МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН

Микропроцессорное устройство текнической диагностики технологических машин.
Полезная модель относится к средствам функциональной технической диагностики, выполняющим контроль и анализ виброускорений, положений рабочих органов и технологических параметров работающих распределенных технологических пашин, например ткацких станков.
Известна схема микропроцессорного устройства технической диагностики ткацкого станка С13, состоящая из переносного измерительного микропроцессорного прибора и стационарной персональной ЭВИ.Прибор включает датчики виброускорений, связанные выходом с усилителем - преобразователем сигналов, датчик начального Фазового угла поворота главного вала, первые через коммутатор и ана.лого - цифровой преобразователь, а второй непосредственно, соединены с микропроцессором, связанным с оперативным запоминающим устройством, пультом управления, модулем управления дисплея, а через последовательный интерфейс соединяемым с ПЭВМ, обрабатывающей информацию в направлении выделения диагностических цараметров и установления работоспособности механизмов и их деталей, основанной на сопоставлении интегральных оценок периодических составляющ 1х виброускорений с базовыми значениями в соответствии с программой оценки и прогноза работоспособности цикловых механизмов 21.
Основными недостатками этого устройства являются: низкая точность диагностики и оценки работоспособности объекта, обусловленная отсутствием модулей хранения аналогоЕ.ой информации на входе аналого - цифрового преобразователя АШ и донтроля диагностической информации, малым обьемом памяти прибора, последнее ограничивает обьем диагностической информации, получаемой только от датчиков виброускорений, крепящихся на трех основных механизмах; большие затраты времени на диагностику одного обьектга, обусловленные отсутствием программно - технического модуля экспресс - диагностики, наличием только внутренней, ограниченного обьема памяти в приборе,вызывающем необходимость переноса прибора к ПЭВМ после каждого сьема информации для ее обработки и получения заключения о работоспособности механизмов и их деталей; малое время хранения
МКИ  G 01 Н 11/06 G 01 L 1/00
информации в приборе, ограниченное емкостью аккумулятора.
Технической задачей создания полезной модели яв,пяется устранение указанных недостатков, а именно; повышение точности оценки работоспособности технологического объекта, например ткацкого станка, заключавшейся в техническом усовершенствовании устройства и интегральной оценке работоспособности объекта по виброускорениям звеньев и деформации от технологической нагрузки при одновременном анализе циклового взаимодействия механизмов по положению рабочих органов, с промежуточным экспресс - контролем результатов; уменьшение времени диагностики, увеличение времени хранения информации.
Поставленная задача достигается тем, что микропроцессорное устройство технической диагностики технологических машин, включающее датчики виброускорений, связанные выходом с усилителем преобразователем сигналов, датчик начального фазового угла поворота главного вала, первые через коммутатор и аналого - цифровой преобразователь, а второй непосредственно соединены с центральным процессором, связанным с оперативным запоминаюшмм устройством, пультом управления, модулем управления дисплея, а через последовательный интерфейс соединяемым с персональной ЭВМ, отличается тем, что устройство состоит из трех субблоков: измерительного, вычислительного и интерфейсного, причем измерительный субблок ИБ, дополненный сьемными датчиками деформации ДД и модулем цифровых датчиков ШМ положения рабочих органов соединяется через центральный процессор ЦП 16-разрядного однокристального микроконтроллера МК, входяш.его в вычислительный субблок МВБ, содержаш.его дополнительно, электрически сЕ,язанные с ним модуль ввода - хранения аналогового сигнала УВХ, электрически связанного с аналоговым коммутатором АК, соединяемым с измерительным блоком ИБ и аналого - цифровым преобразователей АЦП, модули памяти данных РПД и программы экспресс - обработки РПП, сторожевой таймер СТ контроля работы программного модуля, с репрограммируемым модулем памяти РПЗН данных, результатов предварительной обработки и экспресс - диагностики, программно связанное через центральный процессор ЦП, устройство связи НС с энергонезависимым сменным переносным модулем памяти элементно - изменяемого обьема ФК CFLASH-карта), соединяемым в случае удаленных обследуемых обьектов разьемол с модулем ввода данных МВД интерфейсного субблока ВБС, связанным через центральное процессорное устройство ЦПУ, электрически соединенное с модулем памяти ПП управляющей программы, с формирователем уровня сигналов ФУ, соединяемым с ПЭВМ.
На фиг.1 приведена структурная схема устройства.Устройство состоит из трех субблоков: измерительного ИБ 1, вычислительного МВБ 7 и интерфейсного ВВС 22. Измерительный субблок ИБ 1, включающий аналоговый модуль АИМ 2 со стандартными датчиками ускорений ДУ 3 и деформации ДД 4, включающими предварительные усилители, связанными с усилительно -- нормирующим преобразователем АУ 5, цифровой субблок НИМ 6, соединенные через центральный процессор ЦП 12 16-разрядного микроконтроллера МК 8, входящего в микропроцессорный вычислительный субблок МВБ 7, внутренними электрическими связями соединенный с кодулем резидентной памяти данных РПД 13 и модулем программ РПП 14, связанным со сторожевым таймером СТ 15 контроля его работы, а также соединенным с графическим дисплеем ГД 19 и пультом управления ПУ 20, причем ИБ 1 дополнительно соединяется через электрически связанные ме:+шу собой и центральным процессором ЦП 12 аналоговый vajri-учм.тпр АК 9, устройство выборки - хранения аналогового сигнала УВХ 10, аналого - цифровой преобразователь АЦП 11, с репрограмиируемым модулем памяти данных результатов предварительной обработки и экспресс - диагностики РПЗУ 21, программно связанным с интерфейсным модулем прямой связи с ПЭВМ  16, а через устройство связи УС 17 с энергонезависимым сменным переносным модулем памяти элементо - изменяемого обьема ФК 18 fFLASH-карта), соединяемым в случае удаленных обследуемых обьектов разьемом с модулем ввода данных МВД 23 интерфейсного субблока внешней связи с ПЭВМ ВБС 22, связанным через центральное процессорное устройство ЦПУ 25 микроконтроллера МК 24, электрически соединенное с модулем памяти ПП 26 программы упро-чВления, с формирователем уровня сигналов ФУ 27, который кабелем соединяется с ПЭВМ.
