Устройство автоматизированного контроля функционирования блоков реле Российский патент 2023 года по МПК G06F11/30 

Область техники

Изобретение относится к радиоэлектронике и вычислительной технике, предназначена для контроля электрического монтажа, а именно, проверки соответствия объекта контроля его электрической схеме и может быть использована 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, и может быть использована для контроля параметров сопротивлений резистивных элементов, прямых и обратных сопротивлений для полупроводниковых структур.

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 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 блок автоматизированного контроля функционирования блоков реле, 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 к колодке питания внешнего источника электропитания высоковольтные источники напряжения постоянного тока, источник внутреннего электропитания, выходы которых подключены к модулю управления и коммутации, согласно предложенному решению, в стойку коммутации дополнительно введены подключенные к колодке питания мультиметр, источник напряжения переменного тока, выходы которых подключены к модулю управления и коммутации, и подключенный к стойке коммутации блок нагрузок.

Заявляемое изобретение поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлена ее структурная схема, на фиг. 2 – функциональная схема рабочего места оператора, на фиг. 3 – ее функциональная схема, на фиг. 4 – схема примера реализации источника сигнала е1 и е2 , на фиг. 5 – схема примера реализации блока нагрузок, на фиг. 6 – схема подключения нагрузок платам соединительным МУК, 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 источники напряжения постоянного тока;

12 – источник напряжения переменного тока е1 и е2;

13 – модуль управления и коммутации (МУК);

14 – генератор;

15 - блок нагрузок.

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 220В 50Гц источник внутреннего электропитания 9, мультиметр 10, высоковольтные источники напряжения 11 Е2 и Е3, источник сигналов 12 е1 и е2, подключенные при помощи кабелей к МУК 13. На рабочем столе расположен блок нагрузок 15, который подключен к соединительным платам МУК 13 при помощи кабелей.

Также в состав стойки коммутации 2 входят разъёмы для подключения объекта контроля, кабель для подключения стойки к ПК рабочего места оператора и кабель для подключения стойки к сети 220В 50Гц.

МУК 13 выполнен в 19-дюймовом блочном каркасе, в нем размещены:

- плата ввода вывода 16;

- программируемый источник 17;

- плата выбора адреса 18;

- две платы управления устройствами 19 (шина 1 – шина2, шина 3 – шина 4);

- плата коммутации каналов 20;

- верхняя и нижняя соединительные платы 21.

На плате ввода-вывода 16 МУК 13 расположены:

- схема управления регистром адресов;

- регистры адреса;

- схема управления поляризованными реле коммутатора.

Плата выбора адреса 18 МУК 13 обеспечивает выбор модуля и плат коммутации, на ней расположены:

- дешифратор выбора модуля;

- дешифратор выбора платы модуля.

Платы коммутации устройств 19 МУК 13 обеспечивают подключение 30 контактов устройств на шины 1…4. , на них расположены:

- дешифратор выбора ячейки;

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

Платы коммутации каналов 20 содержат:

- дешифратор выбора ячейки;

- четыре ячейки коммутатора Я1…Я4, каждая состоит из дешифратора D1 и управляемыми им 16ти реле.

Две платы коммутации устройств 19 МУК 13 образуют блок из четырех шин с выходом на четыре разъёма для подключения контактов устройств. Объединение выходов плат произведено на соединительной плате.

Две платы коммутации каналов 20 МУК 13 образуют блок из 4 шин с выходом на один разъём для подключения контактов объекта контроля. Объединение выходов плат произведено на соединительной плате.

Источник сигнала е1 и е2 выполнен с применением генератора 14 G1 напряжением 27В и током до 52А (фиг.4), который преобразует постоянное напряжение в переменное напряжение с частотой 1000Гц и напряжениями 40В и 127В, предназначен для проверки контактов реле объекта контроля на возможность прохождения тока.

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

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

Осуществление изобретения

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

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 подачи воздействующих напряжений и действий оператора по запросу программы контроля.

Блок программного управления обеспечивает:

- подготовку заданий на контроль изделия путем описания схемы объекта контроля;

- подготовку заданий для определения соединений изделия по образцу объекта контроля;

- выполнение выбранного задания;

- управление и диалог с оператором в процессе контроля;

- тестирование работоспособности установки.

Плата ввода вывода 16 обеспечивает ввод вывод данных между ПК и МУК 13 по кабелю 1 и выдаёт управляющие воздействия на объект контроля.

При работе заявляемого изобретения обеспечивают подачу на объект контроля воздействующих напряжений от высоковольтных источников напряжения постоянного тока 11, а также воздействующего напряжения постоянного тока Е2, Е3 в диапазоне от 1 до 500 В, напряжения переменного тока е1, е2 частотой 1000 Гц 127В и 40 В, соответственно.

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 «1».

Для контроля срабатывания реле, контакты обмотки реле подключают к шинам «3» и «4», а контакты, которые необходимо проверить на срабатывание, - 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 определённой частоты и амплитуды - вместо мультиметра используют источники е1 и е2 и блок нагрузок.

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.

Определение соответствия электрического монтажа проверяемого объекта его электрической схеме проводится методом омметра – контролируются сопротивления связей между подключёнными 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.

В источнике сигнала е1 и е2 (фиг.4) Е3 обеспечивает питание генератора G1 напряжением 27В и током до 52А. Генератор вырабатывает переменное напряжение с частотой 1000Гц и напряжениями 40В и 127В. Питание реле Р1 и Р2 подаётся в цепь GND разъёма Ux МУК 13. При подаче токов Le1 и He1 на шины, и контактов проверяемого реле на эти же шины после подачи команды RESET включится реле Р1 и в цепи образуется ток, величина которого будет определена значением сопротивления R3, ток которого будет измерен при помощи мультиметра 10. Аналогично будет проверен ток в Le2 и He2 при подаче команды START.

Управление платами коммутации каналов 20 происходит через плату выбора адреса 18 для каждого модуля коммутатора, обеспечивая выбор модуля и платы коммутации каналов, с реле которой будет проведена операция установки на шину или снятия с шины, и позволяет подключить до 30 контактов устройств контроля на любую шину. Обеспечивает подключение мультиметра и источников к любой шине.

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 радиоэлектронике и вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении 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. Технический результат достигается за счет устройства автоматизированного контроля функционирования блоков реле, содержащего 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 к колодке питания внешнего источника электропитания высоковольтные источники напряжения постоянного тока, источник внутреннего электропитания, выходы которых подключены к модулю управления и коммутации, при этом в стойку коммутации дополнительно введены подключенные к колодке питания мультиметр, источник напряжения переменного тока, выходы которых подключены к модулю управления и коммутации, и подключенный к стойке коммутации блок нагрузок. 6 ил.

Устройство автоматизированного контроля функционирования блоков реле, содержащее 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 к колодке питания внешнего источника электропитания высоковольтные источники напряжения постоянного тока, источник внутреннего электропитания, выходы которых подключены к модулю управления и коммутации, отличающееся тем, что в стойку коммутации дополнительно введены подключенные к колодке питания мультиметр, источник напряжения переменного тока, выходы которых подключены к модулю управления и коммутации, и подключенный к стойке коммутации блок нагрузок.