Блок измерительный комплекса автономной проверки электрооборудования изделий Российский патент 2023 года по МПК G05B1/01 G01R1/12 G01R1/73 G06F17/00 

Область техники

Изобретение относится к радиоэлектронике и вычислительной технике, предназначено для контроля электрического монтажа, а именно, проверки соответствия объекта контроля его электрической схеме и может быть использовано для контроля наличия связей, замкнутых контактов, возникновения замыканий, сопротивления изоляции, контроля параметров элементов объекта контроля, контроля срабатывания элемента при подаче воздействующего напряжения, контроля наличия импульсов частотой 10 Гц и амплитудой не менее 2,6 В, контроля реле времени.

Уровень техники

Известен программно-аппаратный комплекс автоматизированного функционального контроля электрических монтажных структур (патент RU №129281, МПК G06F 17/00, опубл. 20.06.2013), который содержит рабочую станцию, блок соединителей, блок коммутации с соответствующими каналами и платой соединительной, блок переходной и блок измерительный, блок внешнего питания с автоматическим выключателем и устройством контроля пробоя изоляции и блок внутреннего питания. В качестве рабочей станции применена ЭВМ. Блок коммутации снабжен микропроцессорным контроллером с системой управления и программируемым источником тока и напряжения, а блок измерительный - вольтметром. Осуществление проверки правильности функционирования изделия осуществляют при подаче на него номинального напряжения питания (27±0,5) В и изменении напряжения источников питания в пределах от 24 до 32 В.

Недостатком известного решения является отсутствие возможности проверки правильности функционирования изделия при подаче на него высоковольтного переменного напряжения, а также ограниченность функционала за счет использования вольтметра в структуре блока измерительного.

Известно устройство автоматизированного контроля электрической прочности изоляции изделий, наиболее близкое по сущности к заявляемому и выбранное за ближайший аналог (патент RU №146457, МПК G01R 31/02, опубл. 10.10.2014), которое содержит рабочую станцию (РС), управляющий контролер (УК), блок соединителей (БС), блок фиксации пробоя (БФП), блоки коммутации (БК), каждый из которых содержит сдвиговый регистр (СР) и коммутирующие элементы, а также блок внешнего электропитания (БВЭП), источник внутреннего электропитания (ИВЭП) и высоковольтный источник испытательного напряжения (ВИИН), в качестве рабочей станции применен персональный компьютер (ПК), БВЭП снабжен автоматическим выключателем (АВ), ВИИН выполнен программируемым, а коммутирующие элементы БК выполнены в виде, по меньшей мере, трех высоковольтных реле (ВР).

Недостатком известного устройства является ограниченный функционал в силу возможности его применения только с целью контроля электрической прочности изоляции цепей изделий.

Основной технической задачей является реализация возможности проверки электрического монтажа электрических цепей на предмет контроля наличия связей, замкнутых контактов, возникновения замыканий, сопротивления изоляции, контроля параметров элементов объекта контроля, контроля срабатывания элемента при подаче воздействующего напряжения, контроля наличия импульсов частотой 10 Гц и амплитудой не менее 2,6 В, контроля реле времени.

Основной техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей.

Технический результат достигается за счет того, что в блоке измерительном комплекса автономной проверки электрооборудования изделий, содержащем пульт управления, выполненный на базе персонального компьютера с блоком программного управления, блоком ввода-вывода и печати, рабочий стол для подключения объекта контроля, стойку коммутации, включающую подключенные посредством кабелей к колодке питания внешнего источника электропитания высоковольтные источники напряжения, источник внутреннего электропитания, подключенный к модулю управления, подключенный к первому и второму модулям коммутации, каждый из которых содержит сдвиговый регистр и коммутирующие элементы, согласно предложенному решению, дополнительно введены подключенные при помощи кабелей к колодке питания мультиметр, генератор сигналов и частотомер, модуль расширительный и модуль времени, причем мультиметр, высоковольтные источники напряжения и генератор сигналов подключены через модуль расширительный к модулю управления, а частотомер подключен через модуль времени и модуль расширительный к модулю управления, при этом модуль времени выходом подключен к выходу источника внутреннего электропитания.

