Система для испытания двигателей внутреннего сгорания

Система для испытания двигателей внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Целью изобретения является повышение надежности системы. Цель достигается за счет введения в систему, содержащую измерители 2 параметров двигателя, исполнительные механизмы 3 и систему управления, снабженную вычислителем 4, средствами ввода-вывода 6 и 7 и пультом 5 управления, блока 13 измерения и анализа параметров двигателя, блока 14 формирования управляющих воздействий и устройства 15 блокировки. Система сохраняет работоспособность при выходе из строя центральной ЭВМ, а обработка сигналов датчиков в блоке 13 позволяет увеличить быстродействие системы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 1И) А1 (51)g G 01 М 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH05RY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР. (21) 4279724/25-06 (22) 08. 07. 87 (46) 30,06. 90. Бюл. 11 24 (71) Специализированный проектный конструкторско-технологический институт по разработке и внедрению автоматизированных систем для оборудования с программным управлением (72) Н.П,Миронов, А.В,Нестеров, В.П.Максимов, Б.А.Колесник;

А.А.Маламан и Т.И,Игнатьева (53) 621.436.001.5(088.8) (56) Филимонов А.И. и др. Применение автоматизированных систем управления стендовыми испытаниями автотракторных двигателей в ФРГ, М„ 1981, Сер,Тракторы, самоходные шасси и двигатели, агрегаты и узлы: ЦНИИТЭИтракторсельмаш, вып,l9, с.11-13.

2 (54) СИСТЕМА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Целью изобретения является повы-, шение надежности системы. Цель достигается за счет введения в систему, содержащую измерители 2 параметров двигателя, исполнительные механизмы

3 и систему управления, снабженную вычислителем 4, средствами ввода †вывода б и 7 и пультом 5 управления, блока 13 измерения и анализа параметров двигателя, блока 14 формирования управляющих воздействий и устройства

15 блокировки. Система сохраняет ра— ботоспособность при выходе из строя центральной ЭВМ, а обработка сигналов р датчиков в блоке 13 позволяет увеличить быстродействие системы. 2 з.п.

- ф-лы, 3 ил.

1 ценн ппнй С::

1575081 пр.

Изобретение относится к испытаниям

ДВС, в частности к устройствам для управления режимами испытаний и контроля параметров двигателя.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности системы.

На фиг.l представлена функциональная схема системы; на фиг.2 — функциональная схема блока измерения и ана- 1О

4иза параметров; на фиг.3 — принципифтьная схема блока блокировки, !

Система для испытания ДВС 1 содерт измерители 2 параметров двигателя, исполчительные механизмы 3 v. под- 15 ключаемую к центральной ЗВМ систему управления, снабженную вычислителем

4, который соединен с пультом 5 управления через блок 6 ввода и блок 7 вывода, а также с оперативным запоми — 20 нающим устройством 8 (0ЗУ), постоянJISM запоминающим устройством 9 (ПЗУ), 1апоминающим устройством 10 на магнит— ном носителе, дистлеем 11 и печатаю—

@им устройством 12, Система содержит 25 блок 13 измерения и анализа параметров, соединенный с измерителями 2 параметров двигателя, блоком 6 ввода, вычислителем 4 и центральной ЭВМ, первым выходом подключенный к исполнительным механизмам 3, а входом — к

Пульту 5 управления, блок 14 форми— рования управляющих воздействий, одйим входом которого является выход

1 лака 7 вывода, а другим входом— которой выход блока 13 измерения и анализа параметров, блок 15 блокировки входами которого являются выР ходы пульта 5 управления и блока 14, а также первый выход блока 13, а вы- 0

Ходами — входы исполнительных мехаНизмов 3 и один из входов блока 6 ввода.

Пульт 5 управления выполнен в виде блока 16 задания режима, блоков 17 и

18 функциональной и цифровой клавиатуры соответственно, блокà !9.индикации и блока 20 управления в ручном режиме.

