Устройство для автоматического сбора и обработки диагностической информации о состоянии оборудования

 

Изобретение относится к автоматизации и может быть использовано в автоматизированных системах технического диагностирования оборудования технологических агрегатов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности диагностирования. Поставленная цель достигается тем, что устройство обеспечивает автоматический сбор и регистрацию диагностической информации о состоянии технологического оборудования до аварии и представляет ее для анализа после момента аварии. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) В 21 В 37/00, С 01 М 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ страции параметров предаварийной cv.— туации; на фиг.6 - функцио альная схема блока управления; на фиг.7 функциональная схема тактового распределителя и диаграмма ее работы.

Устройство (фиг. 1) содержит датчи- у) ки 1 диагностических параметров, блоки 2 нормализации, блок 3 ключей, блок 4 обработки сигналов, блок 5 индикации, схему 6 определения ситуацчи диагностирования, блок 7 ввода уставок, блок 8 аналого-цифровых преобразователей (АЦП), блок 9 сдвигающих регистров, схему 10 перезаписи, блок «Ь

11 регистров, компаратор 12, блок 13 цифр оаналоговых преобра зова тел ей (ЦАП), блок 14 регистрации информации о параметрах пред;варийной ситуа.ции, блок 15 управления, блок 16 отГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4649306/27-02 (22) 30.12 ° 88 (46) 23. 10.90. Бюл, .№ 39

I (71) Криворожский филиал Киевского института автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В.М.Нечитайло, И.Н.Копица, Т.Н.Кузнецова и Э.Б.Яновский (53) 621. 771.06.62 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 700795, кл. С 01 M 7/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 808896, кл. С 01 М 13/02, !979.

Авторское свидетельство СССР № 862014, кл. G 01 М 7/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 752744, кл. С 01 М 7/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1 158267, кл. В 21 В 37/00, 1984.

Ф

Изобретение относится к области автоматизации контроля состояния механизмов и может быть использовано в автоматизированных системах диагпостирования оборудования технологических агрегатов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности диагностирования .

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для автоматического сбора и обработки диагностической информации о составлении оборудования, . па фиг.2 — функциональная схема блока аналогово-цифровых пр еобразователей; на фиг.3 — функциональная схема блока сдвигаюцих реестров; на фиг.4 - функциональная схема блока отметки времени; на фиг.5 — блок-схема блока реги2 (54) УСТРОЙСТВО: ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

СБОРА И ОБРАБОТКИ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ ОБОРУДОВАНИЯ (57) Изобретение относится к автоматизацпи и может быть использовано в автоматизированных системах технического диагностирования оборудования i технологических агрегатов. Цель изобр етения — расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности диагностирования . Поставленная цель достигается тем, что устройство обеспечивает автоматический сбор и регистрацию диагностической информации о состоянии технологического оборудования до аварии и представляет д ее для апалиэа после момента аварии.

7 ил.

° °

1600883 метки времени, блок 17 формирования

: сигнала аварийной ситуации, схему 18 управления приводом, которая реализуется типовой станцией тиристорного электр опривода.

Схема управления приводом представляет собой, как правило, станцию тиристорного управления приводом, которая ссдержит узлы защиты комплектного 1 тиристорного электропривода (двигате. ля, оперативйой и силовой цепей) .

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При возникновении ситуации диагностирования, условием которой, например, для прокатного стана является наличие признака входа металла в валки, на выходе схемы 6 определения ситуации диагностирования появляется сигнал, который, поступая на управляющие входы блока 3 ключей, разрешает прохождение сигналов датчиков 1 ! диагностических параметров, предварительно нормализованных в блоках 2 нормализации .

Сигналы каждого-измерительного канала диагностических параметров постут1ают на входы блока 4 обработки сигналов и блока 8 АЦП, В блоке 4 обработки сигналов сигналы диагности30 ческих параметров подвергаются фильтрации и допусковому контролю по усгавкам, задаваемым, с блока 7 ввода уставок, и результаты анализа и контроля индицируются блоком 5 индикации. 35

Одновременно сигналы с выхода блока

3 ключей поступают на входы блока 8

АЦП, Функциональная схема блока 8 АЦП (фиг.2) содержит нуль-орган 19, вы40 полняющий сравнение значения сигнала на информационном входе П„ и компенсирующего сигнала U<, источник 20 опорного напряжения Е0, цифровой делитель напряжения, состоящий из бло45 ков 21 сопротивления и блока 22 ключ ей, бл ока 23 цифр ов or о а вт омата, который реализует алгоритм уравновешивания, и гечератора 24 тактовых импульсов (ГТИ), синхронизирующего работу всех узлов блока 8.

