Устройство для контроля ресурса технической системы

Устройство для контроля ресурса технической системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социаиистическик . Рес у6л (g)30051 13 (« » ф< ф/- -." (61) Дополнительное к авт; свид-ву (22) Заявлено 03.09.81 (21) 3335029/18-24 фИ1М. Кл. 3 с присоединением заявки ¹

Г> 07 С 3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень ЙВ 10 ($3) УДК681.178

- . (088. 8) Дата опубликования описания 15.03.83 (72) Авторы изобретения

В.п. Сугак, Д.В. Бакурадэе, Г.Н. Воробьев, и В.A. Ветчинкин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕСУРСА

ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к автоматизации контроля и управления производственными процессами и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления технологическими процессами и производством, а также в научных исследованиях и технике, где требуется находить значение величины . времени полезного функционирования.

Известно устройство для определения используемого ресурса различных изделий, содержащее накопитель, блок ввода информации и индикаторный блок (1).

Недостатком укаэанного устройства является узкая область применения вследствие того, что оно определяет использованный ресурс иэделия., но не позволяет определить время его полезного функционирования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля ресурса тех нической системы, содержащее дат.чик времени, датчик расхода ресурса, интегратор, сумматор, блок . сравнения, блок усиления, блок произведения и блок индикации (2.).

Недостатком известного устройства является то, что оно служит только для определения момента регенерации ресурса и, кроме того, не связывает запас ресурса с его расходом на полезное функционирование системы и нейтрализацию возмущающих воз- .: действий, а также дополнительные

){) расходы ресурсов на нейтрализацию возмущений в системе, от правильного выбора которых зависит время ho- . лезного функционирования технической системы. Все это снижает точность устройстсва.

Цель изобретения — повышение точности устройства путем определения: времени полезного функционирования технической системы, работа которой происходит в условиях возмущающих воздействий, с учетом того, что часть ресурса системы выделяется на нейтрализацию устранение) возмущений.

Эта цель достигается тем, что в устройство для контроля ресурса технической системы, содержащее датчик времени, первый датчик расхода ресурса> первый сумматор, первый блок сравнения и блок индикации, введены второй датчик расхода ресурса, 1005113 датчик интенсивности расхода ресур са, блок деления, элементы И, датчик возмущающего воздействия, второй .сум-, матор, блок нелинейного преобразования и второй блок сравнения, выход первого датчика расхода ресурса соединен с первыми входами второго блока сравнения и первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго датчика расхода ресурса, выход первого сумматора сое- 10 динен с первым входом блока деления, второй вход которого подключен к выходу датчика интенсивности расхода ресурса, выход блока деления соединен с первым входом первого блока 15 сравнения, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом блока индикации, выход датчика времени подклю- О чен к вторым входам первого блока сравнения и первого элемента И и к первым входам второго и третьего элементов И, второй вход последнего соединен с выходом датчика возмущающего воздействия, выход третьего элемента И через последовательно соединенные второй сумматор и. блок нелинейного преобразования подключен к второму входу второго блока сравнения, первый выход которого соединен с вторым входом второго эле-. мента И, выход которого подключен к второму входу блока индикации, второй выход второго блока сравнения соединен с входом датчика времени и 35 с вторым входом первого блока сравнения.

Любые материальные объекты, в том числе техническую систему, можно рассматривать как объекты, имеющие щ ограниченный ресурс "жизнедеятельности", который расходуется ими на процесс функционирования, а также на нейтрализацию возмущающих действий, которым подвергается система. Пусть задан общий запас ресурса пф н где R +- значение величины ресурса, пф выделяемого на полезное системы

11„- величина ресурса, выделяемого на нейтрализацию возмущающих воздействий в сис теме.

