Устройство для сбора информации Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к устройст вам для контроля и регистрации рабо ты машин и аппаратов, устройствам для обеспечения регистрации или ин|дикации режимов работы электрическо сети и может быть использовано для контроля режимов работы коммутацион ной аппаратуры, в качестве источник первичной информации для решения задач технического обслуживания, ремонта и замен взрывозащищенного оборудования, в устройствах технической диагностики коммутационных аппаратов, а также для учета технического состояния электрооборудования. Известен датчик надежности высоковольтных комплектных распределительных устройств, содержащий транс Форматор тока, пороговые элементы, логическую схему, счетчики, позволяющий подсчитывать число отключений КРУ с классификацией коммутируе мого тока по трем уровням: ток холо стого хода, номинальный и максималь ный токи Г1. Недостатки устройства - отсутствие функции учета времени работы, необходимость встройки устройства в корпус комму.тационного аппарата, т.е. конструктивной доработки, приводящей к увеличению габаритов коммутационных аппаратов. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического сбора информации о надежности оборудования, содержащее первый фор мирователь импульсов, вход которого является входом устройства, генератор импульсов, первый и второй счет чик импульсов, элемент И, регистратор, блок задержки 21. Недостатками устройства являются возможность распознавания всего лишь трех ситуаций (отказ оборудова ния, нормальное функционирование, отказ по организационным причинам) без классификации причин отключения оборудования, необходимость подключения датчиков циклов, входящих в устройство, к рабочим цепям оборудования, что не обеспечивает безопасности использования устройства. Цель изобретения - повышение информативности устройств и безопасности применения в пожаро- и взрыво опасных условиях. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сбора информации, содержащее первый формиро ватель импульсов, вход которого явл ется входом устройства, генератор импульсов, первый и второй счетчики импульсов, элемент И и регистратор, введены ключ, переключатель, элемент ИЛИ, второй, третий и четвертый формирователи импульсов, вхо первого формирователя импульсов ссе динен через первый контакт переключателя с первым входом ключа и элемента ИЛИ, выход второго формирователя импульсов подключен к второму контакту переключателя и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого счетчика 11мпульсов и входом третьего формирователя импульсов,.выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первыми входами регистратора и второго счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу дешифратора и второму входу ключа, выход которого соединен с вторым ВХОДОМ второго счетчика импульсов, выход генератора импульсов подключен к второму входу первого счетчика импульсов, первый выход которого подключен к вторым входам генератора импульсов и дешифратора, выход которого подключен к второму входу регистратора, второй выход первого счетчика импульсов соединен с входом четвертого формирователя импульсов, выход которого подключен к второму вхо.ду элемента И, вход второго формирователя импульсов объединен с входом первого формирователя импульсов. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства сбора информации; на фиг. 2 - схема присоединения устройства к цепям управления взрывозащищенного коммутационного аппарата; на фиг. 3-6 - временные диаграммы работы устройства., Устройство содержит формирователи 1 и 2 прямоугольных импульсов, выходы которых через логический элемент ИЛИ 3 соединены с входом формирователя- 4 импульсов и входом первого счетчика 5 импульсов. Вход счетчика 5 соединен с выходом генератора 6 импульсов, первый выход с входами дешифратора 7 и генератора 6 , а второй выход - с входом формирователя 8 импульсов. Выходы формирователей 4 и 8 подключены через элемент И 9 к входу счетчика 10 импульсов, вход которого через ключ 11 и переключатель 12 соединен с выходом одного изформирователей 1 и 2 прямоугольных импульсов. Выход счетчика 10 подключен к входу клю-Ja 11 и дешифратора 7. К выходам дешифратора 7 и элемента И 9 подключено ре1истрирующее устройство 13, источник 14 стабилизированного напряжения и 1енератор 6 импульсов. Вход устройства 15 подключен к цепям управления контролируемого коммутационного аппарата: либо к входу 16 управления аппарата, либо к клемме 17 поста 18 управления. Пост управления подключен при помощи кабеля 19 к входам 6, 20 и 21 контролируемого аппарата и имеет кнопки Стоп 22 и Пуск 23 и диод 24

Устройство работоспособно также при двухпроводной схеме управления коммутационного аппарата, т.е. при отсутствии жилы 20 и 25 кабеля 19 и при соединенных точках 17 и 25.

Устройство работает следующим образом.

1. Регистрация момента исчезновения напряжения в сети. Осциллограмма процесса в цепях управления коммутационного аппарата (фиг. 2, точки 16 и 17) представлена на диаграмме 1.1. До момента К на входе устройства было пульсирующее напряжение частотой .50 Гц.

