Устройство для регистрации параметров машин

 

Устройство для регистрации параметров машин относится к устройствам автоматики и вычислительной техники и предназначено для регистрации апериодического и установившегося значений параметров электрических машин в переходных режимах. Целью изобретения является повышение точности устройства и увеличение его информативности о состоянии машины. Устройство содержит датчики, выходы которых подключены к соответствующим первым входам первой группы ключей и амплитудных детекторов. Выходы амплитудных детекторов соединены с входами селектора максимального напряжения , первые выходы которого соединены со вторыми (управляющими) входами ключей. Выходы ключей подключены ко входам пороговых элементов первой группы, выходы которых подключены к первым информационнымвходам первого дешифратора и к входам элемента ИЛИ. Выход элемента ИЛИ через первый элемент задержки соединен с первым управляющим входом первого дешифратора и со входом второго элемента задержки. Выход второго элемента задержки подключен ко второму управляющему входу первого дешифратора. Второй выход селектора Максимального напряжения подключен ко входам пороговых элементов второй группы, выходы которых соединены с информационными входами второго дешифратора 11. Выходы второго дешифратора 11 соединены со вторыми информационньми входами первого дешифратора. Выходы первого дешифратора соединены с информационными входами первого блока демультиплексоров, на адресные входы (Которого подключена группа первых выходов селектора 4 максимального напряжения. Выходы первого блока демультиплексоров подключены к соответствующим входам первого блока счетчиков . Группа первых выходов селектора максимального напряжения подключена к первым входам группы элементов И- НЕ, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента задержки, а выходы - с первыми входами элементов И и входами элемента сложения по модулю 2, выход которого подключен ко вторым входам элементов И. Выход первого элемента И группы соединен со входом первого формирователя импульсов группы. Выходы остальных элементов И группы соединены с соответствующими остальными формирователями импульсов группы соответственно через группы третьих элементов задержки. Выходы формирователей импульсов подключены к первым (управляющим) вхос С (Л ю 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) Ш4 G

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -" й/

H А BTOPCHOhhY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3869092/24-24 (22) f5.03,85 (46) 30.01.87. Бюл, Р 4 (71) Ивановский энергетический институт им, В. И, Ленина (72) А, Б, Колобов, С. С, Кораблев, А, В. Рассказчиков и В. А. Савельев (53) 681.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1049926, кл, G 06 M 7/02, 1982, Авторское свидетельство СССР

У 514314, кл. G 07 С 3/10, 1976, Авторское свидетельство СССР

У 1239737, кл. G 07 С 3/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПАPAMETP0B MAIRH (57) Устройство для регистрации параметров манин относится к устройствам автоматики и вычислительной техники и предназначено для регистрации апериодического и установившегося значений параметров электрических машин в переходных режимах. Целью изобретения является повьппение точности устройства и увеличение его информативности о состоянии машины. Устройство содержит датчики, выходы которых подключены к соответствующим первым входам первой группы ключей и амплитудных детекторов. Выходы амплитудных детекторов соединены с входами селектора максимального напряжения, первые выходы которого соединены со вторыми (управляющими) входами ключей. Выходы ключей подключены ко входам пороговых элементов первой группы, выходы которых подключены к первым информационным входам первоro дешифратора и к входам элемента ИЛИ, Выход элемента ИЛИ через первый элемент задержки соединен с первым управляющим входом первого дешифратора и со входом второго элемента задержки. Выход второго элемента задержки подключен ко второму управляющему входу первого дешифратора.

Второй выход селектора максимального напряжения подключен ко входам пороговых элементов второй группы, выходы которых соединены с информационными входами второго дешифратора 11, Выходы второго дешифратора 11 соединены со вторыми информационными входами первого дешифратора. Выходы первого дешифратора соединены с информационными входами первого блока демультиплексоров, на адресные входы которого подключена группа первых выходов селектора 4 максимального напряжения. Выходы первого блока демультиплексоров подключены к соответствующим входам первого блока счетчиков, Группа первых выходов селектора максимального напряжения подключена к первым входам группы элементов ИНЕ, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента задержки, а выходы — с первыми входами элементов И и входами элемента сложения по модулю 2, выход которого подключен ко вторым входам элементов И, Выход первого элемента И группы соединен со входом первого формирователя импульсов группы. Выходы остальных элементов И группы соединены с соответствующими остальными формирователями импульсов группы соответственно через группы третьих элементов задержки, Выходы формирователей импульсов подключены к первым (управляющим) вхо1287213 дам ключей второй группы, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков, а выходы — с объединенным входом пороговых элементов третьей группы, Выходы пороговых элементов третьей группы подключены к информационным входам третьего дешифратора, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам второго блока деИзобретение относится к устройствам автоматики и вычислительной техники и предназначено для регистрации апериодического и установившегося значений параметров электрических ма- 5 шин в переходных режимах.

