Устройство для контроля режимов работы машины

оюз Советских оциалистических Республик(61) Дополнительное к авт. сеид-ву 22) Заявлено 19,1278 (21) 2698669/18 6 07 С 3/ с присоединением заявки М осударствеиный комитет СССР по делам изобретений и открытий) Авторызобретени рдена Трудового Красного Знамени институт горного дела им, А. А, Скочинского) Заявитель СТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕЖИМ РАБОТЫ МАШИНЫ одногоки,значеоот ью очнике нтов утствием вых у телемехани о мгновенному ины, потреб исимом) ист м числе элемеением, отс а в систем циональног грузки маш шнем (незав я и большо напряг сиги ал пропо нию н во вн питан И-НЕ. 1Изобретение относится к автоматизированным средствам контроля нагрузок машин различного назначения и может быть использовано, например, для определения продолжительности работы машины с заданными уровнями квантования нагрузки, т,е, получения гистограммы нагрузки машины в условиях эксплуатации.Известно устройство для контролярежимов работы машин, содержащее датчик тока, подключеннйй к прямым входам и компараторов, число которых равно числу уровней квантования нагрузок машин, инвертирующие входы ко торых соединены с источником опарных напряженийисточник стабилизированного тока, выход которого подключен к входу Я ключей, выходами соединенных с соответствующими регистратора ми, выходы компараторов подключены к одному из входов соответствующего элемента И-НЕ, и дополнительный элемент И-НЕ 111.Низкая точность пок аз аний и недостаточная надежность этого устройства обусловлены отсутствием регистрацийвремени работы машины вхолостую, контролем загруженности машины по току беэ учета сдвига фаэ между током и 30 Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является уст"ройство для контроля режимов работымашин, содержащее датчик тока, и компараторов, число которых равно, числууровней квантования нагрузок машины, причем, прямые входы компараторов сое динены с .соответствующими выходами источника опорных напряжений, а выходыкомпараторов,начиная с третьего, соеди иены 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 регист раторами,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 током765839 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.5 Цостигается это тем, что в устройство, содержащее датчик тока, и компараторов, число которых равно числу 10 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 регистра 20 Тора, выходя элементов И-НЕ соединены с управляющими входами соответствующих ключей, и выходной блок, введены датчик напряжения, дополнитеЛьный ключ, фильтр, пороговый элемент, элемен 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-НЕ35( соответствующего второму уронню квантования нагрузок машин, выходы компараторов, начиная от второго до предпоследнего, через соответствующие элементы НЕ соединены с нторыми. входа ми элементов И-НЕ, выход последнего комнаратора подключен к управляющему входу последнего ключа, один из выходов источника опорного напряжения соединен с входом источника стабилизированного тока. На чертеже представлена блок-схема устройства (для удобства описанияпринято только четыре уровня квантования регистров. работы машины),Устройство содержит датчик тока 1,выход которогочерез дополнительныйключ 2 и фльтр 3 подключен к выходному блоку 4 и инвертирующим входам 55компараторов 5, 5, 5 и 54 . Одинвыход датчика напряжения б подключенк управляющему входу дополнительногоключа 2, а другой - к входу источника опорных напряжений 7Выходы источника опорных напряжений 7 подключенысоответственно.к входу источника стабилизированного тока 8 и к прямымвходам компараторов 5, 5, 5, 54Выход источника стабилизированного тока 8 подключен к входам ключей 9,9, 9 и 94, нторые входы ключей 9 ди 9 з подключены к выходам элементовИ-НЕ 10 10. Выход второго компаратора 5 соединен .через элемент НЕ 11с вторым входом элемента И-НЕ 10выход которого подключен к входу второго ключа 9, Выход третьего компаратора 5 соединен с первым входомэлемента И-НЕ 10, и через элемент НЕ111 - с вторым входом элемента И-НЕ10 , выход которого подключен к нходу третьего ключа 95 . Выход четвертого компаратора 54 подключен к первому входу элемента И-НЕ 101 и к входучетвертого ключа 94, Выходы ключей91, 9, 9 и 94 подключены к входамсоответствующих регистраторов 12,12 , 12 и 124 .Выход первого компаратора 5, черезпороговый элемент 13 соединен с вторымвходом элемента И-НЕ 101 и с управляющим входом первого ключа 91.Работа устройства заключается в следующем.При включении двигателя контролируемой машины сигнал с датчика тока1 поступает через дополнительных ключ2, управляемый датчиком напряжения б,и фильтр 3 на инвертирующие входы компараторов 5, 52, 5 и 54. и на выходнойблок 4 для передачи в систему телемеханики, Текущее значение этого сигнала строго пропорцион ально нагрузкемашины (с учетом сдвига фаз между напряжением и током), Одновременно напрямые входы компараторов 51 - 54 посту"лают сигналы с соответствующих выходовисточника опорных напряжений 7. Значения опорных напряжений соответствуютзаданным уровням квантования контролируемой нагрузки машины. До тех пор,пока напряжения на прямых входах компараторон будут превышать напряжения наих инвертирующих входах, сигналы на выходах компараторов будут положительными. При этом ключи 9 - 94 будут находиться в закрытом состоянии. Ток отисточника стабилизированного тока 8будет подаваться на тот или иной ре"гистратор только при появлении на управляющем входе соответствующего ключа отрицательного сигнала, При прохождении стабилизированного тока черезрегистраторы, в качестве которых мо -гут быть использованы, например, ртутные электрохимические интеграторыпоследние будут показывать продолжительность работы машины с нагрузками,соответствующими заданным уровнямквантования,Как только н апр яжени е н а инв ертирующем входе первого компаратора. 