Блок 8 работает следующим образом.

По сигналу "Запуск" из блока 15 управления осуществляется сброс триггеров блока 23 цифрового автомата и 55 на выходе блока сопротивлений напряжение Uz устанавливается равным О.

Под воздействием импульсов ГТИ 24 и сигналов нуль-органа 19 блок цифрового автомата выполняет переключение ключей блока 22 ключей. В результате переключений напряжение Uz ступенчато изменяется. Переключение (уравновешивание) прекращается тогда, когда напряжения Uq и U на .входе нуль-органа 19 станут равными, т.е. U — U< =

= О. В этот момент на выходе блока 23 цифрового автомата вырабатывается сигнал "Конец цикла", который подается на первый выход АЦП 8, соединенный с входом блока 15 управления.

Пр еобра з ованные в цифр овую форму сигналы диагностических параметров по каждому каналу измерения поступают на группу вторых входов блока 9 сдвигающих р егистр ов.

На фиг.3 показана реализация блока

9 сдвигающих регистров на базе однотипных парафазных регистров 25, построенных на основе j+k-триггеров.

Все разряды регистра (столбцы) соединены последовательно, а тактирующие входы всех разрядов обьединены на общую шину, на которую поступают тактовые сигналы из блока 15 управления.

Каждый импульс тактовый обеспечивает перезапись каждого разряда в столбцах (по вертикали) на одну строку.Так как перенос в каждом из девяти столбцов аналогичен, то при каждом тактирующем импульсу в блоке 9 сдвигающих регистров осуществляется перенос строки (информации) о единичном замере значения диагностируемого параметра на строку ниже. По тому же сигналу "Сдвиг" осуществляется и перенос по вертикали в сдвигающих регистрах блока 16 отметки времени (фиг.4), которые аналогичны регистрам блока 9.

Блок 16 отметки времени (фиг.4) содержит датчик 26 времени, блок 27 сдвигающих регистров времени, коммутатор 30 и блок 31 тактового распределит еля .

Так как сдвиг информации о каждом измерении значения диагностируемого параметра в блоке 9 и текущего значения времени в блоке 16 осуществляется по одному и тому же сигналу и число строк в матрице сдвигающих регистров в блоках 9 и 16 одинаковое, то осуществляются привязка каждого значения времени к измеренному в этот момент диагностическому параметру и. их синхронизация при перезаписи с одной: строки на другую.

1600883 сы блока 14 регистрации информации о параметрах пр едаварийной ситуации. По сигналам блока 14 регистрации информации осуществляется переключение ( ключей коммутатора. После каждого импульса на выход коммутатора поступает очередной информационный сигнал о значении диагностируемого параметра.

Преобразованный в блоке 13 ЦАП сигнал поступает на вход блока 14 регистрации информации.

Блок 14 регистрации параметров предаварийной ситуации представляет собой двухкоординатный графопостроитель и цифр опечатающее устр ойство.

Блок-схема блока,14 (фиг ° 5) содержит блок 32 управления (БУ), блок 33 управления шаговым двигателем (БУШД), двигатель 34, редуктор 35, счетчик

36, задатчик 37, регистрирукнций электрод (РЭ) 38, блок 39 печати протокола, схему 40 совпадения, шаговый двигатель 41, систему 42 слежения (СС) .

Работа блока осуществляется следующим образом. После возникновения аварийной ситуации и перезаписи информации о текущем времени аварии в блок 16 отметки времени и значения диагностируемого параметра в предаварийпой ситуации в блок 9 блок 39 печати протокола блока 14 по каждому тактовому импульсу осуществляет печать протокола предаварийной ситуацгпг, который имеет вид

ХХ ХХ ХХ ХХ ХХХХХ

-> — значение параметмс

ХХ

ХХ ч мин с ра

ХХХХХ

ХХХХХ

Построение графика осуществляется по сигналу, поступающему на вход блока 33 управления шаговым двигателем

ЦД 41, который срабатывает по каждому тактовому импульсу слежения на один шаг. При этом по оси Х смещения каретки, на которой установлен РЭ 38, после каждого шага на вход БУ 32 поступает преобразованное в блоке 13

