Устройство для диагностирования следящей системы Советский патент 1987 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для диагностирования следящей системы.

Цель изобретения повышение точ- j ности контроля путем обеспечения диагностирования с глубиной до сменного блока.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит вал 1 задающего элемента следящей системы, обмотки 2 и 3 ротора и статора задающего элемента следящей системы, внешний источник 4 напряжения, выходной вал 5 следящей системы, статорную обмотку 6 и обмотку 7 ротора элемента обратной связи следящей системы, усилитель 8 следящей системы, конденсатор 9,

системы). Четвертая дополнительная позиция индикатора фиксирует ситуацию работы следящей системы в перегруженном по питанию режиме. Точность операции контроля при диагностировании повьппена в устройстве за счет введения контроля работоспособности следящей системы непосредственно по основному показателю качества - уровню погрепгаости следйщей системы совмещения принятия решения об отказе кон структивных элементов следящей системы - задающего элемента и дистан цион- ной передачи при относительно грубых 5 каналах контроля работоспособности этих элементов с точным каналом конт- роля ра1ботоспособности следящей системы по основному показателю качества, использования точной элементной базы

25

обмотку 10 управления электродвигате-20 в схеме устройства, например диффе- ля, обмоТку 11 возбуждения следящей системы, редуктор 12, потенциометры 13 и 14, входы и выходы 15-28 устройства, внешний источник 29 питанияj первьй и второй резисторы 30 и 31, первую 32-35 и вторую 36-40 группы подстроечных резисторов, стабилизатор 41 постоянного напряжения, первый 42 и второй 43 датчики напряжения, первьй 44 и второй 45 блоки сравнения, дифференциальный усилитель 46, генератор 47 импульсов, первый 48, третий 49, второй 50 дифференцирующие

30

ренциальных усилителей, группы подстроечных резисторов, стабилизатора напряжения, защитимы от ложной индикации отказов следящей системы при перегрузках по питанию или в переходном режиме работы, например при включении питания на объект диагностирования, путем контроля длительности нахождения следящей системы в состоянии отказа.

Для правильной работы следящей системы характерно наличие опюбки (погрешности) на входе усилителя следящей системы, сигнал о которой выра-

элементы, второй 51, первый 52, третий

53 и четвертьй 54 пороговые элементы, 35 батьтается в виде фазы и уровня напрявторой 55, четвертьй 56, третий 57, жения в роторной обмотке элемента

пятый 58, первьй 59 элементы ИЛИ-НЕ,

второй 60, первый 61 триггеры, второй

62 и первьй 63 элементы НЕ, второй лп - - - - - - - .

ключ 64, выходы 65-67 устройства, вт.о- Большие ошибки в этой контрольной рой 68 и первый;69 элементы И-НЕ, ин- точке свойственны или проявлению не- вертирукядий усилитель 70, регистр 71, индикатор 72, счетчик 73, блок 74 элементов И-НЕ, первьй ключ 75.

обратной связи следящей системы,на- пример сельсина:, синусно-косинусного вращающегося трансформатора п.т.к.

характерных для работы следящей системы внешних возмущений, например увеличение напряжения источника питаУстройство для диагностирования ра- ния в часы сброса нагрузки, или не- ботает следующим образом.характерного режима работы, например

В устройстве для диагностирования для повьшхения точности операции контроля при диагностировании и ремонто- ег.

в переходном режиме, или отказу следящей системы, определяемому нарушением условия работоспособности по основному показателю качества - уровню погрешности.

При нарушении условия работоспособности следящей системы на резистопригодности следящей сиртемы диагностирования за счет размещения контрольных точек ведутся с глубиной до конструктивно-сменного блока с индикацией событий Отказ датчика следящей ее ре 31 вьщеляется больший уровень на- системы (задающего элемента), От- пряжения, который преобразуется в каз дистанционной передачи (передачи информации по проводам), Отказ следящей системы (отработки следящей

датчике 43 напряжения в постоянное напряжение. Это напряжение порога, соответствующего условию работоспо

