Устройство для контроля режимов работы машины

 

О П М А.И,-,,И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик р11765839

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 19.1278 (21) 2698669/18-24 (51) и. Кл.з

G 07 С 3/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2309.80Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 2309,80 (53) УДК 621.176 (088.8) А. В. Докукин, A. В. Сапилов, Е. М..Шмарьян, A. И. Лепихов и Ю. A. Гавинский (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. A. А, Скочинского (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕЖИМОВ

РАБОТЫ МАШИНЫ

Изобретение относится к автоматизированным средствам к онтроля нагрузок машин различного назначения и может быть использовано, например, для определения продолжительности работы машины с заданными уровнями квантования нагрузки, т,е. получения гистограмм нагрузки машины в условиях эксплуатации.

Известно устройство для контроля режимов работы машин, содержащее дат.чик тока, подключеннйй к прямым входам и компараторов, число которых равно числу уровней квантования нагрузок машин, инвертирующие входы ко- 15 торых соединены с источником опарных напряжений„источник стабилизированного тока, выход которого подключен к входу N ключей, выходами соединенных с соответствующими регистратора- 20 ми, выходы компараторов подключены к одному иэ входов соответствующего элемента И-НЕ, и дополнительный элемент И-НЕ t ll

Низкая точность пок аз аний и недостаточная надежность этого устройства обусловлены отсутствием регистраций времени работы машины вхолостую, контролем загруженности машины по току беэ учета сдвига фаз между током и 30 напряжением, отсутствием выходного сигнала в систему телемеханики, пропорционального мгновенному з начению нагрузки машины, потребностью во внешнем (независимом) источнике питания и большом числе элементов

И-НЕ, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст" ройство для контроля режимов работы машин, содержащее датчик тока, и компараторов, число которых равно, числу уровней квантования нагрузок машины, причем, прямые входы компараторов соединены с . соответ ствующими выходами источника опорных напряжений, а выходы компараторов, начин ая с третьего, соединены с первыми входами элементов И-НЕ соответствующих более низким уровням квантования нагрузок, источник стабилизированного тока, выход которого подключен к входам и ключей, выходами соединенных с соответствующими регистраторами,причем выходы элементов

И-НЕ подключены к управляющим входам соответствующих ключей 2).

Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства за счет учета сдвига фаз между током

765839 и напряжением в сети питания машины, получения выходного сигнала для системы телемеханики, пропорционального активному току питания машины,исключения внешнего (независимого) источника питания, а также сокращения количества элементов И-НЕ в схеме.

Цостигается это тем, что в устройство, содержащее датчик ток à, и компараторов, число которых равно числу (Q уровней квантования нагрузок машин, пряьые входы компараторон соединены с выходами источника опорных напряжений, выходы компараторов, начиная с третьего, подключены к первым входам элементов И-НЕ, соответствующих предыдущим уровням квантования нагрузок машины, источник стабилизированного тока, выход которого соединен с входами ключей, выходя которых подключены к входу соответствующего регистра20 тора, выходы элементов И-НЕ соединены с управляющими входами соответствующих ключей, и выходной блок, введены датчик напряжения, дополнитеЛьный ключ, фильтр, пороговый элемент, элемен- 25 ты НЕ, выходы датчика напряжения подключены к выходу источника опорного напряжения и к, одному из входов дополнительного ключа, другой вход которого соединен с датчиком тока, ЗО а выход - через фильтр с инвертирующими входами компараторон и с входом выходного блока, выход первого компаратора через пороговый элемент подключен к управляющему входу первого ключа и к второму входу элемента И-HE

) соответствующего второму уронню квантования нагрузок машин, выходы компараторов, начиная от второго до предпоследнего, через соответствующие элементы HE соединены с нторыми. входа- о ми элементов И-НЕ, выход последнего комнаратора подключен к управляющему входу последнего ключа, один из выходов источника опорного напряжения соединен с входом источника стабилизиро- 45 ванного тока.