5Î

Блок 13 выполнен в виде блока 21 управления, подключенного к цепочке: блок 22 коммутаторов — блок 23 измерительных преобразователей — блок 24 проверки на достоверность информации, 55 блок 25 контроля для распознавания аварийных и предаварийных ситуаций, Блок 15 блокировки содержит первый .,26;: второй 27 и третий 28 триггеры и селекторы-мультиплексоры 29 по числу исполнительных механизмов 3.

Система для испытания ДВС работает в трех режимах: автоматическом, ручном и режиме подготовки, задание которых осуществляется блоком 16.

В автоматическом режиме последова— тельность и длительность режимов работы двигателя задается программно заранее и отрабатывается вычислителем 4. Программа испытания может быть записана на магнитный носитель.

В ручном режиме работы управляющие воздействия на двигатель задаются с пульта 5 управления операторомиспытателем. Ручной режим работы системы используется для проведения от— ладочных испытаний двигателя, когда необходимо изменять режимы работы двигателя в произвольной, заранее непредусматриваемой последовательности.

В режиме подготовки производится работа по подготовке испытаний с записью программы испЫтания в оперативное запоминающее устройство 8, если подготовленное испытание будет использовано одноразово. Если программа планируется для использования многократно, то она с ОЗУ 8 может перезаписываться на магнитный носитель устройства 10.

Измерение параметров двигателя и их обработка на всех трех режимах осуществляется с помощью блока 13 измерения и анализа параметров в реальном масштабе времени. Программное обеспе— чение выполнено по модульному принципу и состоит из: программы начального запуска, программы организации последовательного выполнения программы испытаний двигателей супервизора, набора функциональных модулей выполнения элементарных функций, и функциональных таблиц с записанной последовательностью действий, реализующих технологические процессы испытаний. В состав супервизора входят следующие задачи: диспетчер,, задача вывода на заданный режим, задача инициализации сбора информации, задача инициализации контроля параметров, задача работы с функциональной и цифровой клавиатурой, задача обновления таблицы параметров и

Все перечисленные задачи компонуются совместно с операционной системой в единый загрузочный модуль. наличии режима ожидания продолжения работы после приостанова, происходит включение программ испытания на выполнение с прерванного или с заказанного с блока 18 номера режима. В противном случае программа испытаний выполняется сначала,т.е. супервизор начинает последовательно просматривать таблицу и формировать запросы на включение модулей, реализующих техно-. логический процесс.

С другой стороны, после получения сигнала Пуск программы супервизор выбирает иэ нормативно-справочной информации данные, необходимые для работы блока 13 измерения и анализа параметров, а именно: список измеряемых параметров с адресал|и коммутируемых цепей, уставки для проверки на достоверность и пределы аварийных и предаварийных значений, защищаемых параметров двигателя, и через порты ввода †выво передает их блоку 21 управления с командой на запуск задачи измерения в блоке 21.

Блок 2! управления, получив сигнал с вычислителя 4, запускает на выполнение программу, записанную в ПЗУ 1 блока 21 управления по ветви опроса параметров аналогового типа, измерители 2 которых подключены к блоку 22 коммутаторов. Программа просматривае1 таблицу параметров и в соответствии

1 с адресами последовательно коммутирует необходимые измерители. Сигналы проходят через блок 23 измерительных преобразователей, где преобразуются в стандартный сигнал (0-5 мЛ, 0-10 В), на блок 24, где записываются B буфер памяти и в блок управления выдаетс» сигнал, увеличивающий на единицу содержимое счетчика количества изл ере—

15"ний. Программа блока 13 аи;глиэирует счетчик количества измерений и, сслп он не исчерпан, выдает сигнал на пов-торное измерение. При заполнении буфера памяти в блоке 24 происходит ус-. реднение данных всех измерений, а результат сравнивается с пределами уставок для каждого параметра, получаемых с блока 21 управления. При соответствии результатов измерения уставкам последние выдаются через второй выход блока 19 и блок 6 ввода в вычислитель 4 и записываются в ОЗУ 8.