Целью изобретения является повышение точности устройства и увеличение его информативности.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит датчики

1,...,1„, выходы которых подключены

< Р ° Р<Р к соответствующим первым входам первой группы ключей 2,...,,2„ и амплитудных детекторов 3 ...,,3„, Выходы

Р ° ° ° 9 амплитудных детекторов 3,...,3 „ соединены со входами селектора максимального напряжения 4, первые входы которого соединены со вторыми (управляющими) входами ключей 2„ ...,2„, выходы. ключей 2,. . .2 „ соединены со входами пороговых элементов 5,,. ° ° „5„ первой группы, выходы которых подключены к первым информационным входам первого дешифратора 6 и к входам элемента ИЛИ 7. Выход элемента ИЛИ 7 через первый элемент задержки 8 соединен с первым управляющим входом первого дешифратора 6 и со входом вто рого элемента задержки 9. Выход элемента задержки 9 подключен ко второму управляющему входу первого дешифратора 6. Второй выход селектора максимального напряжения 4 подключен ко входам пороговых элементов 10<Р ..10„ группы, выходы которых соединены с информационными входами второго дешифратора,!1. Выходы дешифратора 11 соединены со вторыми информационными входами первого дешифратора 6 ° Выхомультиплексоров, адресные входь< которого подключены к выходам формирователей импульсов, Выходы второго блока демультиплексоров подключены к соответствующим входам второго блока счетчиков. Выход второго элемента задержки через четвертый элемент задержки подключен ко вторым (управляющим) входам амплитудных детекторов.

l ил. ды первого дешифратора 6 соединены с информационными входами первого блока демультиплексоров 12, на адресные входы которого подключена группа первых выходов селектора максимального напряжения 4. Выходы первого блока демультиплексоров 12 подключены к соответствующим входам первого блока 13 счетчиков . Группа первых выходов селектора максимального напряжения 4 подключена к первым входам группы элементов 14,. ..,14„ И-НЕ, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента задержки 9, а выходы — с первыми входами элементов И

15<,...,15 <, и со входами элемента 16 сложения по модулю 2, выход которого подключен ко вторым входам элементов

И 15, 15<, Выход первого элемента И (15< ) из группы 15,...,15„соединен со входом первого формирователя импульсов (17, ) из группы 17,...17„.

Выходы остальных элементов (15,..., 15 „) соединены с соответствующими остальными формирователями импульсов (17,...,17„) соответственно через третьи элементы 18,,...,18, Выходы формирователей импульсов 17 . .,17„ подключены к первым (управляющим) входам ключей 19РР...,19Р, второй группы, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков 1<Р...Р1„Р а выходы — с объединенным входом пороговых элементов

20<,...Р20<, третьей группы. Выходы пороговых элементов 20< .....20<, подключены к информационным входам третьего дешифратора 21, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам второго блока демультиплексоров 22, адресные входы

12872

50 которого подключены к выходам формирователей импульсов 171,..., 17„. Выходы второго блока демультиплексоров

22 подключены к соответствующим входам второго блока счетчиков 23. Выход второго элемента задержки 9 через четвертый элемент задержки 24 подключен ко вторым (управляющим) входам амплитудных детекторов 3,..., 3„. Первый 6, второй 11 и третий 21 10 дешифраторы выполнены, соответственно, на элементах И-НЕ 25,,...,25 „, 26,...,26,„и 27,...,27, .

Устройство работает следующим образом. f5

При пуске машины контролируемые параметры воспринимаются датчиками

1,,...,1„и с выходов поступают на входы ключей 2fy 2„ первой и

19<,. .,19 второй группы, а также 20 на группу амплитудных детекторов

3,,...,3„, При этом, каждый амплитудный детектор 3; производит sanoминание и хранение максимальной амплитуды (за первый полупериод) выходного сигнала с 1; датчика. Сигналы с выходов амплитудных детекторов

3,,...,3 „ поступают на входные шины селектора максимального напряжения 4, возможный вариант исполнения которо- 30

ro приведен в (1), На втором его выходе, подключенном ко входам пороговых элементов второй группы 10<,..., !

