Устройство для контроля режимовРАбОТы МАшиН Советский патент 1981 года по МПК G07C3/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МАШИН

1

Изобретение относится к автоматизированным средствам контроля режимов работы машин различного назначения и может быть использовано, например, для определения продолжительности работы машины с заданными уровнями мощности, т. е. получения гистограммы мощности мащины в условиях эксплуатации.

Известно устройство для контроля режимов работы мащин, содержащее преобра-, зователь физических величин, компараторы, ключи, источник опорных напряжений, ртутный электрохимический интегратор .

Недостаток известного устройства т- низкая точность показаний из-за нестабильности по амплитуде сигналов с выходов компараторов.

Известно также устройство для контроля режимов работы машин, содержащее датчик, подключенный к прямым входам п компараторов, число этих компараторов равно числу уровней квантования параметра рабочего процесса мащины, инвертирующие входы которых соединены с генератором эталонных напряжений, и генератор стабилизированного тока, выход которого подключен к входу

п ключей, выходы последних соединены с соответствующими регистраторами 2.

Указанное устройство имеет низкую точность показаний в том случае, когда с выхода преобразователя физических величин .поступает переменное напряжение, амплитуда несущей частоты которого характеризует тот или иной параметр рабочего процесса мащины, например мощность или ток.

Цель изобретения - повыщёние точности показаний устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены п элементов И-НЕ и п триггеров и п- 1 элементов И, счетный триггер, дополнительный элемент И-НЕ и формирователь импульсов, который-подключен непосредственно и через счетный триггер к дополнительному элементу И-НЕ, выходы компараторов соединены с одним из входов элементов И-НЕ, выходы которых подключены к одному из входов триггеров, другой вход которых соединен с выходом дополнительного элемента И-НЕ, а один из выходов триггера, соответствующего верхнему уровню квантования, подключен к управляющему входу соответствующего ключа, выходы

каждого из триггеров через соответствующие элементы И подключены к управляющим входам соответствующего ключа, выход счетного триггера соединен с другими входами элементов И-НЕ и входом генератора стабилизированного тока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство для контроля режимов работы машин содержит датчик 1 мощности, выход 2 которого подключен к прямым входам 3 п компараторов 4. Инвертирующие входы 5 компараторов 4 подключены к соответствующим входам 6 генератора 7 эталонных напряжений. Устройство содержит также генератор 8 стабилизированного тока, выход 9 которого подключен к входам Ю ключей 11. Выходы 12 компараторов 4 подключены ко вторым входам 13 элементов И-НЕ 14. Выходы 15 элементов И-НЕ 14 подключены ко входам 16 соответствующих триггеров 17, выходы 18 триггеров 17, начиная От первого и кончая п - 1-ым, подключены к первым входам 19 соответствующих элементов И 20, а. выход 18 триггера 17, соответствующего верхнему уровню квантования, подключен к управляющему входу 21 соответствующего ключа 11. Быходыды 22 триггеров 17, начиная от второго и кончая п-ым, подключены ко вторым входам 23 элементов И 20, соответствующих предыдущим более низким уровням квантования. Выходы 24 элементов И 20 подключены к управляющим входам 21 соответствующих ключей П. Выходы 25 ключей 11 подключены к входам 26 соответствующих регистраторов 27. Выход 2 датчика 1 мощности подключен ко входу 28 формирователя 29 импульсов. Выход 30 формирователя 29 импульсов подключен ко входу 31 счетного триггера 32 и ко второму входу 33 формирующего элемента И-НЕ 34. Выход 35 счетного триггера 32 подключен к первым входам 36 элементов И-НЕ J4, ко входу 37 генератора 8 стабилизированного тока и к первому входу 38 формирующего элемента И-НЕ 34. Выход 39 формирующего элемента И-НЕ 34 подключен ко входам 40 триггеров 17.

