементы И 17 — 19, счетчик

20 функциональный, счетчик 21 буферный, счетчик 22 интервала, клапаны

23 и 24 опроса, генератор 25 кварцевый, схемы 26 — 28 задержки с дифференцирующими цепочками, датчик ?9 температуры (например, 31 TCN) со схемой 30 преобразования, микропро- Ç5 цессор 31, дешифратор 32 адресный, устройство 33 индикации, ячейки 34

37 опроса, счетчик 38, ячейки 39

44 опроса, левый 45 и правый 46 датчики пути герконового типа, логи- 40 ческие элементы И 47 - 50 счетчики

51 — 54, клапаны 55 — 58 опроса, пьезоэлектрические датчики 59 и 60 потерь, логические элементы ИЛИ 61 и 62, логические элементы И 63 и 64, 45 счетчик 65, клапаны опроса 66 и 67, датчик, 68 включения рабочих органов, датчик 69 включения выгрузного шнека, генератор 70 переменного напряжения двигателя, формирователи 71 — 50

73,.регистр 74, клапан 75 опроса, RS-триггеры 76 и 77, кнопку 78

"Сброс", триггер 79, схемы 80 и 81 задержки, триггер 82„ схемы 83 и

84 задержки, триггер 85, ячейку 86 у опроса. .Сигналы от расходомера 1 топлива поступают на один иэ входов логического элемента И 2. В исходном состоянии ячейка элемента 2 закрыта .сигналом 10 с прямого выхода триггера 13 с задержкой, а элемент И 13 открыт единичным сигналом "0" инверсного выхода того же триггера 13 °

С приходом первого импульса с расходомера 1 топлива, который, пройдя элемент 2, поступает на вход триггера 6 интервала непосредственно и на вход S-триггера 13 с задержкой через дифференцирующую цепочку, схему задержки. Оба триггера устанавливаются в единичное состояние, причем триггер 13 с задержкой — через некоторое время, В результате этого на прямом выходе триггера 6 интервала формируется передний фронт интервала оптимизации (длительности времени опыта), а сигналы с выхода триггера

13 с задержкой меняют состояния логических элементов 2 и 3. Элемент 3 закрывается, а элемент 2, открываясь, пропускает импульсы с выхода расходомера на счетчик 4. Последний ,имеет регулируемый коэффициент деления, осуществляемый переключателем (не показан), который позволяет менять диапазон задаваемой величины потребления топлива в зависимости от мощности двигателя. После заполнения счетчика 4 на его выходе появ- ляется сигнал "1", который подается на входы триггера 6, интервала и триггера 13 с задержкой !3 через-соответствующие схемы управления, которые. устанавливаются в исходное сос" тояние. Элемент 2 закрывается, и .поступление импульсов на вход счетчика прекращается. С приходом следующего импульса все повторяется сначала.

Сброс счетчика осуществляется передним фронтом импульса длительности времени оптимизации. Накопленная в счетчике информация через клапан 5 передается в память микропроцессора

31 после прихода импульса опроса на стробирующий вход клапана 5 опроса.

В канале измерения частоты вращения коленчатого вала вырабатываются интервалы длительности 5 с, в течение которых происходит измерение частоты вращения.

С выхода кварцевого генератора 25 тактовые импульсы частотой 10 Гц поступают на схему формирования интервала длительностью 5 с, которая работает аналогично схеме выработки ин122550) тервала времени оптимизации. Счетчик

27 имеет коэффициент счета 50, т.е. после поступления на вход счетчика пятидесяти импульсов, вырабатывается интервал длительностью 5 с, дальнейшее поступление импульсов прекращается и схема переходит в исходное состояние.

Вследствие того, что передний фронт первого 5-секундного интервала синхронизирован с передним фронтом длительности времени оптимизации, а задний фронт последнего — нет, это может .затруднить опрос информации, находящейся в функциональном счетчике

20 числа оборотов, так как опрос может совпасть с периодом накопления информации в счетчике . Для предотвращения этого явления информация, находящаяся в счетчике 25, периодически переписывается в буферный счетчик 21, откуда она считывается и вводится в память микропроцессора 31, Канал из мерения уровня температуры топлива введен с целью внесения поправок на плотность топлива.

Он состоит из датчика 29 температуры, схемы 30 преобразования, состоящей из преобразователя уровня температуры в частоту, преобразователя частоты в код, клапана опроса (не показаны).

Информация в микропроцессор 31 вводится и выводится по шестнадцати шинам параллельным кодом.