О, появляется сигнал, равный максимальному из всех сравниваемых сигналов на его входах. Таким образом, на вход пороговых элементов 10,,..., 10,„ подается максимальное значение сигнала от датчиков, которое будет соответствовать максимальной апериоди- 40 ческой амплитудой параметра, например вибрации стержней обмотки статора в переходном режиме пуска. Это значение амплитуды воспринимается одним из датчиков 1;, Происходит сра- 45 батывание тех пороговых элементов

l0 10,„, установка которых меньше величины сигнала с выхода селектора 4. При этом происходит срабатывание только одного элемента И-НЕ (26 ) второго дешифратора 11, соответствующего сработавшему пороговому элементу 10 с наибольшей уставкой, который подаст блокирующий сигнап на другие элементы И-НЕ (26 m-9) дешифратора 11. При этом, на 1 -м выходе второго дешифратора 11 появляется сигнал, характеризующий уровень мак. симал ьно го апериодиче ско го з начения

13 4 параметра. На вторые (управляюшие) входы ключей 2,, . ° ., 2„, выполненных по схеме аналоговых ключей с управлением от уровней логического элемента, с первых индикационных выходов селектора максимального напряжения 4 подается сигнал (в виде положительного напряжения на одном из выходов). Напряжения на всех остальных первых выходах нулевые, поэтому откроется тот из ключей 2, который подключен к выходу датчика с наибольшим сигналом, воспринятым им за первый полупериод. Такйм образом, коммутация одного из ключей 2,,....,2 . первой группы позволяет подключить к объединенному входу пороговых эле.ментов 5,...,5q первой группы выход того датчика, сигнал с которого был выделен как максимальный селектором 4. Происходит срабатывание тех пороговых элементов 5<,...,5 :первой группы, уставка которых меньше величины сигнала с датчика. Это приводит к срабатыванию элемента ИЛИ 7, который запускает первый элемент задержки 8. Сигналы с выходов сработавших пороговых элементов первой группы

5,...,5<.поступают на первые информационные входы первого дешифратора

6, на вторых информационных входах которого присутствует выходной сигнал со второго дешифратора 11. После окончания задержки от первого элемента 8 задержки, принимаемой равной постоянной затухания апериодической составляющей переходного режима пуска, происходит срабатывание одного элемента И-НЕ (251,%) первого дешифратора 6 ° соответствующего сработавшему пороговому элементу 101 второй группы с наибольшей уставкой, а также сработавшему пороговому элементу 5> первой группы с наибольшей уставкой. Срабатывание одного элемента

И-НЕ (254,ъ) дешифратора 6 приводит к подаче с его выхода блокирующего сигнала на другие элементы И-НЕ (25>,k)-(9, 1) дешифратора 6. Таким образом, в момент истечения задержки элемента 8 на выходе дешифратора 6 (выходе элемента И-НЕ 25), )) появляется сигнал — идентификатор максимального апериодического процесса изменения контролируемого параметра, а именно: изменения параметра с -й апериодической амплитуды до 3 -й установившейся амплитуд, за каждый пуск машины. При этом, для осуществления

128721 точной оценки величины выработанного ресурса по отдельным однотипным контролируемим элементам машины, на которых расположены датчики, необходимо также идентифицировать выходной,сигнал с дешифратора 6 по принадлежнос-, ти к датчику, который зафиксировал максимальный апериодический характер изменения .параметра. Подобная идентификация производится с помощью пер- 1Р вого демультиплексора 12, на информационные входы которого поступает сиг" нал с элемента И-НЕ 254,g дешифратора 6, а на адресные входы включены первые входы селектора 4. Первый блок 15 демультиплексоров 12 будет распределять сигналы о состоянии дешифратора

6 по соответствующим счетчикам первого блока счетчиков 13. В качестве демультиплексора может быть использо- 2Р ,ван серийный дешифратор, в этом случае адресными входами могут служи ь

:входные цепи дешифратора за исключе нием одной, которая будет информационным входом. Адресные входы (цепи 25 выборки сигнала) демультиплексоров блока 12 позволяют производит адресацию в двоичном коде к числу выходных линий и подключить информационный вход к выбранной выходной линии. 3Q

Появление при каждом пуске машины на одном из первых выходов селектора 4 сигнала приводит к тому, что состояние этой группы выходов характеризуется двоичным входом, согласно которому входной сигнал демультиплексора коммутируется по выходу, Для построения демультиплексоров при большом количестве адресных входов, определяемых количеством датчиков, можно вос- 4р пользоваться формированием дополнительного кода перед подачей на адресные входы с помощью промежуточных дешифраторов адреса. В случае появления сигнала на выходе элемента И-НЕ 4 (254 %) по результатам измерения контролируемого параметра датчиком

