Устройство для контроля параметров срабатывания электромагнита Советский патент 1987 года по МПК G05B23/02 

t13022452

Изобретение относится к области (фиг.2н), а пройдя через диоды 37 и контрольно-измерительной техники. 46, устанавливает в нулевое состояние

Целью изобретения является повыше- соответственно сиетчики 32 и 41. Раз- ние достоверности результатов контро- вязывающие диоды 36 и 45 не пропуска- ля за счет повторного измерения пара- 5 ют импульс обнуления соответственно метра срабатывания и оценки характера на входы счетчиков 33 и 42 в блоках первого сбоя в работе возвратного ме- 6 и 26. Задним фронтом импульса обну- ханизма электромагнита.ления триггер 23 устанавливается в

На фиг,1 представлена схема уст- единичное состояние, а сигналом с вы- ройства; на фиг.2 временная диаграм- О хода этого триггера замыкается анало- ма работы функциональных элементов. говый ключ 20, подключая прямой вход

Устройство содержит блок 1 питания, элемента 21 ЗАПРЕТ к выходу младшего выключатель 2, генератор 3 импульсов, разряда счетчика 15, триггер 5 уста- JIepвый элемент И 4, первый триггер 5, навливается в единичное состояние первый блок 6 изменения периода еле- (фиг.26), а с его выхода уровень логи- дования импульсов, первый элемент ИЛИ ческой единицы поступает на второй 7 клеммы 8 и 9, датчик 10 тока, диф- вход элемента И 4, подготавливая его ференцирующий усилитель 11, усилитель- открытие, триггер 28 также устанавли- ограничитель 12, второй элемент ИЛИ вается в единичное состояние (фиг.2и), 13, шину 14 установки устройства в а сигналом с его выхода подготавлива- исходное состояние, двухразрядный ется к открытию элемент И 25. При от- счетчик 15, состоящий из КС-триггеров сутствии управляющих.сигналов на вхо- 16 и 17, третий элемент ИЛИ 18, диф- дах одновибраторов 22 и 27 на их вы- ференцирующий элемент 19, аналоговый ходах присутствует напряжение логи- ключ 20, элемент 21 ЗАПРЕТ, первый ческого нуля.

одновибратор 22, второй триггер 23, Для начала проверки по установле- второй элемент И 24, третий элемент нию предельного значения параметров И 25J, второй блок 26 изменения перио- срабатывания (быстродействия) возврат- да следования импульсов, второй одно- ного ме1ханизма электромагнита замыка- вибратор 27, третий триггер 28, эле- i ют выключатель 2. мент 29 индикации. Первый и второй ; Импульсы с выхода генератора 3 блоки 6 и 26 изменения периода следо- -(фиг.2в) через элемент И 4 поступают вания импульсов сосггоят из элементов на вход блока 6 и через элемент И 30. И 30 и 31, счетчиков 32 и 33, схемы на вход счетчика 32. После прохожде- 34 поразрядного сравнения, элемента 35 ния (2 - 1) импульсов все разряды НЕ 35, развязывающих диодов 36 и 37, счетчика 32 устанавливаются в едини- счетчика 38, элементов И 39 и 40, цу, где п - число разрядов счетчика счетчиков 41 и 42, схемы 43 поразряд- 32 импульсов. При этом, поскольку ного сравнения, элемента НЕ 44, раз- все разряды счетчика 33 установлены вязьшающих диодов 45 и 46 и счетчика-/ в единицу, то при заполнении счетчи- 7. Клеммы 8 и 9 служат для подключе- ка 32 на выходе схемы 34 пора зрядно- ния контролируемого объекта.го сравнения устанавливается уровень