51 превысит напряжение на его прямом входе, на выходе появляется отрицательный сигнал. Однако этот сигнал не проходит через диод 14 порогового элемента 13. Положительный сигнал свторого компаратора 5, проходя через элемент НЕ 11, инвертируетсяи через резистор 15 порогового элемент а 1 3 пос ту пает н а управляющий;вход первого ключа 9 тем самымоткрывая его и пропуская ток с источника стабилизированного тока 8 напервый регистратор 12При пр евыш ен ии н апр яжени я н а ин -вертирующем входе второго компаратора 51 напряжения на его прямом входена выходе повышается отрицательный1сигнал, который, проходя через эле,мент НЕ 11 инвертируется и закрывает ключ 9, прекращая подачу токана первый регистратор 12, Одновременно этот же сигнал поступает на 1второй вход элемента И-НЕ 101, напервый вход которого поступает поло-,жительный сигнал с выхода компаратора 5 Ъ, Так как на оба входа элементаИ-НЕ 101 поступают положительные сиг- рОналы, то на его выходе появляетсяотрицательный сигнал, который открывает ключ 92 и пропускает ток черезрегистратор 121,При превышении напряжения на инвертирующем входе третьего компаратора 53 напряжения на его прямом входе.на выходе появляется отрицательныйсигнал, который поступает на первыйвход элемента И-НЕ 10, тем самымзакрывая ключ 92 и прекращая подачутока 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 по- З 5ложительный сигнал с выхода компаратора 5. Следовательно, на выходеэлемента И-НЕ 102 появляется отрицательный сигнал, открывающий ключ 9,через который начинает поступать ток 40к третьему регистратору 12,Наконец, при превышении напряженияна инвертирующем входе,.четвертого компаратора 54 напряжения на его прямомвходе на выходе появляется отрицатель ный сигнал, который поступает одновременно на первый вход элемента И-НЕ10, тем саксам прерывая подачу тока,на третий регистратор 12, и управлявиций вход ключа 94, который при этомоткрывается и подает ток на четвертыйрегистратор 124.В любой момент времени ток можетпротекать только через один из регистраторов. Таким образом, устройствоФиксирует время работы машины с заданными уровнями нагрузки и формирует выходной сигнал, пропорциональный нагруз"ке машины, с учетом .сдвига фаз междун апр яж ени ем и т оком,К выходному блоку 4 подключается40дополнительная анализирующая аппаратура или ЭВМ, которая обеспечивает получение уточненной информации о ре".жиме работы машины и повышает надежность работы предлагаемого устройства,Использование устройства обеспвчивает повышение эффективности эксплуатации и качества технического обслужив ани я машин в -различных отрасл яхнародного хозяйства, в частности,позволяет уточнить норщг расходазапасных частей и смазочных материалов, межремонтные периоды, сроки выдачи в капитальный ремонт, показатели надежности и т.д.Кроме того, информаци я, получаемаяс помощью этого устройства, позволитусов ершенс тв ов ать к онстру кции машини методы их прочностного расчета,фсрмула изобретенияУстройство для контроля режимовработы, машины, содержащее датчик т ока, и компараторов, число которыхравно 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-НЕ,соответствующих предыдущим уровням.квантования нагрузок машины, источ-ник стабилизированного тока, выходкоторого соединен с входами ключей,выходы которых подключены к входусоответствующего регистратора, выходы элементов И-НЕ соединены с управ -ляющими входами соответствующих ключей,и выходной блок, о т л и ч а ющ е е с я тем ,что, с целью повышения точности и надежности устройства,в него введены датчик напряжения, дополнительный ключ, Фильтр, пороговыйэлемент, элементы НЕ, выходы датчиканапряжения подключены к входу источника опорного напряжения и к одномуизвходов дополнительного ключа, другсй вход которого соединен с датчиком тока, а выход - через Фильтр синвертирующими входами компараторови с входом выходного блока, выход первого компаратора через пороговый элемент подключен к управляющему входупервого ключа и к второму входу элемента И-НЕ,соответствующего второмууровню квантования нагрузок машин,выходы крмпараторов,начиная от второгодо предпоследнего, через соответствующие элементы НЕ соединены с вторыми входами элементов И-НЕ, выход последнего компаратора подключен к управляющему входу последнего ключа, одиниз выходов источника опорного напряже"ния соединен с входом источника стабилизированного токаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2457564/18-24,кл. 0 07 С 3/10 01.03,77,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 246562/18-24,кл. 6 07 С 3/10, 23.03.77 (прототип).765839 Составитель Н. Наганоактор Е. Гангар Техред М.Рейвес Н. Сте орр Вакаэ 6512 ВНТираж 641:Государственного комитата СССРелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д Подписное