Устройство для определения ресурса изделия

Номер патента: 1256063

Авторы: Гуляев, Иванько, Плескач

ZIP архив

Текст

(51)4 С 07 С л л ТЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ров ания скач 8.8) свидетельс 07 С 3/10 идетельств 07 С 3/10ЕНИЯ РЕления ре- автоматие, в частределения ожет бытьнтроля ре- тических еявляется тройства я в н ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ПИСАНИЕ ИЭО(71) Институт проблем модв энергетике АН УССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕСУРСА ИЗДЕЛИЯ(57) Устройство для опредсурса изделия относится кке и вычислительной техниности к устройствам для оресурсных показателей, ииспользовано в системах ксурсных показателей энергобъектов. Целью изобретенповышение точности работыпутем исключения накопленпогрешностей определения ресурсных показателей. Информация с датчика контролируемого параметра поступает в блок преобразования контролируемого. параметра. На выходе этого блока появляются импульсы, частота следования которых пропорциональна изменению контролируемого параметра. Эти импульсы поступают на входы счетчиков израсходованного и остаточного ресурсов, первый из которых работает в режиме сложения, второй - в режиме вычитания. В счетчик остаточного ресурса перед началом работы устройства заносится из блока хранения информации значение начального ресурса объекта. После поступления очередного импульса на счетчики их содержимое суммируется в сумматоре и сравнивается со значением начального ресурса в блоке сравнения. При н сравнении на выходе блока сравнения появляется сигнал, который совместно со значениями счетчиков индицируется. в блоке индикации. 4 ил.25 Изобретение относитя к автоматикке и вычислительной технике, в частности к устройствам определения ресурсных показателей оборудования, работающего при нестационарных нагрузках и может быть использовано в системах контроля ресурсных показателейэнергетических объектов,Целью изобретения является повышение точности работы устройства.На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - преобразователь напряжения в частоту, на -риант; на фиг. Э - преобразовательнапряжения, вариант; на фиг, 4 - генератор, вариант.Устройство содержит датчик 1 контролируемого параметра, преобразователь 2 напряжения н частоту, счетчик 3 израсходованного ресурса, счетчик 4 остаточного ресурса, сумматор 5, блок 6 индикации, блок .7 сравнения и блок 8 хранения информации.Преобразователь 2 напряжения вчастоту. (фиг. 2) содержит преобразователь 9 напряжения и генератор 10,Выход преобразователя 9 напряжениясоединен с входом генератора 1 О, выход которого является выходом преобразователя 2 напряжения н частоту, 30входом которого является вход преобразователя 9 напряжения.Преобразователь 9 напряжения может быть выполнен, например, по схеме настраиваемого функциональногопреобразователя (фиг. 3). Он содержит операционные усилители 11-14,диоды 15 и 16, потенциометры 17-20и резисторы 21-31.Генератор 10 может быть выполнен, 40например, по схеме генератора с управляемой частотой выходного сигнала (фиг. 4) и содержит операционныеусилители 32-34, диод 35, конденсатор 36, транзистор 37 и резисторы 38-44.Работа устройства основана на том,что время до разрушения объекта контроляпод воздействием нестационаррного эксплуатационного параметра Т 50связано с величиной этого эксплуатационного параметра функциональной зависимостьюс = с,р (Т)р Р(1)В процессе работы объекта каждому 55значению нестационарного эксплуатационного параме 1 ра Т соответствует определенное значение расхда ресурса н единицу времени С, определяемоезависимостью нидас( ) = к, /". (т), (2)где К, - начальный ресурс объекта,расходуемый в процессе его эксплуатации,Ресурс К израсходованный объектом контроля под воздействием нестационарного эксплуатационного парамет.ра Т на интервале времени (О, с), определяется соотношениемК,=С(".)1 т, (3)оОстаточный ресурс 1 объекта контроля после его работы в течение интервала времени (О,ь) определяется сучетом (3) выражениемк,= к, -) с(".)а"., (4)оВ предлагаемом устройстве значениерасхода ресурса в единицу времениС представляется в виде частоты-1= КС(ь) (5)где К - коэффициент пропорциональности.При этом ресурс К , израсходованный объектом контроля под воздействием нестационарного параметра Т наинтервале времени (0,7), определяется соотношениемК = - (с) й,1(6)оОстаточный ресурс, объекта контроля после его работы в течение времени (0,) представляется с учетом уравнений (4) и (5) соотношениемк = к --(тЮ, (7)1ост О КВ процессе работы устройства для определения остаточного и израсходованного ресурсов наиболее опасным являетсясбой или отказ счетчиков Э и или 4, что может привести к самым большим погрешностям. В случае сбоя либо отказа счетчиков 3 или 4 в течение длительного интервала времени эксплуатации (О,) происходит отклонение значений соответственно израсходованного К ,или остаточного К ресурсов от их значений при правильной работе устройства.