Устройство для контроля режимов работы машины Советский патент 1980 года по МПК G07C3/10 

Изобретение относится к автоматизированным средствам контроля нагрузок машин различного назначения и может быть использовано, например, для определения продолжительности работы машины с заданными уровнями квантования нагрузки, т.е. получения гистограм№1 нагрузки машины в условиях эксплуатации. Известно устройство для контроля режимов работы машин, содержащее дат .чик тока, подключенной к прямым входам п компараторов, число которых равно числу Уровней квантования нагрузок машин, инвертирующие входы которых соединены с источником опорных напряжений,в источник стабилизированного тока, выход которого подключен к входу N ключей, выходами соединенных с соответствуют ми регистраторами, выходы компараторов подключены к одному из входов соответствующего элемента И-НЕ, и дополнительный элемент и-нЕ i;i. Низкая точность показаний и нёдос таточная надежность этого устройства обусловлены отсутствием регистрации времени работы машины вхолостую, кон ролем загруженности машина по току без учета сдвига фаз между током и напряжением, отсутствием выходного сигнала в систему телемеханики, пропорционального мгновенному значению нагрузки маяины, потребностью во внешнем (независимом) источнике питания и болыиом числе элементов И-НЕ.. Наиболее близким к изобретению по технической суцщости является устройство для контроля режимов работы машин, содержащее датчик тока, п компараторов, число равно,числу уровней квантования нагрузок машины; причем, пря1Ф1е входы компараторов соединены с соответствующими выходами источника опорных напряжений,а выходы компараторов,начиная с третьего,соединены с первыми входами элементов И-HE соответствующих более низким уровням квантования нагрузок, источник стабилизированного тока, выхсд которого подключен к входам п ключей,выходами соединенных с соответствующими регистраторами, причем выходы элементов И-НЕ подключены к управляющим входгм соответствующих ключей Целью изобретения является повьиав ние точности и надежности устройства за счет учета сдвига фаз между током и напряжением в сети питания машины, получения выходного сигнала для сист,е мы телемеханики, пропорционального ак тйвному току питания машины,исключения внешнего (независимого) источника питания, а также сокращения количестна элементов И-НЕ-в схеме. Достигается это тем, что в устройство, содержащее датчик-тока, п комп раторов, число которых равно числу уровней квантования нагрузок машин, прягИе входы компараторов соединены с выходами источника опорных напряжений, выходы компараторов, начиная с третьего, подключены к первым входам элементов И-НЕ, соответствуюших предыдущим уровням квантования нагрузок машины, источник стабилизированного тока, выход которого соединен с входами ключей, которых подключены к входу соответствующего регистратора, выходы элементов И-НЕ соединены с управляющими входами соответствующи ключей, и выходной блок, введены датч напряжения, дополнительный ключ, фильтр, пороговый элемент, элементы НЕ, выходы датчика напряжения подключены к выходу источника опорного напряжения и к. одному из входов дополнительного ключа, другой вход которого соединен с датчиком тока, а выход - через фильтр с инвертирующими входами компараторов и с входом выходного блока, выход первого компаратора через пороговый элемент подключен к управляющему входу первого ключа и к второму BXOW элемента И-НЕ соответствующего второму уровню квантования нагрузок машин, выходы компараторов, начиная от второго до предпоследнего, через соответствующие элементы НЕ соединены с вторыми.входа ми элементов И-НЕ, выход последнего компаратора подключен к управляющему входу последнего ключа, один иэ выхо дов источника опорного напряжения сое динен, с входом источника стабилизированного тока. На чертеже представлена блок-схе ма устройства (для удобства описания принято только четыре уровня квантования -регистров, работы машины) , Устройство содержит датчик тока 1 выход которого через дополнительный ключ 2 и фльтр 3 подключен к выходно му блоку 4 и инвертирующим входам компараторов 5 , 52, 52j и 5/j . Один выход датчика напряжения б подключен к управляющему входу дополнительного ключа 2, а другой - к входу источника опорных напряжений 7, Выходы исто ника опорных напряжений 7 подключены соответственно, к входу источника ста вилиэированного тОка 8 и к входам компараторов 5 , 5j, Бт,, 5 . Выход источника стабилизированного тока 8 подключен к входам ключей 9, 9/г,, 9з и 94 , вторые входы ключей 9 и 9г, подключены к выходам элементов И-НЕ 10 , lOj . Выход второго компаратора 5 соединен .через элемент НЕ ll-j с вторым входом элемента И-НЕ 10 , выход которого подключен к входу второго ключа 9а. Выход третьего компаратора 5.J соединен с первым входом элемента И-НЕ 10 и через элемент НЕ 11,2. с вторым входом элемента И-НЕ выход которого подключен к входу третьего ключа 9s, . Выход четвертого компаратора 5 подключен к первому входу элемента И-НЕ 10 и к входу четвертого ключа 9 , Выходы ключей 9i / 9rj, 92, и 94 подключены к входам соответствующих регистраторов 12.) , 122, f 2ъ 124. Выход первого компаратора 5; через пороговый элемент 13 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 10-, и с управляющим входом первого ключа 9. Работа устройства заключается в следующем. При включении двигателя контролируемой машины сигнал с датчика тока 1 поступает через дополнительных ключ 2, управляемый датчиком напряжения 6, и фильтр 3 на инвертирующие входы компараторов Б , 52, 52,и 64 и на выходной .