системы). Четвертая дополнительная позиция индикатора фиксирует ситуацию работы следящей системы в перегруженном по питанию режиме. Точность операции контроля при диагностировании повьппена в устройстве за счет введения контроля работоспособности следящей системы непосредственно по основному показателю качества - уровню погрепгаости следйщей системы совмещения принятия решения об отказе кон структивных элементов следящей системы - задающего элемента и дистан цион- ной передачи при относительно грубых каналах контроля работоспособности этих элементов с точным каналом конт- роля ра1ботоспособности следящей системы по основному показателю качества, использования точной элементной базы

в схеме устройства, например диффе-

ренциальных усилителей, группы подстроечных резисторов, стабилизатора напряжения, защитимы от ложной индикации отказов следящей системы при перегрузках по питанию или в переходном режиме работы, например при включении питания на объект диагностирования, путем контроля длительности нахождения следящей системы в состоянии отказа.

Для правильной работы следящей системы характерно наличие опюбки (погрешности) на входе усилителя следящей системы, сигнал о которой выра-

жения в роторной обмотке элемента

- - - - - - - .

Большие ошибки в этой контрольной точке свойственны или проявлению не-

обратной связи следящей системы,на- пример сельсина:, синусно-косинусного вращающегося трансформатора п.т.к.

Большие ошибки в этой контрольной точке свойственны или проявлению не-

характерных для работы следящей системы внешних возмущений, например увеличение напряжения источника питания в часы сброса нагрузки, или не- характерного режима работы, например

в переходном режиме, или отказу следящей системы, определяемому нарушением условия работоспособности по основному показателю качества - уровню погрешности.

При нарушении условия работоспособности следящей системы на резисторе 31 вьщеляется больший уровень на- пряжения, который преобразуется в

ре 31 вьщеляется больший уровень на- пряжения, который преобразуется в

датчике 43 напряжения в постоянное напряжение. Это напряжение порога, соответствующего условию работоспособности следящей системы и воспроизводимого с помощью подстроечного резистора 39 второй группы подстроечных резисторов, приводит к срабатьшанию порогового элемента 54. Сигнал с выхо да порогового элемента 54, пройдя через дифференцирующий элемент 49, поступит на единичньш вход триггера 60 и переведет его в единичное состояние Одновременно этот положительньз им- пульс пройдет через инвертирующий усилитель 70, через элемент И-НЕ 63 на нулевой вход триггера 60, но ввиду отрицательной полярности не изменит состояние триггера 60. Поэтому сигнал с единичного выхода триггера 60 и сигнал с генератора 47 импульсов начнет проходить через, элемент ИЛИ-НЕ 56 на счетный вход счетчика 73, проверяющего время пребьша- ния следящей системы в состоянии отказа. Если условие, нарушающее работоспособность следящей системы, пропадет раньше контролируемого времени устойчивого отказа, что свидетельст- вует о наличии сбоя из-за нехарактерных режимов работы или внешних уело- ВИЙ, то сигнал с порогового Элемента 54 пропадет до нуля, а задний фронт этого сигнала на выходе дифференци- рующего элемента 49 сформирует импульс отрицательной полярности, который на выходе инвертирующего усилителя .сформирует импульс положительной полярности. Этот импульс, пройдя че- рез логический элемент И-НЕ 69 на нулевой вход триггера 60, сбросит триггер 60 в нулевое состояние. При этом сигналы с генератора 47 импульсов перестанут проходить через логический элемент ИЖ-НЕ 56 на счетный вход счетчика 73, а сигнал с нулевого выхода триггера 60, сформировавшийся при его переходе в нулевое состояние, проходит через логические элементы блока 74 логических элементов и с их выходов поступает на нулевые входы соответствукядих триггеров счетчика 73 перебрасывает их в нулевое состояние. Таким образом, при отсутствии отказа следящей системы счетчик 73 на своем выходе не выработает сигнала и индикации отказа не произойдет.