ЦАП значение диагностируемого napa\ метра, которое, поступая на вход СС

42, отрабатывается ею и РЭ 38 устанавливается по оси Y пропорционально значению диагностируеиого параметра с дискретной во времени. С BY 32 в этот момент подается импульс на включение РЭ 38. ЦЦ 4 1 срабатывает едиКаждый поступающий импульс "Сдвиг" обеспечивает сдвиг кода числа в регистре блока 9 (текущее значение диагностического параметра) и регистра блока 16 (т екущее значение вр емени) на одну строку вниз. Количество импульсов тактового распределителя для полного сдвига с первой строки до списания равно и, т.е. глубине памяти текущей ситуации. После и импуль-. сов информация с последней строки списывается, а в первой строке в это время появляются новое значение диагностируемого параметра (в блоке 9) и .те:сущее значение времени (в блоке 16).

Диагностические характеристики агрегата определяют необходимую частоту тактовых импульсов, например для прокатного стана она составляет 10 кГц. 20

Глубина предыстории аварийной ситуации в условиях прокатного стана составляет 2-7 с, определяет количество регистров в каждой группе блоков 9 сдвигающих регистров. В каждой группе сдвигающих регистров по сигналу тактового импульса осуществляются сдвиг информации по регистрам и запись нового текущего значения. Информация в последнем Его регистре, выхо- 30 дящая за пределы заданной глубины диагностирования, списывается и заполняется новой, В случае возникновения аварийной

1 ситуации (аварийная ситуация формируется по инициативе срабатываний за35 щит главных приводов или по сигналам предельных значений диагностических

; параметров, например, уровня вибрации, синтезируется схемой ИЛИ) из схемы 18 управл ения приводом на вход блока 17 формирования сигнала аварийной ситуации поступает сигнал, по которому формируется сигнал аварийной ситуации, который поступает на третий вход блока 15 управления. По этому сигналу в блоке 15 формируются управляющие сигналы, которые с его. четвертого и пятого выходов поступают на управляющие входы соответственно блока 10 перезаписи и блока 16 отметки времени.

По этому сигналу информация с каждого регистра через схему перезаписи переписывается в блок 11 регистров. 55

С выхода блока 11 регистров информационные сигналы поступают на вход коммутатора 12, на управляющие входы которого поступают тактовые импуль1600883 яичное перемещение по оси Х, а по входу от блока 13 поступает следующее значение диагностируемого,параметра, которое отрабатывается СС 42 ,и регистрируется Рэ 38; Таким образом, 5 отрабатываются все и точек значений диагностируемого параметра в предаварийной ситуации.

После поступления на вход. блока 14 управляющего импульса с блока 15 управления в блоке управления графопостроителем формируется последовательность управляющих импульсов, которые управляют работой коммутатора 12, блоком 39 печати протокола, который состоит из буферных устройств приема информации о значениях диагностируемого параметра, поступающего с блока

11 и времени возникновения аварийной

20 ситуации, поступающего с блока 16, и

БУ 32, который управляет вводом указанной информации в буферные устройства и управляет работой электромагнитов цифропечати, кроме того, с бло- 25 ка 32 управления печатью выдаются сигналы обратной связи g "Завершение печати строки протокола" и "Конец цикла" °

БУ 32 осуществляет синхронизацию . работы всего блока 14 регистрации о параметрах пр едаварийной ситуации.

На его вход поступают сигналы из блока 15 управления, которые инициируют работу блока 14.

По этому сигналу начинается по-

35 строение графика. Сигналы обратной связи о завершении движения по осям

Х и 7, поступая на вход БУ 32, совместно с сигналом со схемы 40 совпа40 дения участвуют в формировании очередного импульса на включение РЭ 38 и на включение на один шаг НД 41, включение которого осушествляется до тех пор пока число включений ШД, заФ

45 фиксированное счетчиком 36 не совпадает с кодом числа, задаваемого задатчиком 37, значение которого равно и — числу строк (глубина памяти) сдвигаюцих регистров, где хранится информация о значениях диагностичес50 ких параметров в предаварийной ситуации. После совпадения кода числа задатчика и счетчика работа блока 14 прекращается до следующей аварийной ситуации или до следующего инициатив— 55 ного сигнала на работу блока 14.

Блок-схема блака 15 управления (фиг . 6) работает следующим образом.

