Устройство для определения ресурса машин

Устройство для определения ресурса машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцнаинстическик

Республик

gi l005l15 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 16.11. 81 (21) 3353134/18-.24 (ф jМ Кд 3 с присоединением заявки Мо

G 07 С 3/10

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (33) УДК621. 178.(088.8) Опубликовано 15 03.83. Бюллетень Йо 10

Дата опубликования описания 15.03.83 (72) Авторы изобретения

Г.М. Павлов, В.A. Савельев и A.Â. Рас,1, „-„l

Ивановский ордена "Знак Почета" энергетический институт им. В.И. Ленина

У ф (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА .МАШИН

Изобретение относится к автоматическому контролю и регистрации состояния машин, в частности, к устройствам определения ресурсных показателей электроприводов, их коммутационных аппаратов, приводимых механизмов и машин, работающих в широком диапазоне нестационарных режимов (,частых пусков, самозапусков, переменных нагрузок и т.п. ).

Известно устройство для контроля и регистрации параметров, содержащеЕ блоки включения, интеграторы, выполненные на базе ртутных кулометров, триггеры., элементы выдержки времени, ключи, и стабилизатор 1).

Недостатком устройства является то, что оно не учитывает вклада разных уровней сигнала в отработку ресурса, требует дополнительной обработки результатов контроля, регистрирует только стационарные режймы перегрузки и факты остановок.;

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению явля- 25 ется устройство для определения ресурсных показателей машин в процессе эксплуатации, которое содержит датчик контролируемого параметра,. подключенный к входам пороговых эле- ЗО ментов, число которых равно количеству уровней разбиения одного сиг нала. Устройство имеет .также огра- ° ничительный и балластный резистор, триггер Шмидта, элемент И-НЕ, куло-. метр, элемент И памяти, счетный триггер, блок весовых коэффициентов соединенный с сумматором, а также генератор тактовых импульсов, подключенный к первому входу первого элемента И, выход которого связан со счетчиком расхода ресурса и к переключателю. Каждая пороговая ячейка подключается к одному из входов счетного триггера и через делитель частоты к сумматору, который в свою очередь через элементы И связан с интегратором и счетчиком $2 1.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля и регистрации параметров, .меньшая надежность. Это обусловлено тем, что в устройстве не учитывает- . ся расход ресурса от таких существенных факторов как пуск1 самопуск, несинхронное включение. Йе учитывается тяжесть этик режимов, не определяется величина оставшегося ресурса по диапазону нагрузок и по тяжести переходных режимов. Последние факто1005115 ры существенны для коммутационной аппаратуры и нередко являются определяющими для ресурса всей технологической цепи (коммутационный аппарат, электропривод, механизм). Наличие в устройстве сложных в эксплуа- 5 тации кулометров усложняет конструк,цию устройства и его эксплуатацию, Кроме того, устройство допускает автоматическую регистрацию только по величине отработанного суммарного 10 ресурса за один. цикл (c моента включения до остановки ) не определяет величины оставшегося ресурса за все циклы отработки.

Цель изобретения — повышение точности и надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик контролируемого параметра, подключенный к входам пороговых эле- 20 ментов уровней контролируемого параметра, блок весовых коэффициентов, выход которого соединен с входом сумматора и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к 25 первому входу первого элемента И, выход которого соединен со .счетчиком расхода ресурса, и- переключатель, введены селекторы> формирователь ,импульсов, последовательно соединенные блок включения, элемент памяти и индикатор уровня контролируемого параметра, генератор стандартного сигнала, элемент сравнения, пороговые элементы длительности контролиру-З9

eMoro параметра, пороговый элемент пуска, второй элемент И, реверсивный счетчик, блок задания ресурса, делитель частоты, ключи, программный блок, счетчики уровня контролируемого параметра, счетчик числа пуска, счетчик длительности пуска и счетчики длительности контролируемого параметра, выходы пороговых элементов уровня контролируемого параметра через первый селектор подключены к 45 соответствующим счетчикам уровня контролируемого параметра и к управляющим входам ключей, выходы которых

I соединены с датчиком контролируемого параметра, который подключен к вхо- у) дам пороговых элементов уровня контролируемого параметра, к входу порогового элемента длительности пуска и к входу блока включения, выходы ключей подключены к входам блока весовых коэффициентов, выход сумматора соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к генератору стандартного сигнала, а выход — к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика и с одним из

®ходов программного блока, другие

Входы которого подключены к выходу уеверсивного.счетчика, к выходу вто-. g5 рого элемента И, который соединен со счетчиком длительности пуска, и к выходу элемента памяти, который подключен к одному из входов блока весовых коэффициентов, входы второго элемента И соединены с генератором тактовых импульсов, который подключен к переключателю и через делитель частоты с входом первого селектора и с выходом порогового элемента длительности пуска, выход формирователя.импульсов через пороговые элементы длительности контролируемого параметра подключен к входам второго селектора, выходы которого соединены со счетчиками длительности контролируемого параметра, выход порогового элемента длительности пуска подключен к входу формирователя импульсов, к входу счетчика пуска, к одному из входов программного блока и к переключателю, выход программного блока подключен к входу блока зацания ресурса., выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема программного блока.

