Система для управления и контроля привода гравиметра

Система для управления и контроля привода гравиметра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцкапнстическкк

Республик

<,954924 (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 05.11.80 (2I ) 3003082/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) П рнорнтет (5t)М. Кл.

Q 05 В 11/01

3Ъаударстеелный комитет

СССР

Опубликовано 30,08.82. Бюллетень № 32 до делам лэобретений н открытей (53) УДК62. .50(088.8) Дата опублкковання описания 30.08.82

И. В. Артеменко, Б. С. Романов, Вик. И. Утп яновский н Вл. И. Ульяновский

Южное производственное объединение по морским . геологоразведочным работам "Южморгеология(72) Авторы изобретения (7l) Заявнтель (54) СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ

ПРИВОДА ГРАВИ МЕТРА

Изобретение относится к автоматизации измерений с гравиметрами, предназначенными для дискретных наблюдений.

Известны гравиметры, предназначенные для дискретных наблюдений на суше или

5 на дне моря, которые требуют участие оператора в процессе измерений вручную или на расстоянии управляющего приводами измерительного и диапазонного устройств гравиметра с последующей визу,альной регистрацией результатов измереmй jI3

Недостатком привода гравиметра явля << визуальная регистрация результатов т5 измерений.

Известна система для управления приводами гравиметра, содержащая фсп оэлектрический датчик положения маятника, предварительный усилигель, потенциометрк ув ческий датчик угла поворота микрометрического винта, усилитель мощности, два двигателя, валы которых механически соединены с фотоэлектрическим датчиком

2 положения маятника, а вал первого двигателя — с потенциометрическим датчиком угла поворота микрометрического винта и двумя концевыми выключателями, логические элементы ИЛИ и ЗАПРЕТ, два триггера, два реле, три логических элемента И, нуль-орган.

Система работает в соответствии с таблицей истинности логики, с автомати» ческой перестройкой диапазона измерений, совершенно исключает оператора из процесса управления маятником прибора на любой стадии измерений и таким образом исключает субъективные. ошибки, неизбежные при ручном или дистанционном управлении (27 °

Однако логическая схема требует подачи сигналов с нуттьэргана, длитель ность которых должна быть на порядок меньше времени, необходимого на переипочение логических элементов. В противном случае могут пояииться ложные срабатывания системы, Кроме того, сиr r, q rIg q стоMQ не предусматривает c:Âÿçè и упр011ле1шя блоком регистрации, Известно устройст1.О для управления приводами гравиметра, содержащее концовы е вы кл1Очят 1 ли) усилитель MolIIHIK:òè 5 выход которого подключен соответственно чс рез размыкающий и замыкающий контакты реле к первому И в "орому двигателям, вход усилителя мощности соединен с входом нуль-органа, выход кото- 1О рого подключен к первому входу первого элементе И, второй вход которого соединен с выходом элементе ИЛИ, датчик угла поворота микровинта, соединенный с фотоэлектрическим датчиком положения 15 маятника, первый H второй выходы первого триггера соединены соответственно с первыми входами элементе ИЛИ и второго элемента И, к вторым входам которых подключен выход второго триггера, а выход второго элемента И соединен с обмотКой реле. Устройство дополнительно содержит формирователи импульсов по переднему и заднему фронтам, счетчик импульсов и два коммутаторе. С помощью 5 этого устройства повышается быстродействие и надежность (31

Однако устройство не предусматривает связи и управления блоком регистрации.

Наиболее близкой к предлагаемой является система для управления приводами гравиметра, содержащая фотоэлектрический датчик положения маятника, включенный по мостовой схеме, потенциометрический датчик угла поворота микрометрического

35 винта, две двигателя, первое и второе реле, нуль-орган, предварительный усилитель, усилитель мощности, выход которого через контакты второго реле под40 ключен к двигателям, вялы которых механччески соединены с фотоэлектрическим датчиком положения маятника, а вял первого двигателя — с потенциометрическим датчиком угля поворота микровинта и дву. мя концевыми переключателями. Система дополнительно содержит тиристорный счетчик со счетным, пусковым и сбросовым входами и тремя выходами, причем счетный вход соединен с выходом нульоргана, пусковой вход — с концевыми пе50 реклкчят ятями, первый выход — с обмоткой первого реле, второй выход — с обмоткой «торсго реле, третий выход - с входом "Сброс", а выходы фотоэлектрического II потенциометрического детчиков посредс твом контактов первого реле подключе1н1 к входу предвернтельнОго усилителя, вг .од которого соединен с вхопагцю