Заявляемое изобретение поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлена его структурная схема, на фиг. 2 - функциональная схема рабочего места оператора, на фиг. 3 - ее функциональная схема, где обозначены:

1 - рабочее место оператора;

2 - стойка коммутации;

3 - рабочий стол;

4 - клавиатура;

5 - мышь;

6 - принтер;

7 - дисплей;

8 - ПК;

9 - источник внутреннего электропитания;

10 - мультиметр;

11 - высоковольтный источник напряжения;

12 - генератор сигналов;

13 - частотомер;

14 - расширительная плата;

15 - модуль времени;

16 - модуль управления;

17 - первый модуль коммутации;

18 - второй модуль коммутации.

Рабочее место оператора 1 включает стол и кресло оператора. На столе расположен пульт управления, выполненный на базе персонального компьютера 7 с блоком ввода-вывода и печати, в состав которого входят клавиатура 4, манипулятор «мышь» 5, принтер 6, дисплей 7.

Конструктив пульта управления позволяет разместить системный блок управляющего компьютера с встроенными контроллером, клавиатуру 4, манипулятор «мышь» 5 и принтер 6, дисплей 7. Пульт управления располагается в непосредственной близости от стойки (или в стойке) и соединяется с ней кабелями.

Стойка коммутации 2 включает подключенные к колодкам источника питания 220 В 50 Гц источник внутреннего электропитания 9, соединенный кабелем со входом модуля управления 16; мультиметр 10, высоковольтные источники напряжения 11, генератор сигналов 12, подключенный при помощи кабелей через расширительный модуль 14 к модулю управления 16; частотомер 13, подключенный при помощи кабелей через модуль времени 15 и расширительный модуль 14 к модулю управления 16, модуль времени 15 подключен к внутреннему источнику питания. К модулю управления 16 при помощи четырехшинных кабелей подключены первый и второй модули коммутации 17 и 18.

Модуль управления 16 выполнен в 19-дюймовом блочном каркасе, в нем размещены:

- верхняя соединительная плата;

- нижняя соединительная плата;

- плата ввода-вывода;

- плата выбора адреса;

- плата управления устройствами.

Две платы управления устройствами модуля управления 16 образуют блок из четырех шин с выходом на два разъема для подключения контактов устройств. Объединение выходов плат произведено на соединительной плате.

Модуль управления 16 обеспечивает выбор коммутатора первого и второго модулей коммутации 17 и 18 и платы, с реле которой проводится операция установки на шину или снятия с шины устройства.

Модули коммутации 17 и 18 выполнены в 19-дюймовом блочном каркасе, в них размещены:

- верхняя соединительная плата;

- нижняя соединительная плата;

- плата выбора адреса;

- плата коммутатора.

Две платы коммутатора образуют блок из четырех шин с выходом на два разъема с 32 выходами.

Объединение выходов плат произведено на соединительной плате.

Модули коммутации 17 и 18 обеспечивают возможность использования мультиметра 10, частотомера 13 и подачи воздействующих напряжений от высоковольтных источников напряжения 11 на объект контроля, позволяют подключить любую точку платы на любую шину.

При измерении интервалов времени используется плата для измерения интервалов времени, в виде которой выполнен модуль времени 15.

Для подключения объекта контроля используются технологические кабели, которыми соединяют все контакты разъема изделия и, при необходимости, корпус разъема изделия.

Стойки коммутации 2 изготовлены в стандарте «Евромеханика-19». Подвижные опорные шарниры стойки позволяют перемещать ее на небольшие расстояния по ровной поверхности.

Осуществление изобретения

При работе заявляемого изобретения обеспечивают подачу на объект контроля воздействующих напряжений от встроенных высоковольтных источников напряжения постоянного тока 11.