1; демультиплексор 121, q из первого блока демультиплексоров 12 осуществит коммутацию данного сигнала на вход счетчика 131, первого блока счетчиков 13. Таким образом, при каждом пуске машины увеличивается на единицу содержимое какого-либо счетчика 131, > в первом блоке счетчиков

13. Индекс счетчика 13, определяется кодом на адресных входах демультиплексора 12 Q,g, т. е. наличием по.ложительного напряжения на одном из

3 6 первых выходов селектора 4, соответствующего датчику 1 воспринявшему максимальный апериодический процесс изменения параметра. Содержимое остальных счетчиков первого блока счетчиков не изменяется.

Время задержки второго элемента задержки 9 выбирается равным времени записи в счетчики первого блока 13, что позволяет стробировать работу дешифратора 6. После окончания записи импульса в выбранном соответствующий счетчик блока 13, предназначенный для хранения количества з -х апе" риодических амплитуд и -х установившихся амплитуд параметра, имевшего апериодический затухающий характер изменения c4 -ro по Я "е значение, и зафиксированное i-м датчиком, необходимо измерить и зафиксировать установившиеся значения параметров от остальных датчиков. Важность знания уровней этих параметров определяется задачей диагностирования контролируемых элементов машин, С этой целью первые выходы селектора 4 подключаются к первым входам элементов И

14,...,14,, на вторые входы которых. подается сигнал со второго элемента

9 задержки. Так как амплитудные де- текторы 3,...,3 хранят максимальные значения параметров, воспринятых датчиками в первый полупериод переходного процесса пуска, то состояние первых выходов селектора 4, после записи в соответствующий счетчик блока 13, не изменяется. Тогда на выходе элемента И-НЕ 14 сигнал будет отсутствовать, в то время как на выходах остальных элементов И-НЕ 14„ появляется сигнал, что объясняется наличием на i-м из первых выходов селектора 4 положительного напряжения.

Элемент 16 сложения по модулю 2 предотвращает возможность работы устройства в отсутствие пуска. При работе машины в стационарном режиме элемент

16 осуществляет контроль на четность (при нечетном числе) датчиков n=2f+

+1, где n=1 2, ° ..,2, или на нечетность (при четном числе датчиков n= — 2i), В пусковом режиме машины. после затухания апериодиче ской слагающей параметров на выходе одного из элементов И-НЕ 14; сигнал будет отсутствовать, поэтому независимо от выполняемой функции контроля на четность или нечетность на выходе эле1287213 мента 16 спожения по модулю 2 появляется сигнал. В результате на выходе элемента И 15; сигнал будет отсутствовать, а на выходах других элементов И 15„, появляется сигнал. Изме- 5 рение параметров от (и-1) датчиков построено на основе приоритетности порядкового номера датчика. Например, в процессе пуска машины максимальное значение апериодического измерения параметра зафиксировано датчиком 1, .

Следовательно, необходимо оценить установившиеся амппитуды параметров от других (n-1) датчиков. На выходе элемента 15< сигнал отсутствует, что приводит к тому, что формирователь импульсов 17, не запускается и поэтому не открывается ключ 19< . Таким образом, сигнал от датчика 11 исключается Мз измерения по амплитуде установившегося значения, так как он уже был оценен по максимальной апериоди.ческой и установившейся амплитуде ранее. Напротив, сигналы с выходов сработавших элементов И 15 ...;,15„ будут поступать на соответствующие элементы 18,...,18<, < задержки, длительность задержки которых выбирается следующим образом

30 <р«1

t18 18, «1

° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

С<8 <,-1 <8<1 + ф<< 1 где 1<р« — длительность импульса схемы формирователя импульсов, В резуль- 35 тате последовательного набора задержки времени элементами 18<,..., 18 „,, формирователи импульсов

17,...,17„ вырабатывают одиночный импульс длительностью 1 „, что позво<т

40 ляет поочередно открыть ключи

19,...,19„и произвести измерение установившихся значений параметров от (п-1) датчиков. Аналогично приведенному примеру проводится подключение ключей и в случае с другим состоянием выходов элементов И 151,...,15„ т.е. в случае, когда максимум параметров воспринят i-м датчиком. Приоритетность подключения определяется 50 задержкой элементов 18<...,,18 <, наивысшим приоритетом обладает первый датчик, что объясняется отсутствием элемента задержки на выходе элемента И 15<, . ° 55