В качестве преобразователя 1 физических велич ин взят преобразователь мощности, амплитуда переменного напряжения на выходе 2 которого соответствует текущему значению потребляемой электродвигателем машины мощности, в качестве регистраторов 27 использованы ртутные электрохимические интеграторы, а число уровней квантования мощности принято трем.

Работа устройства для контроля режимов работы машин заключается в следующем.

При превыщении амплитуд переменного напряжения (фиг. 2.1) на выходе 2 датчика 1 мощности значения, соответствующего первому, самому нижнему уровню квантования мощности, и, следовательно, превышении напряжения на прямом входе 3 компаратора 4 по сравнению с величиной напряжения на его инвертирующем входе 5, которое поступает от генератора эталонных напряжений-7, на выходе 12 компаратора 4 появляется сигнал (фиг. 2.5), поступающий на второй вход 13 соответствующего элемента И-НЕ 14 Амплитуды переменного напряжения (фиг.2. с выхода 2 преобразователя 1 физических величин поступают также на вход 28 формирователя 29импульсов. С выхода 30 формирователя 29 импульсы (фиг. 2.2) поступают на вход 31 счетного триггера 32 и на второй вход 33 формирующего элемента ИНЕ. С выхода 35 счетного триггера 32 импульсы (фиг. 2.3) поступают на вход 37 генератора стабилизированного тока 8, к первым входам 36 элементов И-НЕ 14 и к первому входу 38 формирующего элемента И-НЕ 34. При этом на выходе 15 элемента И-НЕ, соответствующего первому уровню квантования, появляется сигнал (фиг. 2.6), который поступает на вход 16 триггера, соответствующего первому уровню квантования. С выхода 39 дополнительного элемента ИНЕ 34 сигнал (фиг. 2.4) поступает на входы 40 триггеров 17. При этом на выходе 18 триггера 17, соответствующего первому уровню квантования, появляется сигнал (фиг.9), поступающий на первый вход 19 элемента И 20, соответствующего первому уровню ква нтования. Так как с выхода 22 триггера 17, соответствующего второму уровню квантования, сигнал (фиг. 2.11) поступает на второй вход 23 элемента И 20, соответствующего первому уровню квантования, то с выхода 24 элемента И 20 сигнал (фиг. 2.10 поступает на управляющий вход 2 ключа 11 соответствующего первому уровню квантования. Одновременно с выхода 9 генератора 8 стабилизированного тока импульсы тока (фиг. 2.14) поступают на входы 10 ключей П. При этом с выхода 25 ключа 11 импульсы тока (фиг. 2.15) поступают на вход 26 регистратора (ртутного интегратора) 27, соответствующего первому уровню квантования. Таким образом, регистратор 27 регистрирует продолжительность действия переменного напряжения (фиг. 2.1) с амплитудами; соответствующими мощности, находящейся в диапазоне между первым и вторым уровнями квантования мощности.