Микропроцессорное устройство технической диагностики технологических машин работает следующим образом. После включения в работу обследуемой технологической машины, например ткацкого станка, сигналы с установленных в диагностических точках механизмов сьемных стандартных датчиков ускорений ДУ 3, деформации ДД 4, измеряющих, например натяжение нити на ткацких станках, поступают в АУ 5, где усиливаются, преобразуются в электрический сигнал С0-5 В) и передаются из аналогового измерительного модуля АИМ 2 блока ИБ 1 наряду с сигналами ЦИФРОВЫХ датчиков ЦИМ 6 положения рабочих органов при условии включения прибора, установления режима работы и ввода с клавиатуры ПУ 20 данных, идентифицирующих обьект. дату сьема инФорма.ции. в микроконтроллер МК S вычислительного субблока МВБ 7.
Последовательностью записи информации, поступающей с датчиков в резидентную память данный РПД 13 через процессор ЦП 12, управляет программный модуль, хранящейся в резидентной памяти программ РПП 14 и состоящий из программы считывания - передачи информации и программы экспресс - обработки информации, за правильностью исполнения которых следит сторожевой таймер СТ 15, что повышает точность диагностирования.Аналоговые сигналы, поступающие с датчиков ДУ 3 и ДД 4 через АУ 5 в последовательности, заданной программой, выбираются аналоговым коммутатором АК 9, запоминаются модулем ввода - хранения аналоговой информации УВХ 10, который удерживает величину поступившего сигнала на время его преобразования в десятиразрядном аналого - ЦИФРОВОМ преобразователе АЦП 11 в цифровой код, что увеличивает точность передачи информации с аналоговых датчиков. ЦИФРОВОЙ код с выхода АЦП 11 наряду с сигналами цифровых датчиков модуля ЦИМ 6 поступает в центральный процессор ЦП 12. В соответствии с программой, хранящийся в РПП 14, выполняется цифровая фильтрация помех и разложение процесса на основные периодические составляющие для выделения диагностических параметров и определения обшей работоспособности механизмов, при этом задействуется память данных РПД 13, обработанная информация записывается в модуль памяти расширенного обьема (FLASH память РПЗУ 21, что обеспечиЕ.ает ее сохранность во время сбоя при передаче или при последующей записи информации, что сокращает время диагностики и повышает ее достоверность. Из РПЗУ 21 она мо-жет быть вызвана для визуального контроля с пульта ПУ 20 на графический дисплей ГД 19. Промежуточная обработка результатов с отражением на дисплее повышает точность и уменьшает время диагностирования, за счет устранения помех путем цифровой фильтрации сигналов датчиков, исключения ложноинформацмоннык записей, не адекватных Физическим процессам, мгновенной оценке работоспособности механизма в целом. Из РПЗУ 21 информация поступает через ЦП 12 при условии непосредственной связи с ПЭВМ через ФСИ IDS ПЭВМ или через устройство связи УС 17 на энергонезависимую FLASH-карту ФК 18, которая с записанной информацией может переноситься на неограниченное расстояние и храниться длительное время без потери информации. После замены карты ФК 18 без переноса к ПЭВМ субблоков ИБ1 и МВБ 7 обследуют следующую машину, что сокращает время диагностирования.
Для ана-лиза информации, например в целях определения работоспособности механизма и его деталей, а также обьекта в целой по механике - технологическим .показателям ФК 18 вставляется в разьем МВД 23 субблока внешней свйзм ВВС 22, соединенного с ПЭВМ. Программный МОДУЛЬ, хранящийся в ПП 26 через центральное процессорное устройство ЦПУ 25 микроконтроллера МК 24 обеспечивает считывание, преобразование колов и переда.чу информации посредством формирователя уровня ФУ 27, в ПЭВМ.
В соответствии с програикным обеспечением ПЭВМ  программой оценки и прогноза работоспособности цикловых механизмов С23 виброускорения измеряемые латчиками, раскладываются на периодические составляющие примерно постоя1 ной частоты, по которым определяются диагностические параметры, сопоставление которых между собой и с базовыми значениями дает оценку работоспособности деталей и всего механизма. Дополнительно к программе оценки и прогноза. С2 одновременно сопоста.в..ляютс.я временные интервалы датчиков положения рабочих органов с цкклогрв.ммой рабочей машины и устанавливается соответствие измеряемых технологических нагрузок нормативным параметрам, на. основании чего лается обобщенная оценка работоспособности обьекта.
Jv;45.4e   %.
(Г  X  %Vltei -Проректор по научн р.а6ру;@,.
д. т. н. , профессор  Ь,Л;::;.-:У:|гГ| 1  Ф. Ф
- оL-У/г  я IJ
список исполъзовАНШх источников
1.в. в. Сиггэ.чева, д. т. н. , С. И. Ликичев, к. т. н. , Е. Г. Мэ.ежов, к. т. н. , А. Н, Могильный
Опыт повышения эффективности эксп.луатацим ткацких станков на основе автоматизированной диагностики./статья в журнале  Вестник машиностроения  стр. 37 - 39, N 5 1996 г.
2.С. И. Лукичев, В. В. Скгачева, Е. Г, Каежов
Программа оценки и прогноза, ра.ботоспособности цикловых механизмов. Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ N 968209 от 03.06.19GS г,