SU1711210A1 - Устройство дл регистрации ресурса машин - Google Patents

Description

лого-цифровой преобразователь 8, функциональный преобразователь 9, накапливающий сумматор 10, блок 11 формировани  последовательности импульсов. Блок 3 регистрации и индикации содержит регистр 12, генератор 13 импульсов и индикатор 14. Накапливающий сумматор 10 состоит из сумматора 15, первого и второго регистров

16 и 17иодновибрэтора 18. Блок 11 формировани  последовательности импульсов содержит первый и второй одновибрато- ры 19 и 20 и элемент 21 задержки. Селектор 2 максимального значени  содержит цифровые компараторы, элементы ИЛИ, шифратор и мультиплексоры. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относитс  к специализированным информационным и диагностическим устройствам контрол  технического состо ни  машин на основе непрерывной оценки выработанного ресурса обмоток статора машин при воздействии периодических нагрузок, измен ющихс  во времени, в частности крупных электрических машин- генераторов и электродвигателей.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет цифровой обработки измер емых параметров, регистрации выработки ресурса по каждому из каналов контрол  с одновременным выводом максимального значени  выработки ресурса в данный период в блок регистрации и индикации .

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - структурна  схема селектора максимального значени ; на фиг. 3 - временна  диаграмма работы устройства .

Устройство содержит каналы контрол  11,.,.,1з, селектор 2 максимального значени , блок 3 регистрации и индикации, каждый канал контрол  включает датчик 4, выпр митель 5, амплитудный детектор 6, компаратор 7, аналого-цифровой преобразователь 8, функциональный преобразователь 9, накапливающий сумматор 10, блок 11 формировани  последовательности импульсов . Блок 3 регистрации и индикации содержит регистр 12. генератор 13 импульсов и индикатор 14.

Накапливающий сумматор 10 состоит из сумматора 15, первого и второго регистров 16,17 и одновибратора 18.

Блок 11 формировани  последовательности импульсов содержит первый и второй одновибраторы 19,20 и элемент 21 задержки ..

Селектор 2 максимального значени  содержит цифровые компараторы 22i22з,

элементы ИЛИ 23i,..., 23з, шифратор 24, мультиплексоры 25i,..., 25п.

Устройство работает следующим образом .

Контролируема  вибраци  обмотки статора воспринимаетс  датчиком 4 (описание работы приводитс  дл  одного канала контрол  1), выпр мл етс  выпр мителем 5 и

на входе амплитудного детектора 6 присутствует сигнал UL Амплитудный детектор отслеживает сигнал U1 на нарастающей части полуволны и заполн ет максимум через четверть периода - сигнал Ua. Компаратор 7

сравнивает сигналы Ui и U2. До срабатывани  компаратора 7, когда Ui Uz, аналого-цифровой преобразователь 8 (АЦП) находитс  в исходном состо нии, задаваемом высоким уровнем напр жени  Уз на

выходе компаратора и подаваемом на управл ющий вход АЦП. При U2 Ui, т.е. на отрицательной полуволне сигнала Ui, компаратор 7 срабатывает и по периоду 11з с 1 /0 происходит запуск АЦП 8 в режим пре- .

образовани . По окончании преобразовани  посто нного сигнала Uat, хранимого амплитудным детектором, т.е. после времени преобразовани  АЦП tnp, на информационном выходе АЦП 8 вырабатываетс 

сигнал Готовность данных, что выражаетс  перепадом 1/0 сигнала . Информаци  из АЦП 8 по вл етс  на его информационном выходе и образует код Nat, где I соответствует 1-й преобразованной амплитуде.

Врем  считывани  tC2 кода Nai с АЦП 8 зада- етс  первым одновибратором 19 блока f1 v формировани  последовательности импульсов , формирующим сигнал Us длительностью tc2 по заднему фронту (перепаду 1 /0)

сигнала U4 с АЦП. При этом по заднему фронту импульса Us вторым одновибратором 20 блока 11 формируетс  импульс UG длительностью tc6p. который подаетс  на управл ющий вход амплитудного детектора 6

и переводит его в режим сброса хранимого напр жени  U2I. Изменение .напр жени  U2 до нул  приводит к возврату компаратора 7, что восстанавливает вы- сокие уровни сигнала из и U4. Тем самым

по истечению времени считывани  tC4 информации блокируетс  выход АЦП 8 и он переходит в исходное состо ние, ожида 

следующего преобразовани . Врем  сброса tC6p амплитудного детектора 6 выбираетс  таким образом, чтобы по его истечению амплитудный детектор переходил в режим слежени  и выборки Uan-1 максимума на по- ложительной части полуволны сигнала UL В общем Гсбр выбираетс  из услови  tc6p +

+ tnp + tc2 -r-при заданных tnp и гсч.

