Устройство для определения ресурса машин Советский патент 1983 года по МПК G07C3/10 

Изобретение относится к автоматическому контролю и регистрации состояния машин, в частности, к устройствам определения ресурсных показателей электроприводов, их коммутационных аппаратов, приводимых механизмов и машин, работающих в широком диапазоне нестационарных режимов (,частых пусков, самозапусков, переменных нагрузок и т.п.).

Известно устройство для контроля и регистрации параметров, содержащее блоки включения, интеграторы, выполненные на базе ртутньк кулометров, триггеры, элементы выдержки времени, ключи, и стабилизатор tll«

Недостатком устройства является то, что оно не учитываёт вклада разных уровней сигнала в отработку ресурса, требует дополнительной обработки результатов контроля, регистрирует только стационарные режимы перегрузки и факты остановок.-.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению являёгся устройство для определения ресурсных показателей машин в процессе эксплуатации, которое содержит датчик контролируемого параметра, подключенный к входам пороговых эле-

ментов, число которых равно количеству уровней разбиения одного сиг Нала. Устройство имеет также огра- .

5 ничительный и балластный резистор, триггер айлидта, элемент И-НЕ, куло-.метр, элемент И памяти, счетный триггер, блок весовых коэффициентов соединенный с сумматором, а также

Q генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу первого элемента И, выход которого связан со счетчиком расхода ресурса и к переключателю . Каждая пороговая ячейка подключается к одному из входов

5 счетного триггера и через делитель частоты к сумматору, который в свою очередь через элементы .И связан с интегратором и счетчиком 2. Недостатком известного устройства

является низкая достоверность

контроля и регистрации параметров, меньшая надежность. Это обусловлено тем, что в устройсаве не учитывается расход ресурса от таких сущест25 венных факторов как пуск, самопуск, несинхрочное включение. Не учитывается тяжесть этих режимов, не ,определяется величина оставшегося ресурса по диапазону нагрузок и по тяжести

