Пристрій для сигналізації швидкості обертання валу

Изобретение относится к автоматике и предназначено для сигнализации при достижении предельной скорости вращения вала о Цель изобретения повышение достоверности контроля и расширение функцибнальных возможностей устройства за счет исключения ложной выдачи команды на исполнительный механизм путем обеспечения самоконтроля и за счет обеспечения контроля перед запуском агрегата. При появлении сигнала о достижении параметром предельного значения или при .отказах запускается блок 12 управления и проводится контроль функционирования,, Затем повторно Изобретение относится к области автоматики и, в частности, к сигнализаторам скорости вращения вала о Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет исключения ложной выдачи команд на исполнительный механизм путем обеспечения самоконтроля и расширение 23-89 ^обрабатывается сигнал датчика оборотов и если повторно подтверждается достижение параметром предельного значения и отсутствует отказ устройства, то выделяется команда на исполнительный элемент. При снятии сигнала о предельных оборотах с выхода блока 16 формирователь 17 установки формирует импульс, устанавливающий триггер 18 в исходное состояние, которое, при появлении сигнала в виде логической " 1 " на выходе блока 15 памяти, обеспечит запуск блока 12 управления для проверки функционирования устройства. Проверка функционирования устройства осуществляется также и при неработающем агрегате. По команде запроса запускается блок 12 управления, который через элемент ИЛИ 7 выдает команду, разрешающую функционирование блока 3 переключения, а блок 2 коммутации переключается на работу от импульсной последовательности генератора 5. Проходит полный цикл самоконтроля и определяется работоспособность устройства о 2 ил. функциональных возможностей устройства за сче** обеспечения контроля перед запуском агрегата. На фиг о 1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - циклограмма работы устройства при проведении контроля МАЯ 4 89379 Устройство для сигнализации о скоиз выходов блока 16 через формироварости вращения вала содержит формитель 17 установки подключен к оставрователь 1 импульсов, блок 2 коммушемуся входу триггера 18, другой тации, блок 3 переключения, блок 4 . выход является выходом устройства. отсутствия оборотов, генератор 5 , Блок 12 управления может работать счетчик 6 импульсов, элемент 7 ИЛИ, как автоматически по сигналу с второуправляющий формирователь 8, элемент го элемента 19 И, при достижении за9 И, счетчик 10 импульсов, второй данного уровня оборотов вала агрегаэлемент 11 ИЛИ, блок 12 управления, 10 та, так и по сигналам с пульта опеформирователь 13 запрещающего сигнаратора (по запросам). ла, элемент 14 запрета, блок 15 памяУстройство работает следующим об.ти, блок 16 связи с исполнительным разом. элементом, формирователь 17 установВ исходном состоянии блок 12 упки, триггер 18, элемент 19 И. 15 равления выдает на элементы схемы сигналы, обеспечивающие обработку Формирователь 1 импульсов через устройством входного сигнала. блок 2 коммутации по одной цепи и При включении напряжения питания через блок 4 отсутствия оборотов и блок 12 управления, счетчики 6 и 10 элемент 7 ИЛИ по другой цепи соеди20 импульсов, формирователь 13 запрещаюнены с блоком 3 переключения, выход щего сигнала, блок 15 памяти, тригкоторого соединен с первым и вторым гер 18 устанавливаются в исходное счетчиками 6, 10 импульсов, управсостояние. ляющим формирователем 8 и блоком 15 памяти. Сигнал от датчика (на чертеже 25 не показанного) в виде синусоидальноГенератор 5 импульсов соединен него напряжения, период следования' посредственно с блоком 2 коммутации v которого пропорционален скорости враи одним из входов введенного элеменщения вала, поступает на формировата 19 И, а через первый и второй тель 1, где преобразуется в импульсы счетчики 6 и 10 соответственно соеди- 3Q прямоугольной формы с периодом сленен с первыми входами формирователя дования, соответствующим.