U< A!II I ÐËß МО11ЩОСТИ И НУЛЬ-ОРГЯНа ° ЧТО увеличива< т надежность pRG(YI ы сИстс— мы (4) .

11едостетком этой системы является также Отсут:твне связи и управления блоком регистрации. Общим недостатком а галогов и прототипа является недостаточнс высокая пронзводительность, обусловленная тем, что каждый раз после перестройки диапазоне чя данном пункте наблюдений в соответствии с требованиями методики наблюдений с гравиметрами необходимо повторно проведение н"блюдений на предшествующем и затем на данном пункте.

Цель изобретения — обеспечение измерений в автоматическом режиме и IIQHbIIIIe» ние производительности.

Поставленная цель дости1-ается тем, что в систему, содержащую датчик угла поворота микрометрического винта, м хенически соединенного с первым двигателем и концевыми выключятелямИ, H дат чик положения маятника, контакты концевых выключателей соединены с пусковым входом первого счетчика, два выхода которого соединены с входами обмоток первого и второго реле, выход датчике положения маятника через последовательно соедИН гц1ые нормяльно закрытый контакт первого реле, предвяритсльный усилитель, усилитель мощности и перекидной контегг второго р ле подключен к двигателям, ВВЕДЕНЫ ДВа ПОРОГОВЫХ УСтвайСТВа, ПРЕобрезователь напряжение — частоте, эле-мент И, второй и третий счетчики, генератор импульсов, переключатель, три формирователя сигналов, четыре реле, блок откл1очения, ключ, причем выход датчика угла поворота микрометрического винте соединен через параллельно включенные пороговые устройства с входом обмотки третьего реле, через преобразователь не1гпяжение — частота — с первым входом элемента И и через но хмельно открытый контакт первого реле — с входом предварительного усилителя, выход элемента И подключен к входу второго сче1чика, е второй вход элемента И соединен с входом третьего счетчика непосред» ственно и через нормально закрытый контакт четвертого реле и нормально открытый контакт шестого реле — с выходом генератора импульсов, выходы третьего счетчике через переключатель нормально закрьгтый контакт третьего å псдюпочевы к входу блока отклюЧЕНИЯ И ЧЕРЕЗ НОРМаЛЬНО ОТКРЫТЫЙ Контакт третьего реле к входу первого форМИРОВЯТЕЛЯ СИГНЕЛ >В, ВВ1ХОД КОТОРОГО

954924 подключен к пусковому входу первого счетчика, к третьему выходу которого подключен вход обмотки пятого реле, вход обмотки шестого реле через ключ соединен с выходом второго формирова- 5 теля сигналов, вход которого подключен к выходу предварительного усилителя и к входу третьего формирователя сигналов, выход которого соединен с сбросовым и счетным входами первого счетчика, выходы обмоток первого, второго, пятого и четвертого реле объединены и через нормально закрытый контакт пятого реле, параллельно включенные нормально открытые контакты первого и четвертого реле подключены к входу обмотки ч .тнептого реле.

Количество единичных измерений гравиметром, находящимся на дне моря, определяется- конкретными условиями па- 20 блюдений. Включенный на выход предварительного усилителя второй формирователь сигналов контролирует допустимую амплитуду колебаний маятника около нулевого положения. Включенные на выход потенциометричес кого датчика пороговые устройства отслеживают диапазон измере ний и при достижении заданного (верхнвго или нижнего) порогового уровня включают реле, подготавливающее цепь к пе- Зо рестройке диапазона, которая произойдет по завершении измерений с последующим повторением цикла на этом же пункте.

На чертеже изображена система дпя управления и контроля привода гравиметра.