Наоборот, при наличии устойчивого

отказа следящей с истемы на выходе счетчика 73 появится сигнал превьш1е- ния времени пребьшания следящей системы в состоянии отказа. Этот сигнал

пройдет, че.рез дифференцирующий элемент 50, элемент ИЛИ-НЕ 58 на единичный вход триггера 61, сигнал с единичного выхода которого пройдет через элемент И-НЕ 68 и с его выхода поступит на соответствующий единичный вход триггера регистра 71, сигнал единичного выхода которого поступает на соответствующий вход четьфехпозицион- ного индикатора 72, который зафиксирует ситуацию Отказ следящей системы. Одновременно сигнал с выхода триггера регистра пройдет элемент . НЕ 63 и поступит на управляющий вход измерительного ключа 64 в виде пропадания управляющего сигнала, что приведет к переходу измерительного ключа 64 в состояние Закрыто и обеспечит разрьш цепи тока поступления ин- формации с выходных элементов следящей системы 13 и 14 на выходы 65-67 устройства для диагностирования, что предотвратит поступление неточной информации потребителям.

По этому сигналу оператор, обслуживающий следящую систему, осуществляет восстановление отказавшего узла, после чего нажимает ключ 75. При этом сипнал от стабилизатора 41 напряжения пройдет дифференцирующий элемент 48 и поступит на входы блока 74 логических элементов И-НЕ, на соответствующие входы элементов И-НЕ 69 и ИЛИ-НЕ 59, которые сраба- тьшают от импульса, поступакяцего с выхода генератора 47 импульсов. При этом триггеры 60 и 61, триггеры счетчика 73, триггер регистра 71 перейдут в исходное нулевое состояние.

При отказе задакяцего элемента следящей системы напряжение, снимаемое с резистора 30, поступит на вход датчика 42 напряжения, с выхода которого соответствующее постоянное напряжение поступит на один вход порогового элемента 51, на второй вход которого поступит пороговое напряжение с подстроечного резистора 37. При отка- зе элемента-51 появится сигнал, который пройдет на выход логического элемента ИЛИ-НЕ 57 только в том случае,если на другом входе этого элемента имеется сигнал Отказ следящей системы с единичного выхода триггера 61. С выхода элемента ИЛИ-НЕ 57 сигнал об отказе задающего элемента следящей системы поступает на соответствующий единичный вход триггера регистра 71,

с единичного выхода которого сигнал поступит на соответствующий вход индикатора 72, сигнализирующего о ситуации Отказ задающего элемента следящей системы.

Отказ проводной дистанционной передачи следящей системы обнаруживается с помощью резисторов 32-35, со скользящих контактов которых подаются линейные напряжения соответствующих статорных обмоток задающего элемента и элемента обратной связи на соответствующие входы блоков 44 и 45 сравне- ния. Выходные сигналы этих блоков, сигнализирующие об отказе одной из линий проводной дистанционной передачи, проходят элемент ИЛИ-НЕ 55. При правильной обработке дистанционной передачи на выходе элемента ИЛИ-НЕ 55 имеется сигнал, которьй, пройдя элемент НЕ 62, выработает на ) последнего отсутствие сигнала об отказе. Наоборот, при отказе одной из линий проводной дистанционной передачи на выходе элемента ИЛИ-НЕ 55 пропадет сигнал, а на выходе элемента НЕ 62 сигнал отказа появится. Этот сигнал поступит на единичный вход соответствующего триггера. 71, сигнал с единичного выхода которого возбудит соответствующую индикацию ситуации Отказ дистанционной передачи в индикаторе 72. Отказ потенциометров 13 или (и) 14 следящей системы контролируется по разностному сигналу погрешностей потенциометров 13 и 14, снимаемых с роторов выходных элементов и подавляемых на соответствующие входы усилителя 46, сигнал с выхода которого подается на порогй- вьй эл§мент 53J.пороговое напряжение на другой вход которого подается со скользящего контакта подстроечного резистора 38. При превышении этим сигналом порога, соответствующего условию работоспособности выходных элементов следящей системы на выходе порогового устройства 53, появится сигнал об отказе выходных элементов Тсе,. об Отказе отработки следящей системы. Этот сигнал поступает на один из входов элемента И-НЕ 68 и проходит на его выход, поступая далее на единичньй вход соответствующего триггера регистра 71 индикации, сигнал с единичного выхода которого возбуждает на индикаторе 72 сигнал Отказ следящей системы (отработки).