периоду 13 запрещающего сигнала и элемента входного сигнала. 14 запрета, выход которого через С формирователя 1 прямоугольные блок 15 памяти соединен с одним из импульсы поступают на блок 4 отсутвходов блока 16 связи с исполнительствия оборотов и через блок 2 коммуным элементом, триггера 18 и введен- *-> тации на блок 3 переключения. ного элемента И 19. Первый счетчик 6 При наличии импульсов блок 4 отимпульсов и управляющий формировасутствия оборотов выдает сигнал, разтель 8 через элемент 9 И и элемент решающий функционирование блока 3 11 ИЛИ соединены с оставшимся входом переключения.и второго счетчика 10 второго счетчика 10 импульсов. Управ- 40 импульсов. Блок 4 отсутствия обороляющий формирователь 8 также соедитов предназначен для контроля цепи нен с третьим входом первого счетчидатчик-выход формирователя 1 и устака 6 импульсов, четвертый вход котоновки указанных устройств в исходное рого соединен с одним из выходов блосостояние при отсутствии входного ка 12 управления, другие выходы кото- 45 сигнала. При обрыве входной цепи рого подключены соответственно к ос-.• или отказе формирователя 1 импульсы тавшимся входам элемента 11 ИЛИ, элена его выходе отсутствуют. Следовамента 14 запрета, формирователя 13 тельно , на выходе блока 4 отсутствия запрещающего сигнала, блока 15 памяоборотов сигнал исчезает и блок 3 ти, элемента 7 ИЛИ, блока 2 коммута- 50 переключения через элемент 7 ИЛИ, ции и другому входу триггера 18, а счетчик 10 импульсов через второй один из выходов которого соединен с элемент 11 ИЛИ, устанавливаются в истретьим входом элемента 19 И, выход ходное состояние, в котором они удер' которого подключен к блоку 12 управживаются до появления разрешающего ления. Другой выход триггера 18 сое- 55 сигнала с выхода блока 4. Как укадинен со вторым входом блока 16 связывалось выше, импульсы, период слези с исполнительным элементом, тредования которых пропорционален скотий вход которого соединен с формирорости вращения вала, через блок вателем 13 запрещающего сигнала, один 2 коммутации поступают на блок 5 1489379 3 переключения. Блок 3 переклювыше допустимой, или ниже допустимой, чения формирует на своем выходе но на входе устройства была помеха, поступившая с основным сигналом. импульсы, длительность которых проТогда с выхода счетчика 6 на порциональна периоду импульсной повход 10-1 счетчика 10 импульсов последовательности, поступающей с форступает сигнал с логическим уровнем мирователя 1 , "1", а на элемент 9 И поступает сигДопустим, что импульсы с логичесй нал с логическим уровнем " 0 . Задним ким уровнем " 1 " разрешают, а импульсы м фронтом этого же импульса, в течение с логическим уровнем " 0 запрещают которого счетчик 6 импульсов функфункционирование счетчика 6 импуль-. ционировал, счетчик 10 переходит из сов. Причем, импульсы с логическим одного состояния в другое. Импульс с уровнем " 0 " устанавливают в счетчике выхода блока 3 поступает на вход 6 число, дополняющее величину граничного значения длительности периода 15 10-2 счетчика 10 импульсов. Импульсы с логическим уровнем входного сигнала до полной емкости "0", поступающие с того же выхода счетчика 6. Заполнение счетчика 6 имблока 3 переключения, устанавливают пульсами генератора 5 разрешается счетчик 6 в исходное состояние. По импульсом с логическим уровнем " 1 " . Счетчик 6 импульсов представляет со- 20 переднему фронту следующего импульса с логическим уровнем "1", поступающебой п последовательно соединенных го с выхода блока 3 переключения, счетных триггеров и триггер переполуправляющий формирователь 8 формирунения. Если скорость вращения вала ет импульс, который поступает на ниже допустимой (при отсутствии поэлемент 9 И, но этот импульс не промех в линии связи), то количество 25 ходит через элемент 9 И из-за налиимпульсов, которое поступает на счетчия на втором его входе сигнала с чик 6, достаточно для его переполнелогическим уровнем " 0 й , поступающим ния и на логический элемент И 9 бус выхода счетчика 6 импульсов, и не дет поступать сигнал с логическим устанавливает по входу 10-3 счетчик уровнем "1", а на управляющий вход 30 10 импульсов в исходное состояние. 