На чертеже представлена блок-схема устройства (для удобства описания принято только четыре уровня квантования ðåãèñòðîâ. работы машины), Устройство содержит датчик тока 1, выход которого через дополнительный ключ 2 и фльтр 3 подключен к выходному блоку 4 и инвертирующим входам компараторов 5„, 5, 5 и 54. Один выход датчика напряжения 6 подключен к управляющему входу дополнительного ключа 2, а другой - к входу источника опорных напряжений 7 ° Выходы источника опорных напряжений 7 подключены соответственно. к входу источника стабилизированного тока 8 и к прямым входам компараторов 5« 5j, 5а, 54 .

Выход источника стабилизированного тока 8 подключен к входам ключей 9, 9g 9 и 94, нторые входы ключей 9д и 9з подключены к выходам элементов

И-НЕ 10,, 10 . Выход второго компаратора 5 соединен .через элемент НЕ 11 с вторым входом элемента И-НЕ 10 выход которого подключен к входу второго ключа 9, Выход третьего компаратора 5 соединен с первым входом элемента И-НЕ 10, и через элемент НЕ

11 — с вторым входом элемента И-НЕ

10, выход которого подключен к нходу третьего ключа 95 . Выход четвертого компаратора 54 подключен к первому входу элемента И-НЕ 101 и к входу четвертого ключа 94, Выходы ключей

91, 9, 9 и 94 подключены к входам соответствующих регистраторов 12>, 12, 12 и 124 .

Выход первого компаратора 5, через пороговый элемент 13 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 10> и с управляющим входом первого ключа 9„.

Работа устройства заключается в следующем.

При включении двигателя контролируемой машины сигнал с датчика тока

1 поступает через дополнительных ключ

2, управляемый датчиком напряжения 6, и фильтр 3 на инвертирующие входы компараторов 5„, 52, 5 и 54. и на выходной .блок 4 для передачи в систему телеме ханики, Текущее значение этого сигнала строго пропорцион ально нагрузке машины (с учетом сдвига фаз между напряжением и током), Одновременно на прямые входы компараторов 51 — 54 поступают сигналы с соответствующих выходов источника опорных напряжений 7. Значения опорных напряжений соответствуют заданным уровням квантования контролируемой нагрузки машины. До тех пор, пока напряжения на прямых входах компараторон будут превышать напряжения на их инвертирующих входах, сигнатуры на выходах компараторов будут положительными. При этом ключи 9„- 94 будут находиться в закрытом состоянии. Ток or источника стабилизированного тока 8 будет подаваться на тот или иной регистратор только при появлении на управляющем входе соответствующего ключа отрицательного сигнала, При прохождении стабилизированного тока через

I регистраторы, в качестве которых мо— гут быть использованы, например, ртутные электрохимические интеграторы,, последние будут показывать продолжительность работы машины с нагрузками, соответствующими заданным уровням квантования.

Как только н апр яжени е н а инв ертирующем входе первого компаратора. 51 превысит напряжение на его прямом входе, н а выходе появл яе т ся отриц ательный сигнал. Однако этот сигнал не проходит через диод 14 порогового элемента 13. Положительный сигнал с

76 5839 второго компаратора 5z, проходя через элемент НЕ 11„, инвертируется и через резистор 15 порогового элементаа 1 3 поступает н а управляющий; вход первого ключа 9,, тем самым открывая его и пропуская ток с источника стабилизированного тока 8 на первый регистратор 12, .

При превышении н апряжения н а инвертирующем входе второго компаратора 51 напряжения на его прямом входе на выходе повышается отрицательный

1 сигн ал, к оторый, проходя через эле, мент НЕ 11,, инвертируется и закрывает ключ 9, прекращая подачу тока на первый регистратор 12„, Одновременно этот же сигнал поступает на 1 в торой в ход элемент а И-НЕ 101, н а первый вход которого поступает поло-, жительный сигнал с выхода компаратора 5Ъ, Так как на оба входа элемента