Код адреса поступает на вход дешифратора 32 по четыремшинам. Сигналыопроса с выхода дешифратор а поступают на один из входов ячеек 34 — 37, 3944, 86 опроса. На два других входа этих элементов подаются сигналы с инверсных выходов триггеров 6 и 13.

Импульсы с левого 45 и правого 46 датчиков пути начинают поступать на входы левого 51 и правого 52 счетчиков через логические элементы И

55 и 56 с началом выработки переднего фронта интервала времени оптимизации ht и заполнение счетчиков о

51 и 52 идет за все время оптимизации, Так как )поступление. первого импульса датчика пути не синхронизированно с передним фронтом времени оптимизации, то возникает задача определения интервала Ьй„ . Для этой цели на триггерах 84 и 85 формируется сигнал длительности ht„, за время которого происходит заполнение счетчиков 53 и 54, частотой 100 Гц, информация с которых считывается в память микропроцессора 31.

Каналы потерь соломотрясом и под станом очистки идентичны. Потерянные зерна, ударяясь о поверхность датчиков 59 и 60 на основе пьезоэлементов, вырабатывают импульсы. Счет числа импульсов ведется за время on)О тимизации в счетчиках 65 и 38. Информация со счетчиков через клапаны

66 и 67 опроса переписывается в память микропроцессора 31.

Датчик 68 включения рабочих органов-герконового типа. При опускании рабочего органа (жатки) в рабочее положение с выхода датчика 68 снимается логический сигнал "1" или

"0", который через формирователь 71 поступает на вход RS-триггера 76, выполняющего функцию памяти и устранения дребезга контактов геркона.

Канал измерения технологического обслуживания аналогичен каналу наг2 рузки. С выхода генератора 70 переменного напряжения двигателя переменное напряжение выпрямляется и приводится к уровню ТТЛ схем в формирователе 73.

Сформированные логические сигналы подаются на входные шины регистра

?4. Информация с выхода регистра через клапан 75 опроса считывается и заносится в память микропроцессора

31

Частота микропроцессора Р „ значительно выше частот, вырабатываемых устройством, и в зависимости от типа выбранного микропроцессора составляет 100 — 50 кГц. После обработки введенной информации последняя выдается на цифровой индикатор.

При выходе степени загрузки двигателя (либо других параметров) за пре4 делы допускового контроля осуществляется звуковая и световая прерывистая сигнализация.

В микропроцессор 31 вводят экспериментальные характеристики двигателя — зависимости расхода топлива и частоты вращения коленчатого вала от эффективной мощности, численное значение максимальной эффективности мощности G =f, (Ne); n,=f (Ne);

Ne„«,, частоту вращения коленчатого вала двигателя при его холостом ходе и при максимальной эффективной мощности n „, расход топлива при холос1 225501 том ходе двигателя G,„„, а также эмпирические зависимости коэффициентов корректировки цены одного импульса расходомера топлива от уровня температуры и массового расхода °

Определение текущего расхода топлива микропроцессор осуществляет по формуле к к, 1 а о

У где G, — текущий (дискретный) расход топлива двигателя за длительность Ь,; 15

N, — количество импульсов датчика расхода топлива; — цена одного импульса;

1:., и К, ; безразмерные коэффициенты корректировки цены импульса 20 соответственно от уровня температуры топлива и массового расхода;

Г б, — длительность времени оптимизации. 25

Сравнивая дискретное значение рас= хода топлива G, :с экспериментальной зависимостью G„ = f, (Ne), микропроцессор определяет численные значения эффективной мощности, а по ЗО частоте вращения коленчатого вала в соответствии с экспериментальной saвисимостью и,= f (Ne) устанавливается принадлежность режима работы к регуляторной или корректорной ветви затем по формуле

Ne

3 1 е„,„, .лО определяют коэффициент загрузки двигателя. Знак минус перед численным значением коэффициента загрузки двигателя условно указывает на перегрузку (работа на корректорной ветви).

Коэффициент загрузки двигателя в ре жиме реального времени фиксируется и выводится на устройстве индикации для выработки управляющих воздейст— вий человеком-оператором. >О

Диагностирование технического состояния двигателя выполняют по значению расхода топлива при максимальной частоте вращения коленчатого вала (холостой ход двигателя) n „ и

G „ . Совокупность этих двух показателей характеризует конкретное состояние двигателя. Для диагностирования можно применять длительности разгона или выбега собственных масс двигателя., Знaÿ Ne, легко определить тяиакс говую мощность по коэффициентам заг.рузки двигателя на регуляторной ветви и c. n c.ï с рабочей машиной и

Нам Р без нее

К

Ne

Ne макс

Ne,, за

Макс

N„Ó. „ и == -Ба — —" гм

КПД тяговой машины; мощность на передвижение тяговой машины, л.с.; коэффициент перевода лошадинных сил в ккал (кал ); теплотворная способность секундного расхода топлива, ккал (кал) в условиях самопередвижения. где п тм

И ся

jà и

К = 75 — — = 0.,176

427

Расчет режима оптимизации производится по следующим формулам.