30 переходных режимов. Последние факторы существенны для коммутационной аппаратуры и нередко являются определяющими для ресурса всей технологической цепи (коммутационный аппарат, электропривод, механизм). Наличие в устройстве сложных в эксплу тации кулометров усложняет конструк |Цию устройства и его эксплуатацию. Кроме того, устройство допускает ав томатическую регистрацию-только по величине отработанного суммарного ресурса за один, цикл (с моента вклю чения до остановки) не определяет в личины оставшегося ресурса за все циклы отработки. Цель изобретения - повышение точ ности и надежности работы устройств Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик контролируемого параметра, подключенный к входам пороговых эле ментов уровней контролируемого пара метра, блок весовых коэффициентов, выход которого соединен с входом сумматора и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен со счетчико расхода ресурса, и- переключатель, введены селекторы формирователь .импульсов, последовательно соединен ные блок включения, элемент памяти индикатор уровня контролируемого параметра, генератор стандартного сигнала, элемент сравнения, порого вые элементы длительности контролир емого параметра, пороговый -элемент пуска, второй элемент И, реверсивный счетчик, блок задания ресурса, делитель частоты, ключи, программны блок, счетчики уровня контролируемо го, параметра, -счетчик числа пуска, счетчик длительности пуска и счетчики длительности контролируемого параметра, выходы пороговых элементов уровня контролируемого параметр через первый селектор подключены к соответствующим счетчикам уровня ко ролируемого параметра и к управляющим входам ключей, выходы которых соединены с датчиком контролируемог параметра, который подключен к входам пороговых элементов уровня конт ролируемого параметра, к входу поро гового элемента длительности пуска и к входу блока включения, выходы ключей подключены к входам блока весовых коэффициентов, выход сумматора соединен. с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к генератору стандартного сигнала, а выход - к второ му входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика и с одним из входов программного блока, другие 1Входы которого подключены к выходу реверсивного, счетчика, к выходу вто рого элемента И, который соединен со счетчиком длительности пуска, и к выходу элемента памяти, который подключен к одному из входов блока весовых коэффициентов, входы второго элемента И соединены с генератором тактовых импульсов, который подключен к переключателю и через делитель частоты с входом первого селектора и с выходом порогового элемента длительности пуска, выход формирователя, импульсов через пороговые элементы длительности контролируемого параметра подключен к входам второго селектора, выходы которого соединены со счетчиками длительности контролируемого параметра, выход порогового элемента длительности пуска подключен к входу формирователя импульсов, к входу счетчика пуска, к одному из входов программного блока и к переключателю, выход программного блока подключен к входу блока задания ресурса., выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема программного блока. Устройство содержит датчик контролируемого параметра 1, подключенный к пороговым элементам 2, 22, 2f уровня кон ролйруемого параметра, число которых равнс числу уровней разбиения входного параметра и к блоку 3 включения, последовательно соединенным с элементом 4 памяти и индикатором 5 уровня. Один из пороговых элементов уровня контролируем мого параметра соединен с порого- . вым элементом длительности пуска 6 и с пороговыми элементами 7, 12 7„ длительности контролируемого параметра через формирователь 8 импульсов. Все пороговые элементы 2, 22... 2,-, уровня контролируемого параметра и длительности 7-|, 12 .7 контролируемого параметра через селекторы 9 и 10, а пороговой элемент длительности пуска непосредственно соединены со счетчиками импульсов 11, 112... п уровня контроли:руемого параметра, счетчиком импуль.сов 12 числа пусков и счетчиками импульсов. 13-,, 132... 13„ длитель.ности контролируемого параметра. Выходы первого селектора 9 соединены с цепями управления ключей 14., 142... 14, 14, входы которых соединены с блоком 15 весовых коэффициентов, сумматором 16 и одним из входов элемента 17 сравнения. Другой вход элемента 17 сравнения подключен к генератору 18 стандартного сигнала, а выход - к одному из входов первого элемента И 19. Второй вход второго элемента И 19 связан с делителем 20 частоты,j генератором 21 тактовой частоты и вторым элементов И 22, а его выход су счетчиком 23 длительности пуска. ;Выход первого элемента И 19 подключён к счетчику 24 расхода ресурса, реверсивному счетчику 25 оставшего-ся ресурса и программному блоку 26, с.вязанному с блоком 27 задания ресурса и переключателем 28. Структурная схема программного яблока (фиг. 2) содержит логический .решающий модуль 29, к первому входу которого подключен аналого-цифровой преобразователь 30 через оперативно запоминающий блок 31, к второму, . :.и. -ому, четвертому , пятому входам элемент ввода число-импульсной информации 32 через сумматор 33 и блоки памяти 34 - 36, а к выходу логического решающего модуля 29 подключен блок задания уставки 37. Устройство работает следующим образом. Сигнал, соответствующий те :ущему значению контролируемого парамь гра/ подается с датчика 1 на пороговые элементы 2, 22... 2, уровня контролируемого параметра и на блок 3 включения. При срабатывании блока 3 включения экстремальное значение па раметра, например пусковой ток, запоминается элементом 4 памяти, визу льно отображается на индикаторе 5 уровня и вводится в блок 26. Это же экстремальное значение с определенным весовым коэффициентов, учитывающим вклад амплитуды экстремаль ного значения в отработку ресурса, вводится в сумматор 16,для определе ния текущего ресурса. Допустим, величина входного пара метра в стационарном режиме соответ ствует или больше уставки порогового элемента 22- Пройдя первый селек тор 9, сигнал фиксируется только ;счетчиком 112 уровня импульсов. Такой режим обеспечивается селектором 9, который работает таким образом, что сигнал на внлходе пороговых элементов 2, 22-.. 2 с меньшими уста ками запирается пороговым элементом с большей уставкой. Зафиксированное в счетчике 11 число импульсов определяется тактовой частотой генератора 21, делителем 20 частоты и длительностью нагрузки машины на да ном уровне. Зная частоту сигнала на выходе делителя 20 частоты и число импульсов в счетчиках , 112.. 11 каждого уровня сигнала, определяется гистограмма работы машины в стационарном режиме.. Выходной сигнал второго порогово го элемента. 