Устройство для контроля ресурса технической системы Советский патент 1983 года по МПК G07C3/00 

Изобретение относится к автоматизации контроля и управления производственными процессами и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления технологическими процессами и производством, а также в научных исследованиях и технике, где требуется находить значение величины . времени полезного функционирования.

Извес,тно устройство для определения используемого ресурса различных изделий, содержащее накопитель, блок ввода информации и индикаторный блок CllНедостатком указанного устройства является узкая область применения вследствие того, что оно определяет использованный ресурс изделия, но не позволяет определить время его полезного функционирования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля ресурса тех. нической системы, содержащее датчик времени, датчик расхода, ресурса, интегратор, сумматор, блок сравнения, блок усиления, блок произведения и блок индикаций 2..

Недостатк,ом известного устройства является то, что оно служит только для определения момента регенера г ции ресурса и, кроме того, не связывает запас ресурса с его расходом на полезное функционирование системы и нейтрализадию возмущающих воз--, действий, а также дополнительный расходы ресурсов на нейтрализацию

10 возмущений в системе, от правильного выбора которых зависит время По лезного функционирования технической системы. Все это снижает точность устройстсва.

15

Цель изобретения - повышение точности устройства путем определения времени полезного фунюхионирования технической системы, работа которой происходит в условиях возмущающих

20 воздействий, с учетом того, что часть ресурс:а системы выделяется на нейтрализацию (устранение) возмущений .