Значение израсходованного ресурса К , с учетом отклонения определяется1 О К = Кщ+ К(10)После, подстановки уравнений (8) и (9) в уравнение (10) получаемо о 1Если устройство работает правиль но, то равенство (10) выполняется, т.е. согласно уравнению (11) сумма отклонений 2,(".) + 2,(7) равна нулю, при этом отклонения 2, и 2, могут принимать значения: 2, - 2 ( ) - 0 или Е (") - Е ( )При сбое или отказе счетчиков 3 или 4 сумма отклонений 2 + Ене равна нулю и согласно выраженйю (11) равенство (10) не выполняется.35Устройство работает следующим образом.Электрический сигнал Т интенсивности внешнего воздействия на объект контроля от датчика 1 контролируемо го параметра поступает на вход преобразователя 2 напряжения в частоту, где согласно выражениям (2) и (5) сигнал контролируемого параметра Т преобразуется в последовательность 45 дискретных импульсов, частота следования 9(ь) которых зависит от текущего значения расхода ресурса объекта в единицу времени С(С). С выхода преобразователя 2 напряжения в частоту 150 последовательность импульсов с частотой следования 1( ) поступает на входы счетчиков израсходованного 3 и остаточного 4 ресурсов. В счетчике 3 израсходованного ресурсаосу ществляется прямой счет импульсов, поступающих на его вход в течение времени согласно выражению (8). В счет-к = - 9 М Й+ Х,Ю, (8)огде 2, - отклонение, возникающее в произвольный момент времени (0,) при сбое или отказе счетчика израсходованного ресурса 3.Значение остаточного ресурса Кс учетом отклонения определяется выражением1К = К --(.)с 1 , + Е(9)огде Е- отклонение, возникающее в произвольный момент времени (О,С) 15 при сбое или отказе счетчика остаточного ресурса 4,Контроль работы счетчиков устройства основан на проверке соотношения Ю чике 4 остаточного ресурса осуществляется обратный счет поступающих наего вход импульсов на интервале времени (0,) согласно выражению (9),при этом из первоначально загруженного в него двоичного числа, соответствующего значению начального ресурса К вычитаются единицы, количество котОрых соответствует израсходованному на отрезке времени (0,) ресурсу К,. Значение израсходованногообъектом контроля в течение произвольного отрезка времени (О,Т) ресурса Кпредставляется в устройстве в соответствии с выражением (8)в виде двоичного числа, находящегосяв счетчике 3 израсходованного ресурсав момент времени (О,с). Значение остаточного ресурса объекта контроляКпосле его эксплуатации в течениепроизвольного отрезка времени (0,)представляется в устройстве в соответствии с выражением (9) в виде двоичного числа, находящегося в счетчике 4 остаточного ресурса в момент времени (О,о), Начальный ресурс К объекта контроля находится в виде двоичного числа в блоке 8 хранения информации, с выхода которого первоначальнозагружается в счетчик 4 остаточногоресурса и в блок 7 сравнения (сигналначального занесения ,не показан).Содержимое счетчиков израсходованного 3и остаточного 4 ресурсов поступает навход блока 6 индикации, где индицируются значения израсходованного К иостаточного К ресурсов, а также дляконтроля за работой устройства - навходы сумматора 5, где согласно выра- .жению (10) происходит сравнение суммы значений израсходованного Ки ос.и)остаточного К . ресурсов со значением начального ресурса К которое ввиде двоичного числа первоначальнозагружается в блок 7 сравнения, Вслучае сбоя или отказа счетчиков 10израсходованного 3 и остаточного 4ресурсов с выхода блока 7 сравнения,согласно уравнению (11) на вход блока 6 индикации поступает. длительныйнепрерывный аварийный сигнал, индицирующий о неисправной работе устройства,Преобразователь 2 напряжения вчастоту (фиг. 2) работает следующим образом.Электрический сигнал контролируемаго.,параметра Т поступает на вход,-К, приББк,40 ашНе 5 12560 преобразователя 9 напряжения, в котором преобразуется в сигнал текущего значения расхода ресурса в единицу времени С(,) в соответствии с выражением (2), Далее этот сигнал С(,) поступает на вход генератора 10, где управляет частотой следования импульсов 1 на выходе генератора 10 в соответствии с выражением (4). Таким образом, в результате работы преобра эователя 2 напряжения в частоту поступающий на его вход сигнал контролируемого параметра Т преобразуется в последовательность дискретных импульсов, частота следования которых 5 1(7) соответствует текущему значению расхода ресурса в единицу времени С(г), определяемому в соответствии со значением контролируемого параметра согласно выражению (2). 20Преобразователь.9 напряжения (фиг. 3) работает следующим образом.