После возникновения ситуации диагностирования сигнал с блока 6 определения ситуации диагностирования поступает на первый вход блока 15 управления, сбрасывает все триггеры устройства для автоматического сбора и обработки диагностической информации в исходное состояние, разрешает прохождение первого импульса ГТИ 43 на вход блока 42 тактового распределителя.

Первый импульс с блока 42 тактового распределителя "Запуск цикла АЦП" инициирует работу блока 8 АЦП и запрецает через триггер 44 и схему И 45 поступление импульсов ГТИ 43 на вход блока 42 тактового распределителя до появления сигнала "Окончание цикла

AIIjI" от блока 8, который сбрасывает триггер 44 в исходное состояние. Импульсы ГТИ 43, поступая на вход блока

42 тактового распределителя, инициируют выдачу íà его выходах сигналов, инициирующих "Сдвиг" (второй выход), перезапись (третий выход), инициативного сигнала на печать протокола и построение графика в блоке 14 .

Причем появление сигналов на выходе инициирующих работу блоков 16, б

10 и 14 возможно только в случае возникновения аварийной ситуации. В случае отсутствия сигнала "Аварийная ситуация тактовый блок тактового распределителя выдаст только импульсы на "Сдвиг" информации в блоках 9 и

16. Функциональная схема блока 42 тактового распределителя и диаграмма ее работы приведена на фиг.7. Схема выполнена на двух RS — триггерах.

Блок-схема блока 16 отметки времени (фиг.4) состоит из блока 27 сдви1 3 гающих регистров R -R датчика 26

2i 2ь времени, коммутатора 30, блока 31 тактового распределителя.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет автоматически осуществлять сбор и регистрацию диагностической информации о состоянии технологического оборудования, то позволяет расширить функциональные возможности и повысить точность диагностирования.

Фор мула и зобр ет ения

Устройство для автоматического сбора и обработки диагностической информации о состоянии оборудования, . 1600883 содержащее датчики диагностических параметров, блоки нормализации, блок ключей, блок обработки сигналов, блок ввода уставок, блок индикации, схему определения ситуации диагностирования, схему управления приводом, причем датчики диагностических параметров подсоединены на соответствующие входы блоков нормализации, выходы которых подсоединены на информационные входы блока ключей, на управляющие входы которого подсоединен выход схемы определения ситуации диагностирования, выходы блока ключей подсоединены на первые входы. блока обработки сигналов, на вторые входы которого подсоединен блок ввода уставок, выход блока обработки сигналов подсоединен на вход блока индикации, о т— личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности диагностирования, оно снабжено блоком аналого-цифровых преобразователей, блоком д5 сдвигающих регистров, блоком управле-. ния, блоком формирования сигнала аварийной ситуации, вход которого соединен со схемой управления приводом,схемой перезаписи,блоком регистров,коммутатором, блоком отметки вре30 мени, блоком цифроаналоговых преобразователей и блоком регистрации параметров предварительной ситуации, причем выходы блока ключей и через информационный. вход блока аналогоцифровых преобразователей подсоединены к входам соответствующей группы

10 блока. сдвигающих регистров, выходы которого подсоединены к информационным входам схемы перезаписи, .выходы которого соединены с входами блока регистров, выходы которого подсоединены к первой группе. входов блока регистрации параметров предаварийной ситуации и к входам коммутатора, выходы которого через блок цифроаналоговых преобразователей подсоединен к второй группе информационных входов блока регистрац, и параметров предварительной ситуации, к третьей группе информационных входов которого подсоединен выход блока отметки .времени, управляющие выходы блока регистрации параметров предаварийной ситуации подсоединены к управляющим входам коммутатора и первому входу блока отметки времени, первый вход блока управления подсоединен к выходу схемы определения ситуации диагностирования, к второму входувыход блока . аналого-цифровых преобразователей, к третьему входувыход блока формирования сигнала аварийной ситуации, первый выход блока управления подсоединены к управляющим входам блока аналого-цифровых преобразователей, второй выход - к входам блока сдвигающих регистров, третий выход — к входам блока регист-, рации параметров лредаварийной ситуа- ции, четвертый выход — к входу блока отметки времени и пятый выход - к вхо- ду схемы пер е записи .

1600883

0m Флага Ю

dm блока 75

1 600883

Фиг. Ф

Кдлоку

1600883

Аса 7

Составитель A. Сергеев . Техред N.дидык

Редактор Л. Гратилло

Корректор А.Осауленко

Заказ 3234

Тираж 410

Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 10!