Устройство содержит датчик контролируемого параметра 1, подключенный к пороговым элемейтам 2, 2, 2д уровня контролируемого параметра, число которых равнд числу уровней разбиения входного параметра и к блоку 3 включения, последовательно соединенным с элементом 4 памяти и индикатором 5 уровня. Один из пороговых элементов уровня контролируемого параметра соединен с пороговым элементом длительности пуска б и с пороговыми элементами 71, 7 ...

7 длительности контролируемого параметра через формирователь 8 импульсов, Все пороговые элементы 2 1, 22... 2 уровня контролируемого параметра и длительности 7, 72...

7 контролируемого параметра через селекторы 9 и 10, а пороговый элемент длительности пуска непосредствен-но соединены со счетчиками импульсов 11< 11 ... 11„ уровня контролируемого параметра, счетчиком импульсов 12 числа пусков и счетчиками импульсов. 13, 13 ... 13> длительности контролируемого параметра. Выходы первого селектора .9 соединены с цепями управления ключей 14, 142...

14, 14, 1, входы которых соединены с блоком 15 весовых коэффициентов, сумматором 16 и одним из входов элемента 17 сравнения. Другой вход элемента 17 сравнения подключен к генератору 18 стандартного сигнала, а выход - к одному из входов первого элемента И 19.

Второй вход второго элемента

И 19 связан с делителем 20 частоты,, 1005115 генератором 21- тактовой частоты и вторым элементов И 22, à его выход

cg счетчиком 23 длительности пуска,,Выход первого элемента И 19 подключен к счетчику 24 расхода ресурса, реверсивному счетчику 25 оставшего-. ся ресурса и программному блоку 26, связанному с блоком 27 задания ресурса и переключател."м 28.

Структурная схема программного блока (фиг. 2) содержит логический решающий модуль 29, к первому входу которого подключен аналого-цифровой преобразователь 30 через оперативно запоминающий блок 31, к второму, .му, четвертому,.пятому входам — 15 элемент ввода число-импульсной ин-. формации 32 через сумматор 33 и блоки памяти 34 — 36, а к выходу логического решающего модуля 29 под- ключен блок задания уставки 37. 2О

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, соответствующий те »ущему . значению контролируемого параметра подается с датчика 1 на пороговые элементы 2, 22... 2„ уровня контроI лируемого параметра и на блок 3 включения. При срабатывании блока 3 включения экстремальное значение параметра, например пусковой ток, запоминается элементом 4 памяти, визуально отображается на индикаторе 5 уровня и вводится в блок 26. Это же экстремальное значение с определенным весовым .коэффициентов, учитывающим вклад амплитуды экстремального значения в отработку ресурса, вводится в сумматор 16 для определения текущего ресурса.

Допустим, величина входного пара метра в стационарном режиме соответ- 40 ствует или больше уставки порогового элемента 22. Пройдя первый селектор 9, сигнал фиксируется только счетчиком 112 уровня импульсов, Такой режим обеспечивается селектором 45

9, который работает таким образом, что сигнал на выходе пороговых элементов 2, 22... 2 с меньшими уставками запйрается пороговым элементом с большей уставкой. Зафиксированное 50 в счетчике 11 число импульсов определяется тактовой частотой ге-. нератора 21, делителем 20 частоты и длительностью нагрузки машины на данном уровне. Зная частоту сигнала на выходе делителя 20 частоты и число импульсов в счетчиках 11, 112...

11 каждого уровня сигнала, определяется гистограмма работы машины в стационарном режиме

Выходной сигнал второго порогово- 60

ro элемента 2>, пройдя первый селектор 9, открйвает также ключ 14, и напряжение уставки порогового элемента 2 подается на сумматор 16 чей рез блок 15 весовых коэффициентов. 65

Этот блок учитывает вклад каждого уровня нагрузки в отработку ресурса согласно выражения

3>

С выхода сумматора 16 сигнал с помощью элемента 17 сравнения, генератора 18, первого элемента И 19 и генератора 21 преобразуется в число импульсов и поступает в счетчик 24 расхода ресурса. Для такого преобразования генератор 18 формирует на входе элемента 17 сравнения треугольные импульсы. При равенстве выходных напряжений генератора 18 и сумматора 16 элемент 17 сравнения снимает разрешающий сигнал с одного из входов первого элемента И 19, прекращая поступление тактовых импульсов с генератора 21 на счетчик

24 расхода ресурса, на реверсивный счетчик 25 и программный блок 26.

Число импульсов, зафиксированное в счетчике 24 расхода ресурса, определяется частотой генератора 21 и величиной отработанного ресурса.

Для определения оставшегося ресурса на второй вход реверсивного счетчика 25 через блок 27 вручную или от блока 26 автоматически подается величина заданного ресурса. В результате этого на счетчике 25 отображается оставшийся ресурс.