При превыщении амплитуд переменного напряжения (фиг. 2.1) на выходе 2 преобразователя 1 мощности напряжения, соответствующего второму уровню квантования мощности, и, следовательно, превыщении напряжения на прямом входе 3 компаратора 4, соответствующего второму уровню квантования, по сравнению с величиной напряжения на его инвертирующем входе 5, на выходе 12 компаратора 4 появляется сигнал (фиг. 2.7), поступающий на второй вход 13 элемента И-НЕ 14, соответствующего второму уровню квантования. На выходе 15 элемента И-НЕ 14, соответствующего второму уровню квантования, появляется сигнал (фиг. 2.8). Далее временная диаграмма прохождения сигналов по элементам схемы, соответствующим второму уровню квантования, аналогична временной диаграмме прохождения сигналов по элементам схемы, соответствующим первому уровню квантования. При этом на первый йход 19 элемента И 20, соответствующего второму уровню квантования, поступает сигнал (фиг. 2.10), что приводит к появлению .сигнала (фиг. 2.13) на выходе 24 элемента И 20..В результате ртутный интегратор 27, соответствующий второму уровню квантования, питается-импульсным током (фиг. 2.16) и регистрирует продолжительность действия переменного напряжения (фиг. 2.1) с амплитудами, соответствующими мощности, находящейся в диапазоне между вторым и третьим уровнями квантования мощности. Так как при этом подача импульсов, (фиг. 2,9) на первый вход 19 элемента И 20, соответствующего первому уровню квантования, не совпадает по фазе с подачей импульсов (фиг. 2.11) на второй вход 23 элемента И 20, то на выходе 24 элемента И 20 импульсов (фиг. 2.12) не будет. Следовательно, ключ 11 закроется, и ток прекратит идти через регистратор 27, соответствующий первому уровню квантования. Аналогично при превыщении амплитуд переменного напряжения (фиг. 2.1) на выходе 2 преобразователя 1 мощности напряжения, соответствующего третьему, самому высокому уровню квантования мощности, регистратор (ртутный интегратор) 27, соответствующий третьему уровню квантования, регистрирует продолжительность действия переменного напряжения (фиг. 2.1) с амплитудами, соотаетствующими мощности, величина которой превыщает третий уровень квантования. При этом ток не будет идти, через ртутные интеграторы 27, соответствующие более низким уровням квантования. В случае последующего yJvIeньщeния напряжения на вь1ходе 2 датчика 1 мощности ток начнет проходить через ртутный интегратор 27, соот етс;вующий данному уровню квантования, и прекратит протекать через ртутный интегратор 27, соответствующий более высокому уровню квантования. В каждый данный момент времени ток может протекать только через один из ртутных интеграторов 27, регистрирующих продолжительность работы мащины с мощностью находящейся в диапазоне между данным и следующим, более высоким уровнями квантования, или с мощностью большей наивысщего уровня квантования. Таким образом, устройство позволяет определять продолжительность работы мащины с заданными уровнями мощности или гистограмму мощности, потребляемой электродвигателем мащины в условиях эксплуатации. Для получения гистограммы любого другого параметра рабочего процесса мащины необходимо использовать соответствующий преобразователь физических величин, например тензодатчики, датчики давления, термодатчики и т. д. Использование устройства обеспечивает повышение эффективности эксплуатации и качества технического обслуживания мащин в различных, отраслях народного хозяйства, в частности позволяет уточнить нормы расхода запасных частей и смазочных материалов, межремонтные периоды, сроки выдачи в капитальный ремонт, показатели надежности и т. д. Кроме того, информация, получаемая с помощью устройства, позволит усоверщенствовать конструкции мащин и метод их прочностного расчета. Формула изобретения Устройство для контроля режимов работы мащин, содержащее датчик мощности, подключенный к прямым входам п компараторов, число которых равно числу уровней квантования параметра рабочего процесса мащин, инвертирующие входы которых соединены с генератором эталонных напряжений, и генератор стабилизированного тока, выход которого подключен ко входу п ключей, выходы которых соединены с соответствующими регистраторами, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности устройства, в него введены п элементов И-НЕ и п триггеров, п - 1 элементов И, счетный триггер, дополнительный элемент И-НЕ и формирователь импульсов, кotopый подключен непосредственно и через счетный триггер к дополнительному элементу И-НЕ, выходы компараторов соединены с одним из входов п элементов И-НЕ, выходы которых подключены к одному из входов соответствующих триггеров, другой вход которых соединен с выходом дополнительного элемента И-НЕ, а один из выходов триггера, соответствующего верхнему уровню квантования, подключен к управляющему входу соответствующего ключа, выходы каждого из триггеров через соответствующ,ие элементы И подключены к управляющим входам соответствующего ключа, выход счетного триггера соединен с другими входам элементов И-НЕ и входом генератора стабилизированного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 404107, кл. G 07 С 3/10, 20.03.72. 2.Авторское свидетельство СССР № 436371, кл. G 07 С 3/10, 25.01.73 (прототип).

1 .