Путь за время оптимизации 4t,M и„ l „, где 1„ — количество оборотов датчика пути, об/мин;

С„ — длина окружности датчика пути, 0,5 — 4 м.

2, Скорость движения агрегата, км/ч — мощности на передвижение мобильной машины и в агрегате с рабочей машиной;

N — тяговая мощность. трг

Для:измерения коэффициента полезного действия тяговых машин заранее определяют теплотворную спосббность .топлива, затем определяют мощность на передвижение тяговой машины с помощью протарированных (проверенных) тяговых средств в фиксированных условиях и за счет самопередвижения, фиксируя при этом

N иЯ-;

122550) 5

S = () — — "- ) )OOX ко щее

30 о 3600 пп о

7. Мощность, л.с.

М„ пп

716 2

35 ео

Ne

Ne = 500 л.с.

36 r,„A K„

И:10е

55

Vp „,„, =О, 5-36 км/ч.

Допусковый контроль к Рмакс

3. Производительность агрегата, ra/ч

W,=0,1 ВV,, где  — рабочая ширина захвата, 1 — 30 м.

4. Буксование колес

S = 1-15Х.

Допусковый контроль

8 (S

<Р Макс .

Количество оборотов результируюи,„+ и„

5. Расход топлива за ь,, кг

Q„„ n„„ q„ )0 где и„„ — колйчество импульсов расходомера топлива;

q — цена импульса расходомера т топлива, Г.

6. Удельный расход топлива, кг/ч

8. Степень загрузки двигателя

Допусковый контроль пноом Е

Ч =-03- 1. поом в

9. Величина потерь зерна, ц/га где г — количество ударений) о дат 9A чик (количество потерянных зерен);

А — вес 1000 зерен, кг, Допусковый контроль

Хм (Х.„

10 ° Прямые затраты денежных средств, руб/га

П вЂ” + — — +Х ((r, G

llP Ц M а

P P

rpe r,= 0 1 — 5 0 Ц = 0 05 — p 5

U„= 5 — 50.

Допусковый контроль ао

61 ° от

Выработка интервалов оптимизации происходит периодически в течение работы двигателя и потребления им топлива. l5

После окончания времени оптимизации, опроса и ввода информации в память микропроцессора она не сти.рается, а переписывается в другие ячейки памяти с целью накопления информации в течение смены и логической обработки.

Алгоритм информационно-измерительной системы аппаратуры следующий.

1. Происходит накопление информации времени основной работы. В ячейку памяти записывается данный параметр по конъюнкции с величиной расхода топлива за время основной работы и пути.

Все три параметра заносятся отдельно, в ячейки памяти. Время основной работы характеризуется рабочим состоянием датчика нагрузки (Д„).

2. Время холостого переезда характеризуется нерабочим положением датчика нагрузки.

Все три параметра также работают по конъюнкции и значения их записываются в другие ячейки.

3. Если время по п.2 менее 2 мин,. то оно заносится в специальную ячейку "Время поворотов".

4. При времени по п.2 менее 2 мин путь не регистрируется.

5,. Время технологического обслуживания агрегата °

Приоритет — от датчика в зерновом потоке выгрузногос шнека (ДТО) .

При отсутствии сигналов с датчиков основной работы это время заносится в ячейку "Время технологического обслуживания".

6. Среднее значение степени загрузки.!

225501

Составитель Б. Кузьмич

Редактор Л. Гратилло Техред Г.Гербер Корректор А.Тяско

Заказ 2013/1 Тираж 679 Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Находится среднее значение из всех проведенных опытов и заносится в отдельную ячейку.

7. Среднее значение количества оборотов коленчатого вала эа время, в течение которого сохраняется заданный номинал частоты вращения коленчатого вала двигателя при основной работе.

8. Среднее значение потерь зерна.

9. Время суммарное.

Применение предлагаемого изобретения позволяет значительно снизить погрешность измерения потребляемой мощности на привод жатки и молотильного барабана, получить информацию о степени загрузки двигателя и его тех l0 ническом состоянии. а