Эта цель достигается тем, что в устройство для контроля ресурса гехнической.системы, содержащее датчик времени, первый датчик расхода ресурса первый сумматор, первый блок сравнения и блок индикации, вве30 дены второй датчик расхода ресурса. датчик интенсивности расхода ресурса, блок деления, элементы И, датчи возмущающего воздействия, второй .су матор, блок нелинейного преобразова ния и второй блок сравнения, выход первого датчика расхода ресурса сое динен с первыми входами второго бло ка сравнения и первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго датчика расхода ресурса, выход первого сумматора соединен с первым входом блока деления второй вход которого подключен к вы ходу датчика интенсивности расхода ресурса, выход блока деления соединен с первым входом первого блока сравнения, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом блока индикации, выход датчика времени подключен к вторым входам первого блока сравнения и первого элемента И и к первым входам второго и третьего элементов И, второй вход последнего соединен с выходом датчика возмущающего воздействия, выход третьего элемента И через последовательно со диненные второй сумматор и.блок нелинейного преобразования подключен к второму входу второго блока сравнения, первый выход (которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу блока индикации, втор выход второго блока сравнения соединен с входом датчика времени и с вторым входом первого блока сравнения. Любые материальные объекты, в том числе техническую систему, можн рассматривать как объекты, имеющие ограниченный ресурс жизнедеятельности, который расходуется ими на процесс функционирования, а также н нейтрализацию возмущающих действий, которым подвергается система. Пусть задан общий запас ресурса R Кпф RV значение величины ресурса, выделяемого на полезное функционирование системы К„- величина ресурса, выделяемого на нейтрализацию возмущающих воздействий в сие теме. Время полезного функционирования технической системы в условиях возмущений, с одной стороны, зависит от величины общего .з&паса ресурса а системе и определяется следующим :образом С1) где ct - интенсивность расхода ресур са в системе на ее полезное функционирование. С другой стороны, время полезного функционирования технической системы непосредственно зависит от велиЧины Rj, и, как только запас ресурса RH будет исчерпан на нейтрализацию поступадщих в систему возмущений, т.е. станет равным нулю, функционирование системы прекратится, так как вновь поступающие в систему возмущения приводят ее к отказовому состоянию. Пусть на систему действуют возмущения , которые для своей нейтрализации требуют соответствующее количество единиц ресурса R. В этом случае время полезного функционирования технической системы является аргументом следующего условия « V{f-R„j, где - значение величины возмущаю щих воздействий, требующее для своей нейтрализации заранее установленное допустимое ограниченное значение величины RH, при этом Трф представляет собой величину, зависящую от величины . Таким образом, с одной стороны, увеличивая R, можно увеличить время полезного функционирования системы (2), а с другой стороны, увеличение R сказывается на уменьшении времени полезного функционирования (1). Отсюда время Q( полезного функционирования сложной системы зависит от Яц и определяется из следующего условия Q(R) min (Т;,ф, Т) В данном устройстве математическая модель реализуется аппаратурно. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит датчик 1 возмущающего воздействия (t), которым подвергается техническая система в данный момент времени., третий элемент и 2, датчик 3 времени, второй сумматор 4, накапливающий с течением времение функционирования системы 3Ha4eHlie 1- (t)) величины возмуSV|4 t щающих воздействий, блок 5 нелинейного преобразования, реализующий функцию R f ( I ), т.е. определяющий фактическое требуемое к данному моменту времени значение величины ресурса на нейтрализацию возмущений в системе, второй блок 6 сравнения, в котором происходит сравнение величины ресурса R с имеющейся в системе величиной R ресурса, выделенного на нейтрализацию возмуьений, первый дажчик 7 расхода ресурса RH на нейтрализацию возмущающих воздействий, второй элемент И 8, блок 9 ин дикации, второй датчик 10 расхода ресурса R в системе, первый сумматор 11, вычисляющий значение ресурса R - Rf, предназначенное йа полезное функционирование технической сис темы, блок 12 деления, датчик 13 интенсивности расхода, первый блок 14 сравнения, сравниваюций рассчитан-ное плановое время функционирования системы с .им значением времени, первый элемент И 15. Устройство работает следующим образом. В процессе функционирования техни ческой системы на нее действуют раз.иичиыо возмущения, которые из датчика 1 возмущающего воздействия поступают на второй вход третьего элемента И 2. Одновременно на первый вход третьего элемента И 2 поступает управляющий сигнал, формируемый датчиком 3 времени. С выхода третьего элемента И 2 снимается значение вели чины возмущающих воздействий в текущий момент времени, которое поступает на первый вход второго сумматора в котором с течением времени происходит накопление значения величины возмущений, на второй вход cy lмaтoра 4 поступает сигнал, устанавливающий его перед началом работы устройства в нулевое состояние. С выхода второго сумматора 4 сигнал поступает на вход блока 5 нелинейного преобразования, реализующий функцию R ( ), т.е. определяющий фактичес кое требуемое к данному моменту времени значение величины ресурса на нейтрализацию возмущающих воздействи Это, значение R требуемого к данному моменту времени величины ресурса на нейтрализацию возмущений поступает н второй вход второго блока 6 сравнения, в котором происходит сравнение величины ресурса требуемой R к данному моменту времени на нейтрализацию возмущений с имеющейся в системе величиной Rf ресурса на нейтрализаци возмущений; поступающей на первый вход второго блока 6 сравнения с выхода первого датчика 7 расхода pecyp са Rц на нейтрализацию возмущающих воздействий. Если в системе в данный момент времени не осталось ресурса на нейтрализацию возмуйений, т.е. вы полняется во втором блоке 6 сравнеНИН равенство R R, то сигнал с первого выхода второго блока б сравнения поступает на второй вход второ го элемента И 8, на первый вход кото рого поступает с датчика 3 времени сигнал, характеризующий значение текущего времени. При появлении сигналов одновременно напервом и втором входах второго элемента И 8 с -его вы хода выдается сигнал на второй вход блока 9 индикации, определяя тем самым время 1 р полезного функционирования системы в случае, когда весь запас ресурса на нейтрализацию возмущений окажется исчерпан. Если же во втором блоке 6 сравнения не происходит сравнения , т.е. оказывается, что R R, то со второго .выхода второго блока 6 сравнения управляющий сигнал поступает на управляющий вход датчика 3 времени на выдачу очередного значения времени. Со второго датчика 10 расхода ре-. сурса величина R ресурса, выделенного в системе, поступает на второй вход первого сумматора 11, на первый вход которого поступает значение величины R ресурса на нейтрализацию возмущений с первого датчика 7 расхода ресурса. В первом сумматоре 11 определяется значение R-R ресурса, предназуаченного на полезное функционирование технической системы. Это значение, ресурса с выхода первого сумматора 11 поступает на первый вход блока 12 деления, на второй вход которого с датчика 13 интенсивности расхода ресурса поступает .значение интенсивности расхода ресурса на полезное функционирование системы. , Полученное значение 1, планового времени полезного функционирования технической системы поступает на первый вход первого блока 14 сравнения, на второй вход которого поступает значение текущего времени с выхода датчика 3 времени. В первом блоке 14 сравнения происходит сравнения рассчитанного планового времени полезного функционирования системы с текущим- значением времени. В случае сравнения указанных величин с первого выхода первого блока 14 сравнения управляющий сигнал поступает на первый вход первого элемента И 15 на второй вход которого с выхода датчи1ка 3 времени поступает текущее . значение времени. С выхода первого элемента И 15 значзние времени полезного функционирования системы поступает на первый вход блока 9 индикации. В случае невыполнения сравнения в первом блоке 14 сравнения со второго его выхода управляющий сигнал поступает на управляющий вход датчика 3 времени на выдачу очередного значения времени. Предлагаемое устройство позволяет определить время полезного функционирования технической системы в условиях возмущающих воздействий и тем самым определить момент времени, когда наступает простой в работе системы, что позволяет устранить наруше7 ния, вызванные действием возмущений.. Формула изобретения Устройство для контроля ресурса технической системы, содержащее датчик времени, первый датчик расхода ресурса, первый сумматор,первый блок сравнения и блок индикации, о т личающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены второй датчик расхода ресурса, датчик интенсивности расхода ресурса, блок деления, элементы И, датчик возмущающего воздействия, второй сумматор, блок, нелинейного преобразования и второй блок сравнения, выход первого датчика расхода ресурса соединен с первыми входами второго блокасравнения и первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго датчика расхода ресурса, выход первого сум.матора соединен с первым входом блока деления, второй вход которого под ключ« н к выходу датчика интенсивности расхода ресурса, выход блока деле ния соединен с первым входом первого блока сравнения, первый выход ко- . торого подключен к первому входу пер вого элемента И, выход которого соединен с первым входом блока индикации, выход датчика времени подключен к вторым входам первого блока сравнения и первого элемента И и к первым входам второго и третьего элементов И, второй вход последнего соединен с выходом датчика воз 1ущающего воздействия, выход третьего элемента И через последовательно соединенные второй сумматор и блок велинейного преобразования подключен к второму входу второго блока сравнения, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу блока индикации, второй выход второго блока сравнения соединен с входом датчика времени и с вторым входом первого блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 378912, кл. G 07 С 13/00, 1968. 2,Авторское свидетельство СССР № 783815, кл. G 07 С 3/10, 1979 (прототип).