Устройство работает следующим об- логической единицы, который открыва- раэом.ет элемент И 31, а элемент И 30 закПеред началом проверки к входным 45 рывает, так как на его вход сигнал с клеммам 8 и 9 устройства подключают выхода схемы 34 поступает через эле- контролируемый объект (обмотку элек- мент НЕ 35. Задним фронтом первого тромагнита), а на шину 14 установки импульса, прошедшего через элемент устройства в исходное состояние пода- И 31, счетчик 32 через развязывающий ют короткий импульс (фиг.2а) для уста-50 диод 36 устанавливается в нулевое новки устройства в исходное состоя- состояние, а число, записанное в . ние. Под действием этого импульса счетчик 33, уменьшается на единицу. устанавливаются в нулевое состояние Вследствие этого на выходе схемы 34 счетчики 38 и 47, а счетчики 33 и 42 вновь устанавливается уровень логи- устанавливаются по всем разрядам в 55 ческого нуля, а с выхода блока 6 сни- единичное состояние. Пройдя через мается импульс (фиг.2г) длительнос- элемент ИЛИ 13, этот импульс устанав- тью, равной периоду, следования им- ливает в нулевое состояние счетчик 15 пульсов с выхода генератора 3. Схема

блока 6 устанавливается в первоначальное состояние, когда элемент И 30 открыт, а элемент И 31 закрыт при этом число, записанное в счетчике 33, уменьшено на единицу. После прохождения через элемент И 30 (2 - 2) импульсов числа, записанные в счетчиках 32 и 33, станут равными, в результате чего на выходе схемы 34 вновь устанавливается уровень логической единицы и формируется второй импульс через интервал, равный ( - 2) периодам следования импульсов генератора 3. Далее процессы повторя

ются аналогичным образом. При этом интервал между следующими импульсами на период следования импульсов генератора меньше предыдущего интервала. Развязывающий диод 37 не пропускает импульсы установки в нулевое состояние счетчика 32 на шину 14 установки устройства в исходное состояние во время формирования импульсов с выхода блока 6.

По переднему фронту каждого им- пульса с выхода блока 6 после прохождения его через элемент ИЛИ 18 дифференцирующим элементом 19 формируются короткие импульсы (фиг.2е), которые поступают на счетный вход счетчика 15 и записывают в младший разряд этого счетчика единицу. Одновременно импульс с выхода блока 6 поступает на инверсный вход элемента 21 ЗАЙРЕТ и запрещает его срабатывание на время действия этого импульса.

Кроме того, импульс с выхода блока 6 через элемент ИЛИ 7 поступает на входную клемму 8, а через обмотку кон

тролируемого электромагнита - на вход-40 ма электромагнита. При установлении

ную клемму 9 и датчик 10 тока.

Есди возвратный механизм электромагнита работает ритмично без сбоев, а период следования импульсов с блока 6 не меньше предельного значения пара-45 метров срабатывания, то после каждого импульса происходит срабатывание электромагнита, падение напряжения на датчике 10 тока дифференцируется по времени дифференцирующим усилителем 50 11, а с выхода усилителя-ограничителя 12 снимается импульс (фиг.2ж), который через элемент ИЛИ 13 поступает на вход уст ановки счетчика 15 в нулевое

в нулевое состояние триггера 23 размыкается ключ 20, отключая тем самым прямой вход элемента 21 ЗАПРЕТ от младшего разряда счетчика 15, а напр жением логической единицы с инверсно го выхода триггера 23 (фиг.2р) подго тавливается к открытию элемент И 24. Импульсы с выхода генератора 3 через элемент И 24 поступают на первый вхо элемента И 25, на втором входе которого присутствует сигнал логической единицы с выхода триггера 28 (фиг.2и). Пройдя элемент И 25, импульсы с выхода генератора 3 поступа

состояние и устанавливает его в нуле-55 ют на вход блока 26. Формирование

вое состояние, вследствие чего на выходе младшего разряда счетчика 15 устанавливается уровень логического

0

5

0

5 0

5

нуля, кроме того, импульс-С выхода блока 6 записывается в счетчик 38.