Код Nai подаетс  на информационный вход функционального преобразовател  9; выполненного на базе посто нного запоминающего устройства (ПЗУ). Функциональный преобразователь 9 моделирует зависимость относительной выработки ре- сурса изол ции обмотки от амплитуды вибрации . Поэтому код Nai с выхода АЦП 8, пропорциональный амплитуде U2I/ поступа  на адресные входы ПЗУ, подключает к выходу ПЗУ соответствующие  чейки па- м ти, в который записано значение относительного выработанного ресурса (код NRI. определ емого 1-й амплитудой сигна- ла. Разрешение на чтение из пам ти ПЗУ кода NRI осуществл етс  подачей на управ- л ющий вход функционального преобразовател  9 импульса сигнала U4 Готовность данных, выставл емого АЦП 8. Ввиду использовани  в устройстве преобразовани  аналогового входного сигнала в код и за счет выполнени  функционального преобразовател  9 на основе ПЗУ, хран щей характеристику выработки ресурса, практи- чески исключаетс  погрешность от нелинейности преобразовани . Кроме того, мен   ПЗУ или использу  перепрограммируемое посто нное запоминающее устройство (ППЗУ) и формиру  другую картину прошивки ППЗУ, можно легко адаптировать устройство дл  оценки ресурса электриче- ских машин с различным типом изол ции обмотки.

Код выработки ресурса NRI с выхода функционального преобразовател  9 поступает на первый вход сумматора 15накапли- вающего сумматора 10 и складываетс  с

1г,1

кодом У NRk N1 1-1 суммарной (накоп- k 1

ленной) выработки ресурса от предыдущих

, v

(k 1М) амплитуд сигнала. Код У, NRR

k 1

хранитс  во втором регистре 17 накапливающего сумматора и присутствует на втором входе сумматора 15. На выходе сумматора 15 по вл етс  код суммы

i-ii-i

NRI-4- Л NRk Л NRk-Nu, 1

характеризующий выработку ресурса контролируемой секции обмотки от воздействи  k 1,..., I эмпл;итуд измер емого параметра.

Код NH суммарной выработки с выхода сумматора 15 подаетс  на информационный вход первого регистра 16 и при по влении на управл ющем входе этого регистра импульса U от элемента 21 задержки про- исходит запись кода в регистр 16 (по фронту 0/1 сигнала U). Одновременно записанный код NII с первого регистр 16 поступает на информационный вход второго регистра 17, запись в который происходит по переднему фронту (0/1) тактового импульса Ue. формируемого одновибратором 18, запускаемым задним фронтом импульса U от элемента 21 задержки. Таким образом, на выходе второго регистра 17 по вл етс  код выработки ресурса от всех предыдущих k 1,.,., 1 измеренных амплитуд. Поэтому при последующем цикле измерени  I + 1 амплитуды сумматор 15 будет складывать

|-1 коды выработки NRI + 1 и У, NRk Nil,

k 1

т.е. посто нно будет определ тьс  накопление выработанного ресурса

1

1-1

NRM+ У NRk Л NRk Niiti. k 1k l

Наличие элемента 21 задержки, пускаемого передним фронтом импульса Us первого одновибратора 19 и создающего задержку т.3д подачи тактового импульса U дл  первого регистра 16. позвол ет записывать код N11 суммарной выработки в первый регистр 16 после окончани  суммировани  кодовой и NH-I в сумматоре 15, обладающим конечным быстродействием . Поэтому тзэ принимаетс : tag tcyM. где 1сум - врем  задержки сумматора 15. Запись суммарного кода выработки NII во второй регистр 17 производитс  в момент отсутстви  на первом входе сумматора 15 кода выработки NRI от текущей 1-й амплитуды (врем  подачи кода NRi-tp4 АЦП 8), что исключает двойное сложение выработки за один цикл измерений.

Аналогично описанному будут работать и каналы контрол  12 и 1з.

Коды Nmi jj/ NRKm (m 1,2,3 - число

каналов контрол ), т.е. Nn-Nai, определ ющие выработку ресурса на текущий период измерени , например 1-й амплитуды с выходом каналов контрол  11-1з. подаютс  на входы селектора 2 максимального значени . На информационном выходе этого селектора по вл етс  тот код, который был выделен как максимальный, т,е. соответствующий максимуму выработки ресурса по каналам измерени  Ммакс i макс {Nmi}.