При пуске, самозапуске и т.д. срабатывает пороговый элемент 22 и длительности пуска 6. При настройке на пуск пороговый элемент 6 длиI тельности пуска срабатывает и отпа, дает при уставке 23,юм, а на пере грузку — при уставке 23ном.

Число срабатываний элемента 6 фиксируется счетчиком 12 числа пусков и регистрируется в блоке 26.

Длительность переходного режима фиксируется счетчиком 23 путем заполнения периода замкнутого состояния порогового элемента 6 тактовой частотой генератора 21 через второй элемент И 22.

Длительность переходного режима также регистрируется блоком 26 посредством его число-импульсного входа .

Учет влияния длительности переходного режима на обработку ресурса осуществляется. блоком 15 весовых .коэффициентов, аналогично учету экстре» мального значения, которые в совоФ купности уяитывают тяжесть переходного режима. Для определения числа ос тавшихся пусков и др. переходных ре-

1005115 жимов предусмотрен переключатель

28. С его помощью генератором 21 тактовой частоты на счетчике 12 чис- ла пусков устанавливается заданная величина.

Для отображения и формирования гис-5 тограмм переходных режимов по длительности используются пороговые эле- . менты 71 72 ... 7д, второй селектор

10 и счетчики 13, 132 ... 13, работающие аналогично описанным вы- 10 ше пороговым элементам 2„, 22... 2 „ первому селектору 9 и счетчикам 11„, 112, ... 11п. Только в данной частй устройства дополнительно используется формирователь импульсов, который преобразует длительность в амплитуду стандартного сигнала.

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества. Устройство может использоваться как самостоятельное, так и в комплексе технических средств систем управления.

В последнем случае устройство допускает текущую корректировку заданного ресурса по другим факторам и режимам.

25 — 45

Экономический эффект от применения устройства достигается за счет сокращения трудоемкости ремонта, своевременного планирования техобслуживания оборудования, запасных частей и прогнозирования безотказной работы технологических цепей.

Формула изобретения

Устройство для определения ресурса машин, содержащее датчик контролируемого параметра, подключенный к входам пороговых элементов уровня контролируемого параметра, блок 60 весовых коэффициентов, выход которого соединен с входом сумматора и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого

Устройство регистрирует тяжесть переходных режимов — число и дли- ЗО тельность переходов, самозапусков, несинхронных включений, перегрузок и т.д. Выдает информацию о текущем и оставшемся ресурсе, о числе оставшихся, переходных режимов относитель- 35" но заданного, фиксирует экстремальные значения этих режимов. В устройстве исключены сложные кулометры— их роль выполняют простые счетчики импульсов допускающие сброс до

40 нуля в любой момент времени. Это позволяет осуществлять визуальный контроль за любой заданный период эксплуатации. соединен со счетчиком расхода ресурса, и переключатель, о т л и ч а,ю щ е е с я тем, что, с целью по вышения точности и надежности работы

:устройства, в него введены селекторы, формирователь импульсов, последовательно соединенные блок включения, элемент памяти и индикатор уровня контролируемого параметра, генератор стандартного сигнала, элемент сравнения, пороговые элементы длительности, контролируемого параметра, пороговый элемент длительности пуска, второй элемент И, реверсивный счетчик:, блок задания ресурса, делитель частоты, ключи, программный блок, счетчики уровня контролируемого параметра, счетчик числа пусков, счетчик длительности пуска и счетчи-. ки длительности контролируемого параметра, выходы пороговых элементов уровня контролируемого параметра через первый селектор подключены к соответствующим счетчикам уровня контролируемого параметра и к управ.ляющим входам ключей, входы которых соединены с датчиком контролируемого параметра, который подключен к входам пороговых элементов уровня контролируемого параметра, к входу порогового элемента длительности пуска и к входу блока включения, выходы ключей подключены к входам блока весовых коэффициентов, выход сумматора соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к генератору стандартного сигнала, а выход — к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика и с одним из входов программного блока, другие входы которого подключены к выходу реверсивного счетчика, к выходу второго элемента И, который соединен со счетчиком длительности пуска, и к выходу элемента памяти, который подключен к одному из входов блока весовых коэффициентов, входы вторрго элемента И соединены с генератором тактовых импульсов, который подключен к переключателю и через делитель частоты с входом первого селектора и с выходом порогового элемента Длительности пуска, выход формирователя импульсов через пороговые элементы длительности контролируемого параметра подключен к входам второго селектора, выходы которого соединены со счетчиками длительности контролируемого параметра, выход порогового элемента длительности пуска подключен к входу формирователя импульсов, к входу счетчика пуска, к одному из входов программного блока и к переключателю, выход программного:..блока подключен к входу блока задания ресур 1005115 .

4Вх Р

ВНИИПИ Заказ 1905/ь7 тираж 571 Подписное

Филиал ППП Патент, г,Ужгород,ул.Проектная,4 са, выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 474031, кл. G 07 С 3/08, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 720444, кл. G 07 С 3/10, 1977. (прототип}.