10-1 (см. фиг. 1) счетчика 10 импульЧерез заданное время, определяемое сов будет поступать сигнал с логибыстродействием элементов 9 И, 11 ИЛИ ческим уровнем " 0 " , что свидетельствуи счетчика 10 импульсов, со второго ет о том, что скорость вращения вала выхода управляющего формирователя ниже допустимой. Если скорость.вращения вала рав- 35 8 выдается импульс, устанавливающий конечный разряд (тригера переполнена или выше допустимой, то количество ния) счетчика 6 импульсов в исходное импульсов, поступающих на счетчик 6, состояние. недостаточно для его переполнения. Если при следующем цикле измереНа управляющий вход 10-1 счетчика 10 40 ния периода входной частоты счетчик импульсов (см. фиг. 1) будет посту6 переполняется, то это означает, пать сигнал с логическим уровнем " 1 " , что в предыдущем цикле измерения а на элемент 9 И будет поступать сигсчетчик 6 импульсов не переполняется нал с логическим уровнем "О", что из-за того, что импульс на входе свидетельствует о том, что скорость вращения вала равна или выше допусти- 45 блока 3 был сформирован при воздействии помехи на входной частотный мой. Как указывалось выше, наличие сигнал. При переполнении счетчика 6 помехи в линиях связи, а следовательимпульсов с входа его триггера перено, и на входе устройства при скоросполнения на управляющий вход 10-1 ти вращения вала ниже допустимой также может привести к выдаче ложной 50 счетчика 10 импульсов поступает сигнал с логическим уровнем " 0 " , а со команды о превышении скорости. второго выхода счетчика 6 - на пері вый элемент 9 И поступает сигнал с Допустим, что в течение длительлогическим уровнем "1". Тогда импульности импульса с логическим уровнем "1", поступающего с выхода блока 3 55 сом с выхода управляющего формирователя 8 счетчик 10 импульсов по вхопереключения счетчик 6 под действием ду 10-3 (см. фиг. 1) через элементы импульсов генератора 5 не переполня9 И и 11 ИЛИ устанавливается в исходется. Это означает, что скорость враное состояние, щения вала действительно равна или 1489379 Если по завершении, например четырех циклов измерения, окажется, что счетчик 6 импульсов не переполнялся , то вькодной триггер счетчика 10 импульсов .выдает сигнал, например, в виде логической " 1 " через элемент 14 запрета в блок 15 памяти. При окончании последнего цикла измерения, т.е. по заднему фронту 10 импульса, в течение которого функционировал счетчик 6 импульсов, триггер блока 15 памяти переводится в состояние Q С Q-выхода триггера блока 15 памяти сигнал в виде логической " 1 " 15 поступает на блок 16 связи с наполнительным элементом, но не проходит на исполнительный элемент, т.к. с Q-выхода триггера 18 на него поступает сигнал в виде логического уровня " 0 " . 20 Кроме того, сигнал в виде логи-. ческого уровня " 1 " с выхода блока 15 памяти поступает на управляющий вход триггера 18 и на вход элемента 19 И. Наличие сигналов в виде логи25 ческой " 1 " на двух входах элемента 19 И (с Q-выхода триггера 18 поступает сигнал в виде логического уровня "1") разрешает прохождение через него импульсов генератора 5 на вход. 30 запуска блока 12 управления. При поступлении сигнала с выхода второго элемента 19 И на вход запуска блока 12 управления последний переводится в режим функционирования 35 устройства, который осуществляется в следующем порядке. Вначале по цепи 12-1 (см. фиг. 1) выдается сигнал на первый элемент 7 ИЛИ, разрешающий функционирование 40 блока 3 переключения. Одновременно с сигналом по цепи 12-1 по цепи 12-2 поступает сигнал на элемент 14 запрета и блок 15 памяти, запрещающий их функционирование под действи45 ем сигналов со счетчика 10 импульсов и блока 3 переключения