Кроме того, данные измерения параметров управления выделяются иэ общего

5 !57"08!

Записанные на устройство 1О или в

ОЗУ 8 программы испытаний имеют вид таблиц, в которых в форме массивов информации записаны сведения о технологическом процессе испытаний (номера

5 режимов испытания, временные характеристики, задание на управление исполнительными механизмами диапазоны измерения и управления, необходимость контроля, регистрации и пр.).

По команде "Загрузка" с блока 17 осуществляется запуск программы начального запуска, которая переписывается в ОЗУ 8 с магнитного носителя устройства 10 загрузочный модуль и запускает на выполнение супервизор.

Супервизор ожидает ввода с блока !8 цифровой клавиатуры номера программы, которую необходимо выполнить. После 20 получения номера программы супервизор считывает заданную программу в ОЗУ 8 и переходит на анализ наличия сведений об испытываемом объекте (номер, модификация, коды применяемых испол- 25 нительных механизмов, коды подключенных датчиков и пр.).

Если сведения не введены, то с помощью блока 18 цифровой клавиатуры производится их ввод в установленной 30 последовательности.

После ввода необходимых данных супервизор переходит в режим ожидания

"Пуск программы" от блока 17 и после

его получения начинает последователь3S но просматривать таблицу и формировать запросы на включение модулей выполнения элементарных функций (например: включить, выключить, измерить, выдать уставку и пр.).

В автоматическом режиме система работает следующим образом.

С блока 16 задания режима работы системы пульта 5 управления сигнал от кнопки автоматического режима поступает на блок 15 блокировки.

На прямом выходе триггера 28 появляется сигнал высокого уровня, обеспечивающий прохождение сигналов управления через селектор-мультиплексор Sp

29 по нечетным входам от блока 14.

Одновременно на одном из выходов блока 15 формируется сигнал высокого уровня. (на выходе триггера 28), который через блок 6 поступает в вычислитель 4.

Супервизор, получив сигнал "Пуск программы" с блока 17, анализирует состояние программы испытания. При

1575081

Для установления заказанного в таблице режима нагружения ДВС, вычислитель 4 через блок 7 вывода выдает на блок 14 формирования управляющих воз- 5 действий значения необходимых параметров управления (например, частота вращения коленчатого вала двигателя и крутящий момент).

М ассива полученных данных и передают— ся на блок 14.

Таким образом, в ОЗУ 8 всегда хра ится текущая информация о параметрах !

Двигателя с задержкой на время цикла их опроса.

В случае выявления недостоверных параметров их коды передаются в блок (1 управления для повторения измере— ия, При повторном определении недос1 оверности параметров через второй

ыход блока 2 и блок 6 ввода в вычиситель 4 передаются их коды с признаком недостоверности для принятия решения по продолжению испытания.

Параметры, для измерения которых необходимы запуск, измеритель или ,длительные интервалы времени (расход

1 (топлива расход Воздуха расхор, кар 2О

1 ,;терных газов, дымность, и т.д.) опра-!

i шиваются при необходимости, задавае-! мой вычислителем 4 через первый выход блока 13. При выходе из строя вычис лителя 4 информация выдается через 25

1 блок 13 на центральную ЭВИ, где распе. чатывается в виде протокола.

Все параметры, включенные в систему аварийной и предаварийной защи— ты с блока 24 передаются на блок 25, где проверяются на соответствие аварийным и предаварийным уставкам, полученным с блока 21 управления.

В случае обнаружения аварийного параметра блок 25 выдает команду на исполнительные механизмы аварийного

35 останова двигателя переводит систему в ручной режим работы с помощью блока 15 блокировки и передает значения аварийных параметров через блок 6 вво-40 да в вычислитель 4 для отработки программ аварийного завершения испытаний и индикации аварийного состояния на блоке 19 индикации пульта 5.

В случае обнаружения предаварийных значений параметров информация передается через второй выход блока .