Максимальный код ММЗкс i с выхода селектора 2 максимального значени  подаетс  на информационный вход регистра 12 блока 3 регистрации и индикации и при наличии тактового импульса с генератора 13 им пульсов, происходит запись кода NMSKC i в этот регистр. Индикатор 14, подключенный к выходу регистра 12, позвол ет производить визуальный съем значени  максимальной выработки ресурса, зарегистрированной по каналам контрол .

Функционирование селектора 2 максимального значени , выбирающего максимальный из трех кодов выработки ресурса, происходит следующим образом. Сигналы с выходбв каналов контрол 11-1з попарно подключены к входам цифровых компараторов 221-22з, которые производ т поразр дное сравнение n-разр дных двоичных кодов выработки ресурса Nn-Nsi. Результат сравнени  кодов отображаетс  по влением на двух раздельных выходах этих компараторов сигнала высокого уровн , определ ющего соответственно на первом выходе один код больше другого и на втором - равенство кодов. Подключение выходов компараторов 221-22з к соответствующим элементам ИЛИ 231 - 23з реализует функцию Больше или равно сравниваемых кодов . Так, по вление высокого уровн  после элемента ИЛИ 23i показывает, что код Мц 5: Nai, после элемента ИЛИ 23а -Nil Nat, а после элемента ИЛ И 23з - N21 NSI. Состо ни  элементов 231-23з. подключенных к входам шифратора 24, определ ют по вление высокого уровн  на одном из раздельных выходов шифратора 24. Это обеспечиваетс  тем, что шифратор, выполненный на базе программируемой логической матрицы, запрограммирован на -реализацию конъюктивных функций, св занных с выполнением или невыполнением двух из условий сравнени  кодов, т.е. NI N2, N1 N3, N2 NS. Выполнение условий обозначают (по вление высокого уровн  на выходе соответствующих элементов ИЛИ) следующим образом: (Ni 2: N2)- условие, (Ni N3) - 2 условие; (N2 Мз) - 3 условие.

В таблице представлены данные, по сн ющие работу шифратора.

Таким образом, при любом соотношении кодов NII, N21, N31 сигнал высокого уровн  будет по вл тьс  только на одном выходе

шифратора 24, обознача  максимум того

или иного кода. Выходы шифратора 24 подключены к адресным входам мультиплексоров 25i,..., 25n, количество которых равно разр дности кодов NI, N2, N3. В соответствии с этим адресным кодом мультиплексоры 25i 25п производ т поразр дную

.коммутацию входных кодов. При этом на

выходах мультиплексоров 25т25п,  вл ющихс  выходом селектора 2 максимального значени , по вл етс  максимальный из сравниваемых кодов.

Claims (2)

1.Устройство-дл  регистрации ресурса машин, содержащее датчики, выпр мители , амплитудные детекторы по числу каналов контрол , селектор максимального значени  и блок регистрации и индикации, в каждом канале контрол  выход датчика через выпр митель соединен с информационным входом амплитудного детектора.

отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, в каждый канал контрол  введены компгуэа- тор, аналого-цифровой преобразователь, функциональный преобразователь, блок

формировани  последовательности импульсов и накапливающий сумматор, выходы накапливающего сумматора каждого канала контрол  подключены к соответствующим входам селектора максимального

значени , выходы которого соединены с входами блока и регистрации и индикации, в каждом канале контрол  выход выпр мител  подключен к первому входу компаратора , выход которого соединен с

управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател , управл ющий выход которого подключен к управл ющему входу функционального преобразовател  и к входу блока формировани  послёдовательности импульсов, первый выход которого соединен с управл ющим входом амплитудного детектора, выход которого подключен к второму входу компаратора и к информационному входу аналого-цифрового преобразовател , информационные выходы которого соединены с информационными входами функционального преобразовател , выходы которого подключены к информационным входам накапливающего

сумматора, управл ющий вход которого соединен с вторым выходом блока формировани  последовательности импульсов.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с   тем. что селектор максимального значени  содержит цифровые компараторы и элементы ИЛИ по числу каналов контрол , шифратор и мультиплексоры по числу двоичных разр дов входных кодов, выходы соответствующего цифрового компаратора через соответствующий элемент ИЛИ подключен к соответствующему входу шифратора , выходы которого соединены с адресными входами мультиплексоров, выходы которых  вл ютс  выходами селектора максимального значени , первые входы которого подключены к первым входам первого и второго

0

цифровых компараторов, вторые входы селектора максимального значени  соединены с вторыми входами первого цифрового компаратора и первыми входами третьего цифрового компаратора, третьи входы селектора максимального значени  подключены к вторым входам второго .и третьего цифровых компараторов, 1-е разр ды первых , вторых и третьих входов селектора максимального значени  соединены с соответствующими входами 1-го мультиплексора.

Риг.З