После открытия одного из ключей

19,,...,19„, например 19, сигнал с датчика 1 поступает на входы пороговых элементов 20< .....20 третьей группы, Происходит ср абатывание тех пороговых элементов 20<,...,20„, уставка которых мешьше величины сиг-

1 нала с датчика. При этом происходит срабатывание только одного элемента

И-НЕ (27 ) третьего дешифратора 21, соответствующего сработавшему пороговому элементу 20« с наибольшей уставкой, который подает блокирующий сигнал на другие элементы И-НЕ (27„ ) дешифратора 21. Сигнал, появившийся на выходе элемента И-НЕ (27 ) дешифратора 21, распределяется демультиплексором 22 из второго блока демуль" типлексоров 22 по счетчик 23 о второго блока счетчиков 23, номера которых соответствуют номеру датчика, с которого оценивается сигнал, например, 23, Выбор соответствующего счетчика второго блока счетчиков 23 производится на основании кода на адресных входах демультиплексоров

22,...,22„из второго блока 22, Адресный код определяется наличием импульса на выходе одного из формирователей импульса 17,,...,178. Приоритетная оценка по амплитуде установившихся параметров переходного режима предусматривает некоторое временное разделение, причем суммарное время амплитудной дискретизации (t<1) параметров будет определяться (п— 1)t „=t3. Такой способ разнесения во времени процесса измерения .параметров не обладает погрешностью, так как установившийся процесс пуска разных электродвигателей имеет продолжительность в среднем 5-15 с, а время импульса 1 „ во много раз меньше указанной продолжительности пуска.

Кроме того, в установившемся режиме пуска изменения параметра относительно своего начального значения не наблюдается.

Для осуществления сброса амплитудных детекторов после окончания оценок установившихся параметров по оставшимся датчикам, выход четвертого элемента 24 задержки с длительностью 1Э задержки подключен ко вторым (управляющим) входам амплитудных детекторов 3,,...3 „. Этим обеспечивается подготовка устройства для анализа параметров машины при последующих пус,ках.

1О

Формула из о бр е т е н ия

Устройство для регистрации параметров машин, содержащее первый блок счетчйков и датчики по числу контро- 5 лируемых параметров, выходы которых подключены к соответствующим первым входам первой группы ключей и амплитудных детекторов, выходы которых соединены с входами селектора максиf0 мального напряжения, первые выходы которого подключены к соответствующим вторым входам первой группы ключей, выходы которых объединены и соединены с входами пороговых элементов первой группы, выходы которых подключены к первым информационным входам первого дешифратора и к входам элемента ИЛИ, выход которого через

20 первый элемент задержки соединен с первым управляющим входом первого дешифратора и с входом второго элемента задержки, выход которого подключен ко второму управляющему входу первого дешифратора, второй выход селектора максимального напряжения подключен к входам пороговых элементов второй группы, выходы которых соединены с информационными входами второго дешифратора, выходы которого подключены к вторым информационным входам первого дешифратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства и. увеличения его информативности, в него введены вторая группа ключей, группа элементов И-НЕ, группа элементов И, группа формирователей импульсов, третья группа пороговых элементов, тре40 тий дешифратор, элемент сложения по модулю 2, группа третьих элементов задержки, первый и второй блоки демультиплексоров, четвертый элемент задержки и второй блок счетчиков, первые выходы селектора максимального напряжения подключены к первым входам группы элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с выходами второго лемента задержки, выходы группы элементов И-НЕ соединены с первыми входами группы элементов И, выход первого элемента И этой группы соединен .с входом первого формирователя импульсов группы формирователей импульсов, выходы остальных элементов И группы элементов И соединены с соответствующими остальными формирователями импульсов группы формирователей импульсов через третьи элементы задержки, выходы группы формирователей импульсов подключены к адресным входам второго блока демультиплексоров и первым входам второй группы ключей, вторые входы которой соединены с выходами соответствующих датчиков, а выходы группы ключей объединены и подключены к входам третьей группы пороговых элементов, выходы которой подключены через третий дешифратор к информационным входам второго блока демультиплексоров, вы" ходы которого подключены к соответствующим входам второго блока счетчиков, выходы первого дешифратора соединены с информационными входами первого блока демультиплексоров, к адресным входам которого подключены первые выходы селектора максимально" го напряжения, выходы первого блока демультиплексора соединены с соответствующими входами первого блока счетчиков, выход второго элемен— та задержки через четвертый элемент задержки подключен ко вторым входам амплитудных детекторов.

1287213

Составитель И. Рыбаков

Редактор А, Долинич Техред А.Кравчук Корректор В. БУтЯга

Заказ 7722/55 Тираж 467. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .,113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4