Если возвратный механизм электромагнита не. успевает за время паузы между импульсами вернуться в первоначальное состояние, т.е. частота появления импульсов с выхода блока 6 выше предельного значения парам етров сраба- тьшания (быстродействия) возвратного механизма электромагнита, или в работе возвратного механизма электромагнита наступил сбой, то импульс на вход установки в нулевое .состояние счетчика 15 не поступает (фиг.2ж, момент времени 48). В этом случае счетчик 15 не устанавливается в нулевое состояние и в его младшем разряде остается логическая единица, которая записалась по переднему фронту очередного импульса с выхода блока 6 (фиг.2г) и под действием которой через ключ 20 по окончании импульса с выхода блока 6 срабатывает элемент 21 ЗАПРЕТ. Под действием напряжения логической единицы с выхода элемента 21 ЗАПРЕТ срабатывает одновибратор 22 и формирует на выходе импульс (фиг.2з), передним фронтом которого через элемент ИЛИ 13 устанавливается в нулевое состояние счетчик 15, а задним фронтом - в нулевое состояние триггеры 5 и 23. При установке в нулевое состояние триггера 5 (фиг.2б) элемент И 4 закрывается, прерывая тем самым поступление импульсов на вход блока 6 и формирование импульсов с выхода блока 6, а в счетчике 38 сохраняется число импульсов, сформированных блоком 6 к моменту сбоя в работе возвратного механизв нулевое состояние триггера 23 размыкается ключ 20, отключая тем самым прямой вход элемента 21 ЗАПРЕТ от младшего разряда счетчика 15, а напряжением логической единицы с инверсного выхода триггера 23 (фиг.2р) подготавливается к открытию элемент И 24. Импульсы с выхода генератора 3 через элемент И 24 поступают на первый вход элемента И 25, на втором входе которого присутствует сигнал логической единицы с выхода триггера 28 (фиг.2и). Пройдя элемент И 25, импульсы с выхода генератора 3 поступаимпульсов на выходе блока 26 осуществляется аналогично формированию импульсов с выхода блока 6.

fO

По переднему фронту каждого импульса с выхода блока 26 после прохождения его через элемент ИЛИ 18 элементом t9 формируются короткие импульсы (фиг.2л), которые поступают на счетный вход счетчика 15.

Одновременно импульс с выхода блока 26 через элемент ИЛИ 7 поступает на входную клемму 8, а пройдя через обмотку электромагнита, - на входную клемму 9 и датчик 10 тока.

Если период следования импульсов не уменьшится до предельного значения параметров срабатьшания,. то после . каждого импульса с выхода усилителя- ограничителя 12 снимается импульс (фиг.2м), обусловленный наличием па,- дающего участка в токе электромагнита, возникающего при движении подвижной системы электромагнита при его 20 срабатывании. Импульс с выхода усилителя-ограничителя 12 через элемент ИЛИ 13 поступает на вход установки счетчика 15 в нулевое состояние и устанавливает его в нулевое состоя- ние. Вследствие этого на выходе старшего разряда счетчика 15 сохраняется уровень логического нуля. Кроме того, импульс с выхода блока 26 записывается в счетчик 47.

Если возвратный механизм.электромагнита не успевает за время паузы между импульсами, управляющими работой электромагнита, вернуться в пер- воначалыюе состояние, то импульс на вход установки в нулевое состояние счетчика 15 не поступает (фиг.2м, момент времени 49), В этом случае счетчик .15 не устанавливается в нулевое

хранится количество импульсов, сформированных . блоком 26 за цикл проверки, а элемент 29 оповещает об окончании цикла проверок. По окончании проверки размыкается выключатель 2.

Последний импульс, от которого электромагнит еще сработал, имеет номер т-2, .где 2 - это число импульсов, записанных в счетчик 15, am- число импульсов, записанных в счетчик 47. Предельное значение быстродействия возвратного механизма электромаг нита определяется длительностью паузы между двумя предьщущими импульсами с вы- 5 хода; блока 26, в которую укладывается определенное количество импульсов с вахода генератора 3 с заданным периодом следования.