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Для индикации ситуации увеличения напряжения питания внешнего источника .при сбросе нагрузки, когда возникает нестандартньй режим работы следящей системы, которьй может быть зафиксирован средством диагностирования как отказ следящей системы, с целью : уменьшения ошибок фиксации состояния отказа следящей системы с выхода датчика 42 напряжения сигнал поступает на один из входов порогового элемента 52, на другой вход которого поступает с вькода подстроечного резистора 40 опорное напряжение. На выходе порогового элемента 52 сигнал появляется при превьшении напряжения пи-. тания внешнего источника переменного напряжения не вьш1е нормального уровня. Этот сигнал подается на единичньй вход соответствующего триггера регистра 71 индикации, сигнал с единичного выхода которого возбуждает на индикаторе 72 индикацию ситуации Работа следящей систем в перегруженном по питанию режиме. Поэтому оператор, обслуживающий следящую систему, должен отрегулировать напряжение питания источника 4 питания. Нажатием ключа 75 схема устройства диагностирования следящей системы приводится в исходное состояние по .описанной схеме.

В предлагаемом устройстве по сравнению с известным повьш1ается .точность операций контроля при диагностировании объекта с глубиной до сменного блока за счет использования точной элементной базы, включающей дифференциальные усилители, достаточно точные пороговые, сравнивающие устройст- BaJ использования стабилизатора напряжения для уменьшения уровня по- грешностей,- возникающих из-за колебаний напряжения питания источника постоянного напряжения} включения точного канала контроля работоспособности следящей системы по показателю качества - уровню погрешности следящей «системы} совмещения относительно грубых методов контроля при диагностировании отдельных конструктивных узлов следящей системы с точным, методом контроля ее работоспособности по показателю качества; отключения потребителей от выходных элементов следящей системы при ее отказах} вьще- ления устойчивых отказов на фоне случайных возмущений методом контроля временного интервала пребывания следящей системы в состоянии отказа.

Ремонтопригодность повышена за счет контроля и диагностирования с глубиной до сменного блока, повышения точности контроля при диагностировании.

Формула изобретения

Устройство для диагностирования следящей системы, содержащее индикатор, первый и второй датчики напряжения, -входы которых являются первой группой контрольных входов устройства, управляющим входом устройства и соединены с управляющим выходом устройства соответственно, с первого по третий пороговые элементы и первый и второй элементы НЕ, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повьше- ния точности контроля,.в него введены четвертьй пороговый элемент, четыре элемента ИЛИ-НЕ, два триггера, регистр, счетчик, блок элементов И-НЕ, дифференциальный усилитель, два элемента И-НЕ, три дифференцирующих элемента, генератор импульсов, два ключа, три резистора, две группы под10

15

20

25

выходом.устройства, одна лизированного постоянного устройства соединена.с вх ния пороговых элементов с четвертьй и с входом упра рого ключа, подвижньй кон из подстроечных резисторо группы является третьим к выходом устройства, подви ты других подстроечных ре рой группы соединены с пе тельными входами пороговы с первого по четвертьй со но, объединенные вторые и входы первого и второго п ментов, вторые измеритель третьего и четвертого пор ментов подключены к выход датчика напряжения, диффе усилителя и второго датчи ния соответственно, выход и второго блоков сравнени с соответствующими входам элемента ИЛИ-НЕ, выход ко рез второй элемент НЕ соед вым информационным входом выход первого порогового подключен к второму информ входу регистра, выходы вт

строечных резисторов, два блока срав-- тьего пороговых элементов

венно соединены с первыми третьего элемента ИЛИ-НЕ и элемента И-НЕ, вторые вход подключены к выходу первог а выходы - к третьему и че информационным входам реги ветственно, выход генерато сов соединен с первыми вхо вертого и пятого элементов и с вторым входом первого та ИЛИ-НЕ , выход четвертого ИЛИ-НЕ соединен со счетным счетчика, выход переполнен через второй дифференцирую подключен к второму входу элемента ИЛИ-НЕ, вьпсод кот ключен к первому установоч первого триггера, второй у вход которого подключен к вого элемента ИЛИ-НЕ, выхо го порогового элемента чер дифференцирующий элемент п к входу инвертирующего уси к первому установочному вх триггера, неинвертирующий рого соединен с вторым вхо того элемента ИЛИ-НЕ, а ин щий выход - с вторыми вход