И-НЕ 101 поступают положительные сиг- gg налы, то на его выходе появляется отрицательный сигнал, который открывает ключ 92 и пропускает ток через регистр атор 12, При превышении напряжения на инвертирующем входе третьего компаратора 5,3 напряжения на его прямом входе. на выходе появляется отрицательный сигнал, который поступает на первый в ход эл емен та И-НЕ 10, тем с амым закрывая ключ 9 и прекращая подачу тока через регистратор 12 . Одновременно этот сигнал, проходя через элемент НЕ 11, инвертируется и поступает на второй вход элемента И-НЕ 10, на первый вход которого поступает положительный сигнал с выхода компаратора 5д. Следовательно, на выходе элемен та И-НЕ 102 появляется отрицательный сигнал, открывающий ключ 9, через который начинает поступать ток 4Q к третьему регистратору 12 .

Наконец, при превышении напряжения на инвертирующем входе..четвертого компаратора 54 напряжения íà его прямом входе на выходе появляется отрицатель- 5 ный сигнал, который поступает одновременно на первый вход элемента И-НЕ

10, тем са ь м прерывая подачу тока ,на третий регистратор 12>, и управляющий вход ключа 94 который при этом открывается и подает ток на четвертый регистратор 124 .

В любой момент времени ток может протекать только через один из регистраторов. Таким образом, устройство фиксирует время работы машины с задан-55 ными уровнями нагрузки и формирует выходной сигнал, пропорциональный нагрузке машины, с учетом сдвига фаз между н апр яж ени ем и т оком, К выходному блоку 4 подключается

40 дополнительная анализирующая аппаратура или ЭВМ, которая обеспечивает получение уточненной информации о ре-. жиме работы машины и повышает надежность работы предлагаемого устройства.

Использование устройства обеспвчи» вает повышение эффективности эксплуатации и качества технического обслужив ани я машин в -различных отрасл ях народного хозяйства, в частности, позволяет уточнить нормг расхода запасных частей и смазочных материалов, межремонтные периоды, сроки выдачи в капитальный ремонт, показатели надежности и т.д.

Кроме того, информаци я, получаемая с помощью этого устройства, позволит усов ершенс тв ов ать к онстру кции машин и методы их прочностного расчета.

Фсрмула изобретения

Устройство для контроля режимов работы, машины, содержащее датчик т ока, и компараторов, число которых равно числу уровней квантования" нагрузок машины, прямые входы компараторов соединены с выходами источника опорных напряжений, выходы компараторов, начиная с третьего, подключены к первым входам элементов И-HE соответствующих предыдущим уровням. квантования нагрузок машины, источ- ник стабилизированного тока, выход которого соединен с входами ключей, выходы которых подключены к входу соответствующего регистратора, выходы элементов И-НЕ соединены с управляющими входами соответствующих ключей, и выходной блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности и надежности устройства, в него введены датчик напряжения, дополнительный ключ, фильтр, пороговый элемент, элементы НЕ, выходы датчика напряжения подключены к входу источника опорного напряжения и к одному из входов дополнительного ключа, другсй вход которого соединен с датчиком тока, а выход — через фильтр с инвертирующими входами компараторов и с входом выходного блока, выход первого компаратора через пороговый элемент подключен к управляющему входу первого ключа и к второму входу элемента И-НЕ,соответствующего второму уровню квантования нагрузок машин,выходы компараторов, начиная от второго до предпоследнего, через соответствующие элементы НЕ соединены с вторыми входами элементов И-НЕ, выход последнего компаратора подключен к управляющему входу последнего ключа, один из выходов источника опорного напряжения соединен с входом источника стабилизированного тока °

Ист очни ки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2457564/18-24, кл ° G 07 С 3/10 01 ° 03 ° 77 °

2, Авторское свидетельство СССР по заявке Р 246562/18-24, кл. G 07 C 3!10, 23.03.77 (прототип), 765839

Составитель H. Баганова

Техред М.Рейвес

Редактор Е. Гангар филиал ППП Патент, г. Ужгорсд, ул. Проектная, 4

Закаэ 6512/46 Тираж 641:

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор Н. Стец

Подписное