13 и блок 6 ввода в вычислитель 4 для принятия решений по дальнейшей работе системы, 50

Получив с блока 13 информацию о текущих значениях параметров управления, блок 14 разделяет ее по типам исполнительных механизмов и сравнивает с уставками, полученными с вычислителя 4. При несоответствии уставкам в блоке 14 происходит вычисле. ние величины управляющего воздействи> и преобразование era в вид, необходимый для управления конкретным исполнительным механизмом. Полученное управляющее воздействие выдаетсЯ в устройство 15 блокировки и, пройдя через соответствующий селектор †мультчплексор 29, передается на соответствующий исполнительный механизм.

При соответствии полученных величин параметров уставкам управляющие воздействия не выдаются. Таким образом управляющая цепочка двигатель 1— измерители 2 — блок 13 — блок 14 блок 15 исполнительные механизмы 3 работает непрерывно, тем самым осуществляя установление и поддержание с необходимой точностью режимов работы двигателя 1, задаваемых вычислителем 4.

Текущая информация о состоянии двигателя периодически записывается в

ОЗУ 8.

Оператор системы имеет возможность визуального контроля состояния двигателя с помощью индикаторного табло, или дисплея 1, где непрерывно индицируется информация о частоте вращения коленчатого вала двигателя и крутящем моменте, а также сигнализируются в процессе испытания все отклонения па. раметров от нормы. При этом с помощью блоков 17 и 18 оператор имеет возможность получить значение любого параметра системы на индикаторном табло или дисплее 11. Когда по программе требуется измерять параметры, не включенные в таблицу на периодический. опрос (расход топлива, расход воздуха и пр.), вычислитель 4 выдает в блок

13 команду блока 16 управления. Результат записывается в ОЗУ 8.

Для увеличения надежности системы предусмотрен специальный комплекс технических и программных средств, который работает следующим образом.

С дискретностью между вычислителем 4 и блоком 16 управления происходит обмен сигналами контроля. При получении сигнала каждый из абонентов делает вывод о том, что блок, с кото1575081

10 лучение сигнала контроля одним иэ абонентов говорит о том, что блок, который не выдает этот сигнал, неработоспособен. Если неработоспособен блок 21 управления то для окончания испытаний вычислитель 4 переходит в работу в аварийном режиме, т.е. вычислитель выполняет функции блока 21 управления. При выходе из строя вычислителя 4, сигналы об его отказе пере— даются в центральную 3ВМ, которая начинает принимать и распечатывать информацию с блока 13, а система пере- 15 водится в ручной режим.

Для работы в ручном режиме необходимо на блоке 16 пульта 5 управления нажать кнопку Ручной режим", при этом сигнал запоминается с помощью триггера 26 и передается через блок 6 вво— да информации в вычислитель 4.

Сигнал низкого уровня, сформированный на прямом выходе триггера 28, попадая на управляющие входы селекторов- 25 мультиплексоров 29, запрещает прохождение сигналов управления с блока 14 и разрешает прохождение сигналов с панелей управления исполнительных механизмов 3 блока 20 управления в руч — 3 ном режиме. При этом вычислитель 4 работает с блоком 13 как и в автоматическом режиме, но управляющие сигналы не выдаются.

При.нажатии на блоке 16 кнопки

"Подготовка" вычислитель 4, получив сигнал с триггера 27, включает про- грамму подготовки таблицы режимов испытаний с использованием дисплея 11 и языка оператора. 4

Оператор на экране составляет технологический процесс подготавливаемых испытаний с помощью специального языка подготовки. Программа, обрабатывая текст, записывает его в виде масси- 4 вов информации на языке 3ВМ, на которой производится реализация техноло гического процесса. Полученная таблица (массив} может быть записана в

ОЗУ и выполняться сразу же после под- 5 готовки или на магнитный носитель, при этом ей присваивается порядковый номер для обеспечения. возможности многократного повторения подготовленного . технологического процесса. 55