Блок программного управления обеспечивает:

- подготовку заданий на контроль изделия путем описания схемы изделия;

- подготовку заданий для определения соединений изделия по образцу изделия;

- выполнение выбранного задания;

- управление и диалог с оператором в процессе контроля;

- тестирование работоспособности установки.

Блок программного управления установлен на ПК и представляет собой приложение для WINDOW, вызываемое оператором управления, и управляет блоком ввода-вывода.

Модуль управления 16 находится в стойке коммутации 2 и обеспечивает ввод-вывод данных между ПК и модулем управления (МУ) по Кабелю 1, получает питание ~220 В, управляет подключением контактов приборов к шинам (контакты приборов подключаются к МУ Кабелем 2), и выдает управляющие воздействия на модули коммутации по Кабелям 5, где плата ввода-вывода обеспечивает ввод-вывод данных между ПК и модулем управления (МУ) по кабелю 1 и выдает управляющие воздействия на модули коммутации по кабелю 5.

На плате ввода-вывода модуля управления 16 расположены:

- схема управления регистром адресов;

- регистры адреса;

- схема управления поляризованными реле коммутатора.

Плата выбора адреса модуля управления 16 обеспечивает выбор модулей коммутации 17 и 18 и платы коммутатора, на ней расположены:

- дешифратор выбора модуля коммутации;

- дешифратор выбора платы модуля коммутации.

Плата управления модуля управления 16 обеспечивает подключение 30 контактов устройств на шины 1…4., на ней расположены:

- дешифратор выбора ячейки;

- четыре ячейки коммутатора, каждая состоит из дешифратора и управляемыми им 16 реле.

Модули коммутации 17, 18 управляют подключением контактов объекта контроля к шинам.

В модулях коммутации 17 и 18 установлены платы:

- верхняя соединительная плата;

- нижняя соединительная плата;

- выбора адреса;

- плата коммутатора.

Выход коммутатора организуется с помощью соединительной платы нижней. Она объединяет выходы двух плат.

Плата выбора адреса модулей коммутации 17 и 18 обеспечивает выбор модуля и платы коммутатора.

На плате расположены:

- дешифратор выбора модуля коммутации;

- дешифратор выбора платы модуля коммутации.

Плата коммутатора модулей коммутации 17, 18 обеспечивает подключение 64 контактов объекта контроля на шины 1…4, на ней расположены:

- дешифратор выбора ячейки;

- восемь ячеек коммутатора, каждая состоит из дешифратора и управляемыми им 16 реле Р1…Р16.

Плата для измерения интервалов времени модуля времени 15 предназначена для формирования импульса амплитудой 5 В и длительностью, определяемой сигналами СТАРТ и СТОП, на ней расположены:

- схемы регистрации сигналов СТАРТ;

- схема формирования импульса.

В качестве высоковольтного источника напряжения 11 выбран источник DC Keysight N5752A.

В качестве генератора сигналов 12 выбран АКИП 3409-1.

В качестве частотомера 13 выбран частотомер Agilent 53131A.

В заявляемом изобретении контроль монтажа осуществляется:

- для определения соответствия электрического монтажа проверяемого объекта его электрической схеме;

- для проверки параметров, в том числе, электрического сопротивления изоляции и ее электрической прочности;

- для проверки правильности функционирования с помощью действий оператора по запросу программы контроля.

Определение соответствия электрического монтажа проверяемого объекта его электрической схеме проводится методом омметра - контролируются сопротивления связей между подключенными к коммутатору точками цепи электрического монтажа проверяемого объекта. Контроль выполняется с помощью мультиметра, работающего в режиме омметра. Контроль проводится на низких уровнях напряжений и токов, что позволяет избежать возможных разрушений при производственных дефектах монтажа.