Формирователь 1 формирует прямоугольные импульсы ПРИ положительном напряжении на входе устройства (диаграмма 1 и 2). На выходе формиро вателя 2 импульсов нет (диаграмма 1.3), На выходе логического элемента ИЛИ 3 имеется последовательность импульсов (диаграмма 1.4). По переднему фронту импульсов (диаграмма 1.4) формирователь 4 формирует короткий импульс (диаграмма 1.5). Импульсы со схемы ИЛИ (диаграмма 1.4) также поступают на вход Установка на ноль счетчика 5, поэтому счетчик 5 может считать импульсы, поступающие на его счетный вход с генератора б то;31ько тогда, когда на выходе элемента ИЛИ 3 (диаграмма 1.4.) -уровень логического О. Частота генератора 6 импульсов подобрана такой, чтобы во время паузы напряжения длительностью 0,5 периода промышленной частоты 50 Гц на выходе элемента ИЛИ 3 счетчик 5 мог досчитать до уровня логической Ч в 3-м разряде (диаграмма 1.7) (двоичный код 0100, что соответствует четырем импульсам) . По переднему фронту импульсов на выходе элемента ИЛИ (диаграмма 1.4) счетчик 5- устанавливается в ноль, поэтому формирователь 8 формирует короткий импульс (диаграмма 1.Й), так как он запускается задним фронтом импульсов (диаграмма 1.7). Так как моменты совпадают (что возможно только при пульсирующем напряжении частотой 50 Гц на входе устройства), то на выходе схемы И 9 появляется импульс (диаграмма 1.9), который устанавливает счетчик 10 в ноль. Частота этих импульсов равна промышленной частоте, поэтому счетчик 10 с высокой степенью надежности находится в состоянии 0000. После момента исчезновения напряжения (точка К на диаграм ме 1.1) формирователь 4 импульсы болше не вырабатывает (диаграмма 1.5). Счетчик 5 считает импульсы до появления уровня логической в старшем разр5уде, т.е. до восьмого импульса (код 1000) . Эта единица, вопервых, стробирует генератор 6 импульсов, запрещая генерацию импульссв на его выходе, так что счетчик 5 продолжает длительно находиться в состоянии 1000, во-вторых, стробирует дешифратор (диаграмма 1.12), при этом на выходе дешифратора появляется код 1000 (диаграмма 1.13), соответствующий регистрируемой коммутационной ситуации - исчезновение напряжения питания.

Точка К н. диаграмме 1.1 может быть в любом месте, существенным является только то, что после точки К интервал, в течение которого отсутствует напряжение на входе 16 устройства, должен быть больше полупериода частоты сети (точнее больше восьми периодов генератора 6 импульсов, диаграмма 1.6).

2. Регистрация момента срабатывания устройства максимальной токовой защиты.

При срабатывании МТЗ переходный процесс длится время к - К, обусловленное конструктивными особенностями взрывозащитного коммутационного аппарата (диаграмма 2.1).

В это время на клемме 6 цепи управления коммутационного аппарата существует переменное напряжение.

Работа устройства- до момента К, и после момента Kj аналогична предыдущему случаю.

При появлении отрицательной полуволны напряжения на входе устройства формирователь 2 вырабатывает импульс (диаграмма 2.3). При этом форма сигнала на выходе логического элемента ИЛИ 3 имеет вид (диаграмма 2.4). Пауза напряжения на выходе элемента ИЛИ 3 при переменном напряжении на входе устройства очень короткая, значительно меньше периода генератора б импульсов, поэтому счетчик 5 во время этой паузы может сосчитать по крайней мере не более одного импульса. Поэтому после такой короткой паузы напряжение на выходе элемента ИЛИ 3 формироватеЗть 8 импульс не формирует, так как на зго входе отсутствует отрицательный перепад напряжения (диаграмма. 2.7). Поэтому при переменном напряжении на входе устройства счетчик 10 не устанавливается в ноль, а считает импульсы, поступающие на его счетный вход с выхода формирователя 2 через переключатель 12 и ключ 11 (диаграммы 2.10, 2.11). как к моменту появления стробируюц.его импульса (диаграмма 2.12) состояние счетчика 10 было 0001, то это интерпретируется дешифратором 7 как ситуация 0100 (срабатывание МТЗ).

3,Регистрация момента отключения ко ллутационного аппарата кнопкой Стоп.