Система содержит фотоэлектрический датчик 1 положения маятника, например фоторезистор, включенный по мостовой схеме с источником света, потенциометрический датчик 2 угла поворота микрометрического винта, например многооборотный потенциометр, первый двигатель

3, второй двигатель 4, предварительный устшитель 5, усилитель мощности 6, первый счетчик 7, концевые выключатаж 8, первое реле 9 с контактами 10, второе реле 11 с контактами 12, третье реле

13 с контактами 14, четвертое реле 15 с контактами 16 и 17, пятое реле 18 с

50 контактами 19, шестое реле 20 с контактами 21, пороговые устройства 22, преобразователь 23 напряжение — частота, элемент И 24, второй счетчик 25, третий счетчик 26, переключатель 27, И формирователи 28 - 30 сигналов, блок

31 отключения, ключ 32, генератор 33 импульсов, контакт 34 первого репе.

Система работает следукпнии образом.

В исходном положении измерительное устройство находится в рабочем диапазоне, концевые выключатели 8 разомкнуты и пороговые устройства 22 не достигли уровней срабатывания, реле 9, ll, 18 и 15 обесточены. Сигнал рассогяасования с фотоэлектрического датчика 1 через нормально закрытые контакты 10, реле

9 поступает на предварительный усилитель 5, затем на усилитель 6 мощности и через нормально закрытые контакты

12, реле 11 на двигатель 3. двигатель через измерительный привод выводит маятник в нулевое положение и система продолжает работать в режиме непрерывно го слежения, что приводит к срабатыванию формирователя 30 сигналов, включению транжсторного ключа 32, реле 20 и замыканию нормально открытых контактов

21 в выходной цепи генератора 33 импульсов. Б то же время информационный сигнал с потенциометрического датчика

2 поступает на вход преобразователя

23 гапря.кение - частота, с выхода ко-.. торого в виде соответствующей частоты подается через элемент И 24 на пятиразрядный счетчик 25. Тактирование элемента И 24 производится генератором "»3, -:.ри этом количество измерений определяется счетчиком 26, По оконча- . нии регистрации необходимого количества измерений со счетчика 26 через переключатель 27 и нормально закрытые контакты 14 реле 13 поступает положительный импульс в блок 31 отключения системы. Если в процессе измерений амплитуда колебаний маятника превысит допустимую величину, фср мирователь 30 выключит ключ 32 и реле 20 через контакты 21 огключит генератор 33 импульсов or элемента И 24, что приведет к прекращению регистрации. При дости-. жении сигналом с потенциометрического датчика 2 верхнего или нижнего порогового уровня происходит срабатывание соответствующего порогового устройства и включение репе 13, нормально открытые контакты 14 которого подключают через переключатель 27 выход счетчика

26 на вход формирователя 28, в процессе измерений находящегося в ждущем режиме. По окончании регистрации сигнал со счетчика 26 включает через формирователь 28 тиристорный счетчик 7, с первого выхода которого посгупает питание на реле 9, что вызывает переключение ,контактов 10 с фотоэлектрического датчика 1 на потенциометрический датчик 2

954924

t5

20

ЗО

4О и включение контактов 17 в цепи реле !.:, которое блокируется контактами 17 и выключает цепь генератора 33 импутц сов контактами 16, что приводит к прекраще:ццо регистрации измерений на время перестройки днапазона. Б это время сигнал рассогласования поступает с датчцка 2 через предварител.лый усилитель

5 и усилитель мощносч5т 6 на двигатель

3 измерительного привода, выводящий датчик 2 в середипу диапазона измерений. В момент достижения этого положе-, ния с выхода усилителя 5 на вход формирователя 29 поступает сигнал в виде меандры, что приводит к его срабатыванито и переклточению счетчика 7 по счетному входу. Зто вызывает включение реле 11 и выключение реле 9, при этом происходит переключение контактов 12 на двигатель 4 диапазонного привода, возвращение контактов 10 с подключением фотоэлектрического датчика 1 и выключение контактов 34 в цепи обмот.ки реле 15. Начинается процесс вывода маятника в нулевое псцтожение двигателем 4 черж диапазонный привод с управленцем от фотоэлектрического датчика 1.