Оценка характера первого сбоя в работе возвратного механизма электромагнита осуществляется путем сравнения показаний сче.тчиков 38 и 47. Если показания счетчик а 38 меньше показаний счетчика 47 на два или более импульсов, то сбой в работе электромагнита является случайным. Если показания счетчика 38 меньше показаний счетчика 47 только на один импульс, то сбой в работе возвратного механизма электромагнита является действительным, вызванным превьшением параметрами возвратного механизма электромагнита предельного быстродействия.

30

35 Формула изобретения

Устройство для контроля параметров срабатывания электромагнита, содержащее блок питания, выключатель, гене.- состояние и в его младшем разряде ос,- 40 ратор импульсов, первый элемент И, тается логическая единица, которая первый и второй триггеры, первый блок записалась по переднему фронту очередного импульса с выхода блока 26

изменения периода следования импульг. сов, первый и второй элементы ИЛИ, датчик тока, дифференцирующий усили- пульса (фиг.2л, момент времени 50) на 45 тель, усилитель-ограничитель, шину выходе старшего разряда счетчика .установки устройства в исходное сос- 15 появляется логическая единица тояние, двухразрядный счетчик, диффе- (фиг.2н), под действием которой ера- ренцирующий элемент, аналоговый ключ

и элемент индикации, блок питания че- 50 рез выключатель соединен с управляющим входом генератора импульсов, подключенного выходом к первому входу первого элемента И, второй вход кото(фиг.2к). По приходу следующего имбатывает одновибратор 27 и формирует на выходе имп.ульс (фиг.2п), задним фронтом которого устанавливается в нулевое состояние триггер 28 (фиг.2и). Вследствие этого элемент И 25 закрывается, прерывая тем самым поступление рого связан с прямым выходом первого импульсов на вход блока- 26 и формиро-55 триггера, вход установки в единичное вание импульсов с выхода блока 26, а состояние которого соединен с шиной также включается элемент 29 индика- установки устройства в исходное сос- ции (фиг.2с). При этом в счетчике 47 тояние, с входом установки в единич

0

хранится количество импульсов, сформированных . блоком 26 за цикл проверки, а элемент 29 оповещает об окончании цикла проверок. По окончании проверки размыкается выключатель 2.

Последний импульс, от которого электромагнит еще сработал, имеет номер т-2, .где 2 - это число импульсов, записанных в счетчик 15, am- число импульсов, записанных в счетчик 47. Предельное значение быстродействия возвратного механизма электромаг нита определяется длительностью паузы между двумя предьщущими импульсами с вы- 5 хода; блока 26, в которую укладывается определенное количество импульсов с вахода генератора 3 с заданным периодом следования.

Оценка характера первого сбоя в работе возвратного механизма электромагнита осуществляется путем сравнения показаний сче.тчиков 38 и 47. Если показания счетчик а 38 меньше показаний счетчика 47 на два или более импульсов, то сбой в работе электромагнита является случайным. Если показания счетчика 38 меньше показаний счетчика 47 только на один импульс, то сбой в работе возвратного механизма электромагнита является действительным, вызванным превьшением параметрами возвратного механизма электромагнита предельного быстродействия.