При нажатик кнопки Стоп 24 (фиг. 2) на клеммах 16 и 17 цепи управления восстанавливается переменное напряжение (точка к, на диаграмме 3.1), котороесуществует до момента Kj, (диаграмма 3.1), причем время существования переменного напряжения определяется конструктивными Ю особенностями взрывозащитного коммутационного аппарата. Это время больше чем при отключении аппарата МТЗ.

Работа устройства аналогична предыдущим случаям. Так как при пере- 15 менном напряжении на входе устройства юлпульсы на установку в ноль счетчика 10 не поЬтупают-(диаграмма 3,9), то при этом счетчик считает импульсы, поступакнцие на его 20 отчетный вход с формирователя 2 через переключатель 12 и ключ 11 (диаграмма 3.10), Счетчик 10 изменяет свое состояние (диаграмма 3.11) до момента К2 (диагр51Мма 3.1) i Поскольку 25 к моменту выдачи стробирующего импульса на дешифратор 7 счетчик в дан.ном случае находился в состоянии 0101 (5 импульсов, диаграмма 3.10, 3:,11),то это состояние преобразуется дешифратором 7 в код 0010, что соответствует нормальному отключению коммутационного аппарата.

4.Регистрация момента блокировки коммутационного аппарата блокировочным реле утечки (БРУ).35

При блокировке БРУ в цепях управления кс мутационного аппарата исчезает длительно существовавшее до момента блокировки (точка К, диаграмма 4.1) переменное напряжение. Счет- 40 чик 10 считает отрицательные полуволны напряжения на входе устройства, так как при этом на его счетный вход через ключ 11, переключатель 12 поступают импульсы от формирователя g 2 (диаграмма 4.10). По приходу 15

импульса (код 1111) ключ 11 закрывается (диаграмма 4.10) и счетчик 10 длительно хранит записанный код 1111 (диаграмма 4.11). Надежность хранения очень высокая, поскольку при какой-либо помехе ключ 11 открывается и содержание счетчика быстро восстанавливается .

Так как к моменту появления стробирующего импульса на дешифраторе 7 на счетчике 10 был код 1111, то это интерпретируется устройством как ситуация- Блокировка БРУ

(позиционный код на выходе дешифратора 7 0001, диаграмма 4.13).

Во всех четырех случаях длительность импульса вывода информации (диаграммы 1.13, 2ЛЗ, ЗЛЗ 4,13) определяется конструкцией KoiviwyTaционного аппарата и составляет примерно 2,5 с.

Таким образом, по напряжению в .цепях управления взрывозащитных коммутационных аппаратов предлагаемое устройство идентифицирует ко1 1мутационные состояния с распределением по причинам, их вызвавшим, а также считает время включенного состояния .аппарата. Для получения такой информации не требуется внесения конструктивных изменений в существующие основные типы взрывозащищенной коммутационной аппаратуры.

В сравнении с базовым объектом (концентратором информации типа КИН-1М), позволяющим осуществлять контроль режимов работы электрооборудования, предлагаемое устройство имеет меньшую погрешность из epeний времени включенного состояния аппарата (1% по сравнению с 5% для КИН-1М) и позволяет осуществить дополнительно контроль количества коммутаций по видам: срабатывания максмальной токовой защиты, нормальных отключений и включений, срабатывания блокировочного реле утечки, перерывов электроснабжения.

19

I.

. 21

r

Фиг. Ц

Фиг 5

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВОРА ИНФОРМАЦИИ, содержащее первый формирователь импульсов, вход которого является входом устройства, генератор импульсов, первый и второй счетчики импульсов, элемент И и регистратор, отличающееся тем, что, с целью пбвьииения его информативности, в него введены ключ, переключатель, элемент ИЛИ, второй, третий и четвертый формирователи импульсов, вход первого формирователя импульсов J «,iсоединен через первый контакт переключателя с первым входом ключа и элемента ИЛИ, выход второго формирователя импульсов подключен к второму контакту переключателя и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого счетчика импульсов и входом третьего формирователя импульсов, выход которого подключен к первому входуэлемента И, выход которого соединен с первыми входами регистратора и второго счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу дешифратора и второму входу ключа, выход которого соединен с С вторым входом второго счетчика имS пульсов, выход генератора импульсов СО подключен к второму входу первого счетчика импульсов, первый выход которого подключен к вторым входам генератора импульсов и дешифратора, выход которого подключен к второму входу регистратора, второй выход первого счетчика импульсов соединен с входом четвертого формирователя импульсов, выход которого о: подключен к второму входу элемента СП И, вход второго формирователя импульсов объединен с входом первого СХ) формирователя. 05 00