блок 4 для передачи в систему телемеЬсаники. Текущее значение этого сигнала строго пропорционально нагрузке машины (с учетом сдвига фаз между напряжением и током). Одновременно на прямые входы компараторов 5.,- 5 поступают сигналы с соответствующих выходов источника опорных напряжений 7. Значения опорных напряжений соответствуют заданным уровням квантования контролируемой нагрузки машины. До тех пор, пока напряжения на прямых входах компараторов будут превышать напряжения на их инвертирующих входах, сигналы на выходах KOMnapajropOB будут положительными, При этом ключи 9i - 94 будут находиться в закрытом состоянии. Ток or источника стабилизированного тока 8 будет подаваться на тот или иной регистратор только при появлении на управляющем входе соответствующего ключа отрицательного сигнала. При прохождении стабилизированного тока через регистраторы, в качестве которых мо-гут быть использованы, например, ртутные электрохимические интеграторы, последние будут показывать продолжительность работы машины с нагрузками, соответствующими заданным уровням квантования. Как только напряжение на инвертирукицем входе первого компаратора. 5 превысит напряжение на его прямом входе, на выходе появляется отрицательный сигнал.. Однако этот сигнал не проходит через диод 14 порогового элемента 13. Положительный сигнал с второго компаратора Ь / проходя через элемент НЕ 11-,, инвертируется и через резистор 15 порогового элемента 13 поступает на управляющий: вход первого ключа 9, , тем самым открцвая его и пропуская ток с источ ника стабилизированного тока 8 на первый регистратор 12 . При превышении напряжения на инвертирующем входе второго компаратора 5г2 напряжения на его прямом входе на выходе повьлаается отрицательный сигнал, который, проходя через элемент НЕ HT, инвертируется и закрывает ключ 9 , прекращая подачу тока на-первый регистратор 12-, . Одновременно этот же сигнал поступает на второй вход элемента И-НЕ 10 , на первый вход которого поступает положительный сигнал с выхода компаратора Soj, Так как на оба входа элемента И-НЕ 10- поступают положительные сиг налы, то на его выходе появляется отрицательный сигнал, который открывает ключ 9 и пропускает ток через регистратор 12г, При превышении напряжения на инвертирующем входе третьего компарато ра БЗ напряжения на его прямом входе на выходе появляется отрицательный сигнал, который поступает на первый вход элемента И-НЕ lOi , тем самым закрывая ключ 92И прекращая подачу тока через регистратор 122- Одновременно этот сигнал, проходя через эле мент НЕ 11ч, инвертируется и поступа ет на второй вход элемента И-НЕ lOg, на первый вход которого поступает положительный сигнал с выхода компаратора 54. Следовательно, на выходе элемента И-НЕ 102 появляется отрицательный сигнал, открывающий ключ 9., через который начинает поступать ток к третьему регистратору 12,. Наконец, при превышении напряжени на инвертирующем входе,.четвертого ком паратора 64 напряжения на его прямом входе на выходе появляется отрицател ный сигнал, который поступает одновр менно на первый вход элемента И-НЕ 10, тем caNMM прерывая подачу тока jia третий регистратор и управляющий вход ключа Эд, который при этом открывается и подает ток на четвертый регистратор l2;i.. В любой момент времени ток может протекать только через один из регист раторов. Таким образом, устройство фиксирует время работы машины с задан ными уровнями нагрузки и формирует вы ходной сигнал, пропорциональный нагру ке машины, с учетом-сдвига фаз между напряжением и током, К выходному блоку 4 подключается дополнительная анализирующая аппаратура или ЭВМ, которая обеспечивает по лучение уточненной информации о ре-, жиме работы машины и повышает надежность работы предлагаемого устройства. Использование устройства обеспвчивает повышение эффективности эксплуатации и качества технического обслуживания машин в-различных отраслях народного хозяйства, в частности, позволяет уточнить норьы расхода запасных частей и смазочных материалов, межремонтные периоды, сроки выдачи в капитальный ремонт, показатели Нсщежности и т.д. Кроме того, информация, получаемая с помощью этого устройства, позволит усовершенствовать конструкции маиин и методы их прочностного раЪчета. Формула изобретения Устройство для контроля режимов работы .машины, содержащее датчик тока, п компараторов, число которых равно числу уровней квантования. нагрузок машины, прямее входы компараторов соединены с выходами источника опорных напряжений, выходы компараторов, начиная с третьего, подключены к первым входам элементов И-НЕ, .соответствующих предыдущим уровням, квантования нагрузок машины, источник стабилизированного тока, выход которого соединен с входами ключей, выходы которых подключены к входу соответствующего регистратора, выходы элементов И-НЕ соединены с управляющими входами соответствующих ключей и выходной блок, отличающееся тем ,что, с целью повышения точности и надежности устройства, в него введены датчик напряжения, дополнительный ключ, фильтр, пороговый элемент, элементы НЕ, выходы датчика напряжения подключены к входу источника опорного напряжения и к одному извходов дополнительного ключа, другой вход которого соединен с датчиком тока, а выход - через фильтр с инвертирующими входами компараторов и с входом выходного блока,выход первого компаратора через пороговый элемент подключен к управляющему входу первого ключа и к второму входу эле- мента И-НЕ,соответствующего второму уровню квантования нагрузок мапган,выходы крмпараторов,начиная от второго о предпоследнего, через соответствующие элементы НЕ соединены с вторыми входами элементов и-НЕ, выход поседнего компаратора подключен к управяющему входу последнего ключа, один з выходов источника опорного напряжеия соединен с входом источника стабиизированного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР о заявке 2457564/18-24, л. G 07 С 3/10, 01.03.77. 2.Авторское свидетельство СССР о заявке № 246562/18-24, л. G 07 С 3/10, 23.03.77 (прототип).

54