нения, инвертирующий усилитель, контрольные входы первой группы устройства соединены через первьй резистор, управляющий вход и управляющий выход устройства соединены через второй ре- зисТор, контрольные входы второй группы соединены через подстроечные резисторы первой группы, подвижные

контакты которых подключены к соответствутощим входам первого и второго

блоков сравнения, шины стабилизированного постоянного напряжения устройства соединены через подстроечные резисторы второй группы, одна шина стабилизированного постоянного напряже- НИН устройства является первым контрольным выходом устройства, друга я шина - через последовательно соединенные первьй ключ и первый дифференцирующий элемент подключена к первым входам блока элементов ИЛИ-НЕ, к первому входу первого элемента И-НЕ и к входам сброса регистра, выходы которого соединены с входами индикатора, один из выходов регистра через первьй элемент НЕ подключен к инфор- мационному входу второго ключа, выход которого является вторым контрольным

5

0

5

0

5

выходом.устройства, одна шина стабилизированного постоянного напряжения устройства соединена.с входами питания пороговых элементов с первого по четвертьй и с входом управления второго ключа, подвижньй контакт одного из подстроечных резисторов второй группы является третьим контрольным выходом устройства, подвижные контакты других подстроечных резисторов второй группы соединены с первыми измери-, тельными входами пороговых элементов с первого по четвертьй соответственно, объединенные вторые измерительные входы первого и второго пороговых элементов, вторые измерительные входы третьего и четвертого пороговых элементов подключены к выходам первого датчика напряжения, дифференциального усилителя и второго датчика напряжения соответственно, выходы первого и второго блоков сравнения соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого через второй элемент НЕ соединен с первым информационным входом регистра, выход первого порогового элемента подключен к второму информационному входу регистра, выходы второго и третьего пороговых элементов

тьего пороговых элементов

соответственно соединены с первыми входами третьего элемента ИЛИ-НЕ и второго элемента И-НЕ, вторые входы которых подключены к выходу первого триггера, а выходы - к третьему и четвертому информационным входам регистра соответственно, выход генератора импульсов соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ-НЕ и с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ , выход четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединен со счетным входом счетчика, выход переполнения которого через второй дифференцирующий элемент подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ-НЕ, вьпсод которого подключен к первому установочному входу первого триггера, второй установочньй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ, выход четверто- го порогового элемента через третий дифференцирующий элемент подключен к входу инвертирующего усилителя и к первому установочному входу второго триггера, неинвертирующий выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ-НЕ, а инвертирующий выход - с вторыми входами блока

9130224410

элементов И-НЕ, выход первого эле- дов устройства, выходы блока элемен- мента И-НЕ соединен с вторым устано- тов И-НЕ соединены с установочными вечным входом второго триггера, вхо- входами счетчика, выход инвертирую- ды дифференциального усилителя явля- щего усилителя подключен к второму ются третьей группой контрольных вхо- 5 входу первого элемента И-НЕ.

Г

n-ZTzrll

Редактор Л. Гратилло

Составитель И. Алексеев

Техред Л.СердюковаКорректор С.Шекмар

Заказ 1215/46Тираж 864 Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

™ ™ ™ - -- ----------------- -------- 1 ,-|-rj -,L

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для контроля и диагностики следящих систем. Цель изобретения повышение точности контроля. Устройство содержит резисторы, две группы подстроечных резисторов, датчики напряжений, сравнивающие элементы, усилитель, генератор импульсов, пороговые элементы, элементы ИЛИ-НЕ, триггеры, элементы НЕ, измерительный ключ, элементы И-НЕ, усилитель, регистр, индикатор, счетчик, блок элементов И-НЕ, ключ. В устройстве обеспечиваются отключение потребителя от следящей системы при ее отказе, разделение отказов от случайных помех, включение канала контроля по уровню погрешности следящей системы. 1 ил. со о ю го 4