Сигнал контролируемого параметра Т поступает на вход преобразователя 9 напряжения в виде входного напряже ния П. При малых значениях входного напряжения У работает только опера - ционный усилитель 13. Его вклад в выходное напряжение Ьа равени Ко 1 е 30 где У - напряжение на выходе опера 1ционного усилителя 13;К - коэффициент усиления операционного усилителя 13.При этом диод 15 закрыт, а операционный усилитель 11 замкнут открытым диодом .16. Когда входное напряжение Бв превысит уровень Ук, напряжения на среднем выводе потенциометра 17, диод 15 открывается и напряжение Б на 40 выходе операционного усилителя 11 будет равно1 (Пе Ъ)при .11 к, ООперационный усилитель 11 работает в режиме однополупериодного выпрямителя с положительным смещением Бк,. Для задания наклона передаточной характеристики преобразователя 9 используется, соотношение 63 6нального преобразования 9 выходной сигнал датчика 1 контролируемого параметра преобразуется в сигнал расхода ресурса в единицу времени Сф по заданной функциональной зависимости вида (2).Генератор 10 (фиг. 4) работает следующим образом.Сигнал расхода ресурса в единицу времени С, которому соответствует напряжение 1 ц, поступает на вход схемы генератора 10, В зависимости от того, в закрытом или открытом состоянии находится транзистор 37, через операционный усилитель 32 на вход операционного усилителя 33 поступает напряжение Б или -Ба. При этом скорость наростания напряжения У на выходе операционного усилителя 33 образующего интегратор, равнаЪ + Пад КС фгде Ба - напряжение на входе схемы.Выходное напряжение операционного усилителя 34 (триггера Шмитта) скачком меняет знак, когда треугольное напряжение Б подаваемое с выЭхода операционного усилителя 33 на вход операционного усилителя 34 достигает значенияЦ, = К,/(К+ К)3 и., где Б - напряжения срабатываниямакстриггера Шмитта;К 1 и К - сопротивления соответственно резисторов 43 и 44. Изменение знака выходного напряжения операционного усилителя 34 при. водит к изменению состояния транзистора 37, Переход транзистора 37 из открытого состояния в закрытое и наоборот вызывает изменение полярности напряжения на выходе операционного усилителя 32 и цикл работы схемы повторяется. Частота колебаний выходного напряжения выражается за- висимостью55 где К, - коэффициент усиления операционного усилителя 12.Настройка схемы на заданные параметры аппроксимирующей кривой задается с помощью потенциометров 17- 19. Таким образом, в узле функциогде 1 - частота колебаний выходногонапряжения;К , " сопротивление резистора 41;С - емкость конденсатора 36. Таким образом, частота следования импульсов 4 на выходе генера1256063 Ф о р м у л а изобретения К 4 + КмК 4 Кдь К 4 С 0 мсюг 1 О 20 7тора 10 пропорциональна входному на пряжению Б, соответствующему расходу ресурса объекта контроля в единицу времени С, а значение коэффициента пропорциональности в формуле 15) определяется выраже- нием Частота следования импульсов на выходе генератора 10 должна удовлетворять условию) 1 т, гденаибольшая возможная частота колебаний значений контролируемого парамет 15 ра, Количество разрядов в счетчиках израсходованного 3 и остаточного 4 ресурсов определяется следующим образом: Выполнение сумматора 5 и блока 7 сравсравнения асинхронными возможно припревышении максимальной частоты срабатывания счетчиков 3 и 4, сумматора 5 и блока 7 сравнения частотына 2-3 порядка. Устройство для определения ресурса изделия, содержащее датчик контролируемого параметра, сумматор, блок сравнения и блок индикации, выход сумматора соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения. точности его в работе, в него введены преобразователь напряжения в частоту, счетчик израсходованного ресурса, счетчик остаточного ресурса, блок хранения информации, выход датчика контролируемого параметра соединен через преобразователь напряжения в частоту с входом счетчика израсходованного ресурса и первым входом счетчика остаточного ресурса, выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам сумматора и к второму и третьему входам блока индикации, вход устройства является входом блока хранения информации;выход которого соединен с вторыми входами счетчика ос-, таточного ресурса и блока сравнения,.Проектная,4 Производстве 0 Тираж 4661 ИИПИ Государственного кпо делам изобретений и35, Москва, Ж - 35, Раушск итета СССРкрытий наб , д. 4/ а, 4

Смотреть

Заявка

3814785, 19.11.1984

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ В ЭНЕРГЕТИКЕ АН УССР

ГУЛЯЕВ ВАСИЛИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ, ПЛЕСКАЧ БОРИС НИКОЛАЕВИЧ, ИВАНЬКО ВИКТОРИЯ ЮРЬЕВНА

МПК / Метки

МПК: G07C 3/10

Метки: изделия, ресурса

Опубликовано: 07.09.1986

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1256063-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-resursa-izdeliya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для определения ресурса изделия</a>

Похожие патенты