Формула изобретения мерения и анализа параметров через порты ввода-вывода подключен к электронно-вычислительной машине и вычисО лителю, информационным входом подключен к выходам измерителей, входы которых связаны с первым выходом блока измерения и анализа параметров, второй выход последнего связан с управ5 ляющими входами исполнительных механизмов и первым входом блока блоки— ровки, третий и четвертый выходы блока измерения и анализа параметров подключены соответственно к дополнир тельному входу блока ввода и первому входу блока формирования управляющих воздействий, второй вход которого " подключен к выходу блока вывода, а

его выход соединен с вторым входом блока блокировки, третий и четвертый входы последнего связаны с пультом управления, дополнительный выход блока блокировки связан с блоком ввода, а остальные выходы подключены к ин0 формационным входам исполнительных механизмов.

2. Система по п.1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что блок измерения и анализа параметров выполнен в виде блока управления с портами ввода-вывода, тремя выходами и входом, блока коммутаторов с двумя входами, блока преобразователей, блока проверки с двумя входами и выходами и блока контрым он связан, работоспособен. 11епо1. Система для испытания двигателей внутреннего сгорания, содержащая измерители параметров двигателя., исполнительные механизмы с информационными и управляющими входами и подключаемую к электронно-вычислительной машине систему управления, снабженную вычислителем с портами ввода †выво информации, который соединен через блоки ввода-вывода инфбрмации с пультом управления, а также с оперативным запоминающим устройством, постоянным запоминающим устройством, запоминающим устройством на магнитном носителе, дисплеем и печатающим устройством, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в систему введены блок измерения и анализа параметров с портами ввода-вывода, информационным и управляющим входами, и тремя выходами, блок формирования управляющих воздействий с двумя входами и одним выходом и блок блокировки с четырьмя входами †выхода по числу исполнительных механизмов и дополнительным выходом, причем блок из.1575081 роля с тремя входами, первый выход

I блока управления подключен к первому входу блока коммутаторов, выход которого через блок преобразователей и проверки связан с первым входом блока контроля, второй вход которого подключен к второму выходу блока управле— ления, второй вход блока проверки подключен к аортам ввода-вывода блока . управления, остальные порты вводавЬ вода последнего являются портами врода †выво блока измерения и анали— зй параметров, информационный вход которого совмещен с вторым входом бло-! ка коммутаторов, вход блока управления совмещен с четвертым выходом блока измерения и анализа параметров, управляющий вход последнего совмещен с, третьим входом блока контроля, а вп орой, третий и четвертый выходы блока измерения и анализа параметров совмещены соответственно с первым вы— хРдом блока контроля, с вторыми выход ми блоков контроля и проверки и с третьим выходом блока проверки.

3. Система по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что блок блокировки выполнен в виде первого, второго и третьего триггеров и селекторовмультиплексоров по числу исполнитель-. ных механизмов, S âõîäû триггера сов5 мещены с третьим входом блока блокировки, четвертый вход которого совмещен с четными входами селекторовмультиплексоров, прямые выходы триггеров совмещены с дополнительным выходом блока блокировки, остальные выходы которого совмещены с выходами селекторов-мультиппексоров, управляющие входы последних поключены к прямому выхо15 ду третьего триггера, инверсный выход которого поцключен к первым R-входам первого и второго триггеров, инверсныи выход последнего подключен к вторым

R--входам третьего и первого, инверсныи выход которого подключен к третьим Квходам второго и третьего триггеров, второй S — вход первого триггера, второй R — вход второго триггера и первый R-вход третьего триггера совмещен с г ервым входом блока блокировки, второй вход которого совмещен с нечетными входами селекторов-мультиплек с оров .

157508I

Составитель А.Золотов

Редактор M.Товтин Техред M.Ходанич Корректор Т.Малец

Заказ 1780

Тираж 447

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул, Гагарина, 101 ь длпку6 4 < @

unx

h осполниюевьуык

ЮРЮ