Проверка изоляции осуществляется методом вольтметра - амперметра. Мультиметром определяются токи утечки. При этом к испытуемым цепям прикладываются напряжения от источника постоянного тока. Электрические цепи, изоляция которых должна подвергаться проверке, точки приложения испытательного напряжения, его значение, форма и длительность воздействия указываются в файле, содержащем задание для контроля объекта.

Перед операцией проверки изоляции производят подключение всех цепей на шину «1». Затем контролируемую цепь отключают от шины «1» и устанавливают на шину «2», после чего контролируют сопротивление между шинами «1» и «2» при помощи мультиметра. При этом, если сопротивление между шинами не менее установленного допуска, подают испытательные воздействия в режимах заданных в программе контроля.

После контроля изоляции контролируемую цепь обратно подключают на шину «1».

Эти действия повторяют для каждой цепи.

После контроля всех цепей производят сброс «точек» с шины «С».

Для контроля срабатывания реле, контакты обмотки реле подключают к шинам «3» и «4», а контакты, которые необходимо проверить на срабатываение, - к шинам «1» и «2».

К шинам «1», «2» подключают мультиметр, а к шинам «3», «4» - источник воздействующего напряжения. Подают заданное в программе контроля напряжение, которое транслируют на обмотку реле, и это приводит к срабатыванию проверяемых контактов. Это срабатывание фиксируется мультиметром. Результат заносится в протокол.

Для проверки реле времени или наличия импульса определенной частоты и амплитуды - вместо мультиметра используют частотомер и генератор импульсов, соответственно.

Таким образом, в изобретении решение поставленной задачи позволяет достичь заявляемый технический результат, а именно, расширить функциональные возможности за счет реализация возможности проверки электрического монтажа электрических цепей на предмет контроля наличия связей, замкнутых контактов, возникновения замыканий, сопротивления изоляции, контроля параметров элементов объекта контроля, контроля срабатывания элемента при подаче воздействующего напряжения, контроля наличия импульсов частотой 10 Гц и амплитудой не менее 2,6 В, контроля реле времени.

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к средствам контроля электрического монтажа. Технический результат направлен на повышение точности контроля электрического монтажа проверяемого объекта. Блок измерительного комплекса автономной проверки электрооборудования изделий, содержащий пульт управления, выполненный на базе персонального компьютера с блоком программного управления, блоком ввода-вывода и печати, рабочий стол для подключения объекта контроля, стойку коммутации, источник внутреннего электропитания, подключенный к модулю управления, подключенный к первому и второму модулям коммутации, каждый из которых содержит сдвиговый регистр и коммутирующие элементы, и дополнительно введены подключенные при помощи кабелей к колодке питания мультиметр, генератор сигналов и частотомер, модуль расширительный и модуль времени, причем мультиметр, высоковольтные источники напряжения и генератор сигналов подключены через модуль расширительный к модулю управления, а частотомер подключен через модуль времени и модуль расширительный к модулю управления, при этом модуль времени выходом подключен к выходу источника внутреннего электропитания. 3 ил.

Блок измерительный комплекса автономной проверки электрооборудования изделий, содержащий пульт управления, выполненный на базе персонального компьютера с блоком программного управления, блоком ввода-вывода и печати, рабочий стол для подключения объекта контроля, стойку коммутации, включающую подключенные посредством кабелей к колодке питания внешнего источника электропитания высоковольтные источники напряжения, источник внутреннего электропитания, подключенный к модулю управления, подключенный к первому и второму модулям коммутации, каждый из которых содержит сдвиговый регистр и коммутирующие элементы, отличающийся тем, что дополнительно введены подключенные при помощи кабелей к колодке питания мультиметр, генератор сигналов и частотомер, модуль расширительный и модуль времени, причем мультиметр, высоковольтные источники напряжения и генератор сигналов подключены через модуль расширительный к модулю управления, а частотомер подключен через модуль времени и модуль расширительный к модулю управления, при этом модуль времени выходом подключен к выходу источника внутреннего электропитания.