Время полезного функционирования 55 технической системы в условиях возмущений, с одной стороны, зависит от величины общего .запаса ресурса в системе и определяется следующим .образом 60

Н т„„= — — (1) где с — интенсивность расхода ресурса в системе на ее полезное функционирование. 65

С другой стороны, время полезного функционирования технической системы непосредственно зависит от величины R и, как только запас ресурса

R будет исчерпан на нейтрализацию поступадщих в систему возмущений, т.е. станет равным нулю, функционирование системы прекратится, так как вновь поступающие B систему возмущения приводят ее к отказовому состоянию. Пусть на систему действуют возмущения, которые для своей нейтрализации требуют соответствующее количество единиц ресурса Rн. В этом случае время полезного функционирования технической системы является аргументом следующего условия т =ar g Yj)=R>j, (2) где — значение величины возмущающих воздействий, требующее для своей нейтрализации заранее установленное допустимое ограниченное значение величины Кн, при этом Тдф пред2 ставляет собой величийу, зависящую от величины .

Таким образом, с одной стороны, увеличивая Кн, можно увеличить времени полезного функционирования (1) . Отсюда время Q(КН) полезного функционирования сложной системы зависит от R> и определяется из следующего условия

Q(R ) = min (T T ) В данном устройстве математическая модель реализуется аппара.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 возмущающего воздействия f (t), которым подвергается техническая система в данный момент времени, третий элемент И 2, датчик 3 времени, второй сумматор 4, накапливающий с течением времение функционирования системы значение "Е: f (1-) ) величины возму1;(1 щающих возДействий, блок 5 нелинейного преобразования, реализующий ,функцию Р4„ = f(f ), т.е. определяющий фактическое требуемое к данному моменту времени значение величины ресурса на нейтрализацию возмущений в системе, второй блок б сравнения, в котором происходит сравнение величины ресурса R с имеющейся в систеН ме величиной R ресурса, выделенно"

ro на нейтрализацию воэмушений, первый датчик 7 расхода ресурса R на нейтрализацию возмущающих воздейвремя полезного функционирования системы (2), а с другой стороны, увеличение RH сказывается на уменьшении э 1005113 ствий, второй элемент И 8, блок 9 индикации, второй датчик 10 расхода ресурса К в системе, 1 ервый сумматор 11, вычисляющий значение ресурса К - R предназначенное »а полез»

5 ное функционирование технической системы, блок 12 деления, датчик 13 интенсивности расхода, первый блок 14 сравнения, сравнивающий рассчитанное плановое время функционирования системы с текущим значением времени, первый элемент И 15.

Устройство работает следующим образом.

В процессе функционирования техни еск и системы на нее действуют раэ- 15 ..и ;»ыо возмущения, которые из датчика 1 возмущающего воздействия поступают на второй вход третьего элемента И 2. Одновременно на первый вход третьего элемента И 2 поступает 70 управляющий сигнал, формируемый датчиком 3 времени. С выхода третьего элемента И 2 снимается значение величины возмущающих воздействий в текущий момент времени, .которое поступает на первый вход второго сумматора 4., в котором с течением времени происходит накопление значения величины возмущений, на второй вход сумматора 4 поступает сигнал, устанавливающий его перед началом работь1 устройства в нулевое состояние. С выхода второго сумматора 4 сигнал поступает на вход блока 5 нелинейного преобразования, реализующий функцию R „ =

Ф вЂ” Е (), т. е. определяющий фактичес-З5 кое требуемое к данному моменту времени значение величины ресурса на нейтрализацию возмущающих воздействий, Это значение Кн требуемого к данному моменту времени величины ресурса íà 40 нейтрализацию возмущений поступает на. второй вход второго блока 6 сравнения, в котором происходит сравнение величины ресурса требуемой R» к данному моменту времеви на нейтрализа- 45 цию возмущений с имеющейся в системе величиной К„ ресурса на нейтрализацию возмущений; поступающей на первый вход второго блока 6 сравнения с выхода первого датчика 7 расхода ресур 50