При выводе маятника в нулевое положение сигнал в виде меандры с выхода усилителя 5 поступает на вход формирователя

29, что приводит к его срабатыванию и переключению счетчика 7 по сбросовому входу. В этом случае включается реле

18, размыкая и замыкая нормально закрытые контакты 19 с кратковременной задержкой, что приводит к обесточиванию счетчика 7, реле 9, 11, 18 и 15 и возвращенито системы в исходное положение.

При больших градиентах ускорений силы тяжести возможен прямой выход измерительного устройства из диапазона с переходом порогового уровня и срабатыванием соответствующего концевого выктпочателя Ве При этом через соответствукидий концевой выключатель поступает положительный потенциал на пусковой, вход счетчика .7 и начинается процесс перестройки диапазона по вышеописанному алгоритму,. начиная с момента срабатывантп-". формирователя 28.

Расчетная ожидаемая экономическая эффективность от внедрения системы управления приводами гравиметра и регистрации при работах как в области шельфа, так и на дне глубокого моря за шестимесячный морской период работ с.одним экземпляглм автоматического морского гравиметра составит оксцто 30 тыс. руб.

Внедрение предлагаемой системы полностью исключает оператора из процесса управления приводами гравиметра H процесса измерений, повышает точность и производительность измерений.

Формула изобретения

Система для управления и контроля привода гравиметра, содержащая датчик угла поворота микрометрич еского винта, механически соединенного с первым двигателем и концевыми выключателями, и датчик положения .маятника, контакты концевых выключателей соединены с пусковым входом первого счетчика, два выхода которого соединены с входами обмоток первого и второго реле, выход датчика положения маятника через последовательно соединенные нормально закрытый контакт первого реле, предварительный усилитель, усилитель мощности и перекидной контакт второго реле подключен к двигателям, отличающаяся тем; что, с целью повышения точности системы, в нее введены два пороговых устройства, преобразователь напряжениечастота, элемент И, второй и третий счетчики, генератор импульсов, переключатель, три формирователя сигналов, четыре реле, блок отключения, ключ, причем выход датчика угла поворота микрометрического винта соединен через параллельно випоченные пороговые устройства с входом обмотки третьего реле, через преобразователь напряжение — частота — с первым входом элемента И и через нормально открытый контакт первого реле — с входом предварительного усилителя, выход элемента И подключен к входу второго счетчика, а второй вход элемента И соединен с входом третьего счетчика непосредственно и через нормально закрытый контакт четвертого реле и нормально открытый контакт шестого реле — с выходом 1.енератора импульсов, выходы третьего счетчика через переключатель, нормально закрытый контакт третьего реле подключены к входу блока отключения и через нормально огкрытый контакт третьего реле к входу первого формирователя сигналов, выход которого подключен к пусковому входу первого счетчика, к третьему выходу которого подюночен вход обмотки пятого реле, вход обмотки шестого реле через

|цтюч соединен с выходом второго формИрователя сигналов, вход которого подклю9 . -. 954924 10 чен к выходу предварительного усилите- 1. Веселов К. E. н др. Гравиметриля и к входу третьего формнроватепя ческая разведка, М., "Heppa", 1968, сигналов, выход которого соединен со с. 80-100, 110-154. сбросовым и счетным входами первого счетчика, выходы обмоток первого, вто- 3 2. Авторское свИдетельство СС Р рого, пятого и четвертого реле объеди- р 658403, кл, С 01 В 11/01, 1975. иены и через нормально закрытыи кон- 3. Авторское свидетельство СС -Р такт пятого реле, параллельно включен- по заявке Щ 2450146/1824 ные нормально открытые контакты пер- кл. Q, 05 В 11/01. 1977. вого и четвергого репе подключены к входу обмотки четвертого реле. 4. Авторское свидетельство ССС;Р

Источники информации, .по заявке ¹ 2513926/18-25, принятые во внимание при экспертизе кл. Cj 01 V 7/04, 1977 (прототиц), ВНИИПИ Заказ 6431/47 Тираж 914 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ун. Проектная, 4