0

35 Формула изобретения

элемент-а ИЛИ, прямой вход элемента ЗАПРЕТ через аналоговый ключ подключен к выходу младшего разряда двухразрядного счетчика, выход старшего разряда которого связан с входом второго одновибратора, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с входом первого одновибратора, подключенного выходом к входу установки в нулевое состояние

ное состояние второго триггера и входом установки в исходное состояние первого блока изменения периода следования импульсов, информационный вход которого соединен с выходом пер- вого элемента И, а вь1ход - с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого через клеммы для подключения обмотки контролируемого магнита соединен с датчиком тока и входом диффе- О первого и второго триггеров, инверс- ренцирующего усилителя, выход кото- ный выход второго триггера соединен с рого соединен с входом,усилителя- первым входом второго элемента И, ограничителя, подключенного выходом второй вход которого подключен к вы- к первому входу второго элемента ИЛИ, ходу генератора импульсов, а выход t5 к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, а выход - с информационным входом второго блока изменения периода следования

второй вход которого соединен с щк- ной установки устройства в исходное состояние, третий вход - с входом установки в нулевое состояние второго триггера, а выход - с входом установки в нулевое .состояние двухраз- 20 11мпульсов, вход установки в исходное рядного счетчика, счетный вход кото- состояние которого подключен к шине рого подключен к выходу дифференциру- установки устройства в исходное сос- ющего элемента, прямой выход второго тояние, а выход - к вторым входам триггера соединен с управляющим вхо1-25

первого и третьего элементов ИЛИ, выход старшего разряда двухразрядного счетчика соединен с входом второго одновибратора, подключенного выходом к входу установки в нулевое состояние третьего триггера, вход установки в

дом аналогового ключа, отличаю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов контроля, в устройство введены второй блок изменения периода следования импульсов,

1-25

первого и третьего элементов ИЛИ, выход старшего разряда двухразрядного счетчика соединен с входом второго одновибратора, подключенного выходом к входу установки в нулевое состояние третьего триггера, вход установки в

третий элемент ИЛИ, третий триггер, ВТО-30 единичное состояние которого подклю- рой и третий элементы И, два одновибра- чен к шине установки устройства в jopa и элемент ЗАПРЕТ, инверсный вход исходное состояние, а инверсный ны- ;которого соединен с выходом первого ход - к входу элемента индикации, вы- блока изменения периода следования ход третьего элемента ИЛИ соединен с импульсов и первым входом третьего 35 входом дифференцирующего элемента.

элемент-а ИЛИ, прямой вход элемента ЗАПРЕТ через аналоговый ключ подключен к выходу младшего разряда двухразрядного счетчика, выход старшего разряда которого связан с входом второго одновибратора, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с входом первого одновибратора, подключенного выходом к входу установки в нулевое состояние

первого и второго триггеров, инверс- ный выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к вы- ходу генератора импульсов, а выход 20 11мпульсов, вход установки в исходное состояние которого подключен к шине установки устройства в исходное сос- тояние, а выход - к вторым входам

25

первого и третьего элементов ИЛИ, выход старшего разряда двухразрядного счетчика соединен с входом второго одновибратора, подключенного выходом к входу установки в нулевое состояние третьего триггера, вход установки в

30 единичное состояние которого подклю- чен к шине установки устройства в исходное состояние, а инверсный ны- ход - к входу элемента индикации, вы- ход третьего элемента ИЛИ соединен с 35 входом дифференцирующего элемента.

.1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Целью изобретения является повьшение достоверности результатов контроля. Устройство содержит блок питания, выключатель, генератор импульсов, элементы И, триггеры, два блока изменения периода следования импульсов, элементы ИЛИ, датчик тока, дифференцирующий усилитель, усилитель-ограничитель, шину установки устройства в исходное состояние, двухразрядный счетчик, состоящий из триггеров, дифференцирующий элемент, аналоговый . ключ, элемент ЗАПРЕТ, одновибраторы, элемент индикации. Блоки изменения периода следования импульсов состоят соответственно из элементов И, счетчиков, схем поразрядного сравнения, элементов НЕ, развязывающих диодов. Клеммы служат для подключения объекта контроля. Устройство обеспечивает возможность двукратности измерения параметра срабатывания и оценки характера первого сбоя в работе возвратного механизма электромагнита. 2 ил. (Л с со о ьс to 4 ел

Редактор Л.Гратилло

Составитель В.Воронков

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 1215/46

Тираж 864. Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

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

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