2,2,. пройдя первый селектор 9, открывает также ключ 142/ и напряжение уставки порогового эле ме.нта 2j подается на сумматор 16 че рез блок 15 весовых коэффициентов. Этот блок учитывает вклад каждого уровня нагрУзки в отработку ресурса согласно выражения сигнал, соответствующий рузке п-го уровня; длительность режима с данным уровнем; коэффициент, учитывающий вклад п-го уровнг нагрузки в отработку ресурса. С выхода сумматора 16 сигнал с помощью элемента 17 сравнения, генератора 18, первого элемента И 19 и генератора 21 преобразуется в число импульсов и поступает в счетчик 24 расхода ресурса. Для такого преобразования генератор 18 формирует на входе элемента 17 сравнения треугольные импульсы. При равенстве выходных напряжений генератора 18 и сумматора 16 элекент 17 сравнения снимает разрешающий сигнал с одного из входов первого элемента Н 19, прекращая поступление тактовых импульсов с генератора 21 на счетчик 24 расхода ресурса, на реверсивный счетчик 25 и программный блок 26. Число импульсов, зафиксированное в счетчике 24 расхода ресурса, определяется частотой генератора 21 и величиной отработанного ресурса. Для определения оставшегося ресурса На второй вход реверсивного счетчика 25 через блок 27 вручную или от блока 26 автоматически подается величина заданного ресурса. В- результате этого на счетчике 25 отображается оставшийся ресурс. При пуске, самозапуске и т.д. срабатывает пороговый элемент 22 и длительности пуска 6. При настройке на пуск пороговый элемент 6 ДЛ1Чтельности пуска срабатывает и отпа;дает при уставке 23цоц/(, а на перегрузку - при уставке 23цомЧисло срабатываний элемента 6 фиксируется счетчиком 12 числа пусков и регистрируется в блоке 26. Длительность переходного режима фиксируется счетчиком 23 путем заполне- ния периода замкнутого состояния порогового элемента 6 тактовой частотой генератора 21 через второй элемент И 22. Длительность переходного режима также регистрируется блоком 26 посредством его число-импульсного входа. Учет влияния длительности переходного режима на обработку ресурса осуществляется блоком 15 весовых коэффициентов, аналогично учету экстремального значения,которые в совокупности учитываюттяжесть переходного режима. Для определения числа ос- тавшихся пусков и др. переходных режимов предусмотрен переключатель 28. С его помощью генератором 21 тактовой частоты на счетчике 12 чи ла пусков устанавливается заданная величина. Для отображения и формирования г тограмм переходных режимов по длите льности используются пороговые элементы 7 , 72 ... 7р, второй селектор 10 и счетчики 13, 132... М Р бртающие аналогично описанным выше пороговым элементам 2, 22... 2 первому селектору 9 и счетчикам 11 Только в данной части устройства дополнительно используется формирователь импульсов, который преобразует длительность в амплитуду стандартного сигнала . Предлагаемое устройство имеет Следуюидае преимущества. Устройство может использоваться как самостоятельное, так и в комплексе техничес ких средств систем управления. в последнем случа устройство допускает текущую корректировку заданного ресурса по другим, фактора и режимам. Устройство регистрирует тяжесть ,переходных режимов - число и длительность переходов, самозапусков, несинхронных включений, перегрузок т.д. Выдает информацию о текущем и оставшемся ресурсе, о числе остав шихся . переходных режимов от.носитель но заданного, фиксирует экстремальные значения этих режимов. В устрой стве исключены сложные кулометры .их роль выполняют простые счетчики импульсов допускающие сброс до нуля в любой момент времени. Это позволяет осуществлять визуальный контроль за любой заданный период эксплуатации. -. Экономический эффект от применения устройства достигается за счет сокращения трудоемкости ремонта,сво временного планирования техобслужи вания оборудования, запасных частей и прогнозирования безотказной работ технологических цепей. Формула изобретения Устройство для определения ресур са маишн, содержащее датчик {(онтролируемого параметра, подключенный к входам пороговых элементов уровня контролируемого, параметра, блок весовых коэффициентов, выход которо го соединен с входом сумматора и ге нератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен со счетчиком расхода ресурса, и переключатель, о т л и ч а,ю щ е е с я тем, что, с повышения точности и надежности устройства, в него введены селекторы, формирователь импульсов, последовательно соединенные блок включения, элемент памяти и индикатор уровня контролируемого параметра, генератор стандартного сигнала, элемент сравнения, пороговые элементы длительности контролируемого параметра, пороговый элемент длительности пуска, второй элемент И, реверсивный счетчик, блок задания ресурса, делитель частоты, ключи, программный блок, счетчики уровня контролируемого параметра, счетчик числа пусков, счетчик длительности пуска и счетчики длительности контролируемого параметра, выходы пороговых элементов уровня контролируемого параметра через первцй селектор подключ1ены к соответствующим счетчикам уровня контролируемого параметра и к управ.ляющим входам ключей, входы которых соединены с датчиком контролируемого параметра, который подключен к входам пороговых элементов уровня контролируемого параметра, к входу порогового элемента длительности пуска и к входу блока включения, выходы ключей подключены к входам блока весовых коэффициентов, выход сумматора соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к генератору стандартного сигнала, а выход - к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика и с одним из входов программного блока, другие . входы которого подключены к выходу : реверсивного счетчика, к выходу второго элемента И, который соединен со счетчиком длительности пуска, и к выходу элемента памяти, который подключен к одному из входов блока ,весовых коэффициентов, эходы вторрго элемента И соединены с генератором тактовых импульсов, который подключен к переключателю и через делитель частоты с входом первого селектора и с выходом порогового элемента Длительности пуска, выход формирователя импульсов через пороговые элементы длительности контролируемого параметра подключен к входам второго селектора, выходы которого соединены со счетчиками длительности контролируемого параметра, выход порогового элемента длительности пуска подключен к входу формирователя импульсов, к входу счетчика пуска, к одному из входов программного блока и к переключателю, выход программного-, блока подключен к входу блока задания ресурса, выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика Источники информации, принятые во внимание при экспертизе «Л) Е№

1.Авторское свидетельство СССР W 474031, кл. G 07 С 3/08, 1974. 2.Авторское свидетельство,СССР 720444, кл. G 07 С 3/10, 1977 (прототип).