ca RH на нейтрализацию возмущающих воздействий. Если в системе в данный момент времени не осталось ресурса на нейтрализацию возмущений, т.е. выполняется во втором блоке .6 сравнения равенство R» = RH, то сигнал с первого выхода второго блока 6 сравнения поступает на второй вход второго элемента И 8, на первый вход которого поступает с датчика 3 времени / сигнал, характеризующий значение те- 60 кущего времени. При появлении сигналов одновременно на "первом и втором входах второго элемента И 8 с .его выхода выдается сигнал на второй вход блока 9 индикации, определяя тем са- g5 мым время 1 полезного функциониропс вания системы в случае, когда весь запас ресурса на нейтрализацию возмущений. окажется исчерпан. Если же во втором блоке 6 сравнения не происходит сравнения, т.е. оказывается, что R „ < К„, то со второго выхода

Ф второго блока 6 сравнения управляющий сигнал поступает на управляющий вход датчика 3 времени на выдачу очередного значения времени.

Со второго датчика 10 расхода реcypca »e » »» R ресурса, выделенного в системе, поступает »а второй вход первого сумматора 11, на первый вход которого поступает значение величины Кнресурса на нейтрализацию возмущений с первого датчика 7 расхода ресурса. В первом сумматоре 11 определяется з.начение К-Кн ресурса, предназначен»ого на полезное функционирование технической системы. Это значение. ресурса с выхода первого сумматора 11 поступает »а первый вход блока 12 деления, на второй вход которого с датчика 13 интенсивности расхода ресурса поступает .значение интенсивности расхода ресурса на полезное функционирование системы. ! R-Є

Полученное значениеТпФ= плановоФ

ro времени полезного функционирования технической системы поступает на первый вход первого блока 14 сравнения, на второй вход которого поступает значение текущего времени с выхода. датчика 3 времени, В первом блоке 14 сравнения происходит сравнения рассчитанного планового времени полезнога функционирования системы с текущим значением времени. В случае сравнения указанных величин с первого выхода первого блока 14 сравнения управляющий сигнал поступает на первый вход первого элемента И 15 на второй вход которого с выхода датчика 3 времени поступает текущее. значение времени. С выхода первого .Ф элемента И 15 значение 7„времени полезного функционирования системы поступает на первый вход блока 9 индикации. В случае невыполнения сравнения в первом блоке 14 сравнения со второго его выхода управляющий сигнал поступает на управляющий вход датчика 3 времени на- выдачу очередного значения времени.

Предлагаемое устройство позволяет определить время полезного функци- онирования технической системы в условиях возмущающих воздействий и тем самым определить момент времени, когда наступает простой в работе системы, что позволяет устранить наруше-, ния, вызванные действием возмущений, Формула изобретения устройство для контроля ресурса технической. системы, содержащее дат1005113

Составитель Г. Усачев

Редактор К. Волощук Техред С.Мигунава Корректор В.Вутяга.

Зак .i з 1 905/67 Тираж 571 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 чик времени, первый датчик расхода ресурса, первый сумматор,.первый блок сравнения и блок индикации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в неГо введены второй датчик расхода ресурса, датчик интенсивности расхода ресурса, блок деления, элементы

И, датчик возмущающего воздействия, второй сумматор, блок. нелинейного преобразования и второй блок сравнения, выход первого датчика расхода ресурса соединен с первыми входами второго блока сравнения и первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго датчика рас- 35 хода ресурса, выход первого сум,матора соединен с первым входом блока деления, второй вход которого подключен к выходу датчика интенсивности расхода ресурса, выход блока деле-2О ния соединен с первым входом первого блока сравнения, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом блока индика-! ции, выход датчика времени подключен к вторым входам первого блока сравнения и первого элемента И и к первым входам второго и третьего элементов И, второй вход последнего соединен с выходом датчика возмущающего воздействия, выход третьего элемента И через последовательно соединенные второй сумматор и блок нели- нейного преобразования подключен к второму входу второго блока сравнения, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу блока индикации, второй выход второго блока сравнения соединен с входом датчика времени и с вторым входом первого блока сравнения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 378912, кл. G 07 С 13/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 783815, кл. G 07 С 3/10, 1979 (прототип).