соответственно и на вход блока 2 коммутации, который запрещает прохождение сигналов с формирователя 1 импульсов и 50 разрешает прохождение контрольной частоты от генератора 5 на вход блока 3 переключения. Затем по цепи 12-3 блока 12 управления поступает сигнал, обеспечивающий перенартройку счетчика 6 импуль- 55 сов на уровень контрольной частоты, не обеспечивающей переполнение указанного счетчика 6. С выдержкой времени, соответствующей нескольким заданным циклам измерения периода контрольной частоты, с выхода блока 12 управления по цепи 12-4 на формирователь 13 запрещающего сигнала выдается сигнал. Если со второго счетчика 10 импульсов выдается сигнал в виде логической "1", то триггер формирователя 13 не изменит своего исходного состояния. Это свидетельствует о том, что устройство функционирует правильно. Если же с выхода счетчика 10 импульсов выдается сигнал в виде логического "0", то триггер формирователя 13 изменит свое состояние на противоположное. Это' свидетельствует о том, что устройство.неисправно, После прохождения сигнала по цепи 12-4 снимается сигнал по цепи 12-3, при этом, по цепи 12-5 через элемент ИЛИ 11 выдается сигнал на установку второго счетчика 10 импульсов в исходное состояние. С выдержкой времени, соответствующей нескольким заданным циклам измерения периода контрольной частоты, после снятия сигнала по цепи 12-3 (сигнал, обеспечивающий перенастройку счетчика 6 импульсов) с выхода блока 12 управления по цепи 12-6 . на формирователь 13 выдается сигнал. Если со второго счетчика 10 импульсов выдается сигнал в виде логического " 0 " , то второй триггер, формирователя 13 не изменить своего исходного состояния. Это свидетельствует о том, что устройство и в этом режиме работы функционирует правильно. Если же с выхода счетчика 10 импульсов выдается сигнал в виде логической " 1 " , то второй триггер формирователя 13 изменяет свое состояние на противоположное, Это свидетельствует о том, что устройство неисправно. При изменении состояния триггеров формирователя 13 на состояние, противоположное исходному, на выходе формирователя 13 получим сигнал, запрещающий прохождение команды через блок 16 на исполнительный элемент. Это позволяет исключить ложную выдачу команды на исполнительный элемент при внезапных отказах и отказах типа "Сбой". 1489379 Затем снимается сигнал по цепи 12-2, который подавался на вход блока 2 коммутации. Снятие сигнала на входе блока 2 запрещает прохождение сигнала от генератора 5 и разрешает прохождение сигнала с выхода формирователя 1 импульсов на вход блока 3 переключения. Снятие сигналов с элемента 14 10 запрета и блока 15 позволяет им функционировать под действием поступающих на них сигналов. С интервалом времени, обеспечивающим измерение п периодов входного сигнала устройства, характеризующих достижение агрегатом предельных оборотов, на выходе блока 15 памяти появится снова сигнал в виде логической " 1 " . По цепи 12-7 на вход триггера 20 18 поступает сигнал, который изменит его состояние с Q на Q. При этом на элемент 19 И с Q-выхода триггера 18 будет поступать сигнал запрещающий прохождение импульсов ге- 25 нератора 5 на вход запуска блока 12 управления. _ - Со второго выхода Q триггера 18 на вход блока 16 связи с исполнительным механизмом поступает сигнал, 30 разрешающий прохождение сигнала о достижении предельных оборотов агре-. гата с выхода блока 15 через блок 16 связи на исполнительный элемент, при условии отсутствия запрещающего сиг35 нала с выхода формирователя 13. Одновременно с прохождением сигнала по цепи 12-7 снимается сигнал по цепи 12-1 и заканчивается цикл проверки функционирования устройства при достижении агрегатом предельных обо- 40 ротов. При получении команды о предельных оборотах агрегата оператор принимает меры по снижению оборотов и 45 снятию команды. I При снятии сигнала предельных оборотов с выхода блока 16 формирователь 17 установки формирует импульс устанавливающий триггер 18 в исход50 ное состояние, которое, при появлении сигнала в виде "логической 1" на выходе блока 15 памяти, обеспечит запуск блока 12 управления для проверки функционирования устройства. 55 Проверка функционирования устройства осуществляется также и при неработающем агрегате, а запуск блока 12 управления осуществляется по ко 10 манде оператора или системы объективного контроля. При этом сигнал по цепи 12-1 через элемент 7 ИЛИ разрешает функционирование блока 3 переключения, Дальше алгоритм проверки функционирования осуществляется по вышеописанному алгоритму. В случае обнаружения отказа команда о неисправности устройства будет выдаваться оператору для принятия мер по замене отказавшего устройства. Из выше изложенного ясно, что команда о достижении предельных оборотов агрегата поступает на исполнительный элемент лишь после проведения, контроля исправности устройства и повторной регистрации достигнутых предельных оборотов. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для сигнализации о скорости вращения вала, содержащее блок управления, формирователь запрещающего сигнала, элемент запрета, блок памяти, управляющий' формирователь, элемент И, элемент ИЛИ, два счетчика импульсов, генератор, блок отсутствия оборотов, блок переключения и формирователь импульсов1, выход которого соединен с блоком отсутствия оборотов, генератор соединен через первый и второй счётчики импульсов с формирователем запрещающего сигнала и элементом запрета, выход которого соединен с одним из входов блока памяти, другой вход которого соединен с выходом блока переключения , соединенным также с другими входами двух счетчиков импульсов и входом управляющего формирователя, один из выходов которого соединен с третьим входом первого счетчика импульсов, оставшиеся выходы первого счетчика и управляющего формирователя через элемент И и элемент ИЛИ подключены соответственно к третьему входу второго счетчика импульсов, третий вход блока памяти соединен с одним из выходов блока управления, соединенного своими выходами соответственно с формирователем запрещающего сигнала, элементом запрета, элементом ИЛИ и первым счетчиком импульсов, отлич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля 11 1489379 12 седьмой выход - с одним из входов за счет исключения ложной выдачи ковторого элемента ИЛИ, другой вход манд на исполнительные элементы пу- | которого соединен с блоком отсуттем обеспечения самоконтроля и расствия оборотов, а выход соединен с ширения функциональных возможностей другим входом блока переключения, путем обеспечения контроля перед восьмой выход блока управления соезапуском агрегата, в него дополнидинен через триггер со вторым входом тельно введены триггер, второй элевторого элемента И, третий вход комент И, второй элемент ИЛИ, формироторого соединен с выходом блока паватель установки, блок связи с исполмяти, подключенным также ко второму нительным элементом и блок коммутавходу триггера и к одному из входов ции, выход которого подключен к одблока связи с исполнительным элеменному из входов блока переключения, том, один из выходов которого через один из входов блока коммутации формирователь установки соединен с соединен с выходом формирователя третьим входом триггера, другой выимпульсов, второй вход - со вторым ход которого соединен 'со вторым вховыходом генератора, третий выход кодом блока связи с исполнительным торого соединен с одним из входов элементом, третий вход которого соевторого элемента И, выход которого динен с выходом формирователя запреподключен ко входу блока управления, 20 щающего сигнала, а второй выход явшестой выход которого соединен с ляется выходом устройства. третьим входом блока коммутации, От датчика 1489379 и 1 . J п-г п-ъ /н 1ZS I2S • • 1 п 1 t ! п Фиг. г Редактор Н.Козлова t Составитель И.Полунина Техред М.Ходанич t 1 J 1 / tl * Корректор Т.Малец Заказ 1086/ДСП Тираж 405 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 _