УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПРИВОДНЫХ СИСТЕМ

Устройство для диагностики ириводных систем
Полезная модель относится к области измерительной техники, преимущественно к области диагностики и экспресс-анализа технического состояния гидроприводов машин и оборудования.
Известно устройство для диагностики приводных систем а.с. СССР №1679234, кл. G 01 М 7/00, Опубл. 1991, содержащее последовательно соединенные первичный преобразователь, усилитель, блок распознавания сигналов, блок пороговых элементов и блок индикации.
Существенным недостатком этого устройства является ограниченные возможности оценки технического состояния гидроприводов машин и оборудования приводов путем создания динамически изменяющихся режимов нагружения приводов и комплексного анализа параметров их функционирования.
Из известных аналогов наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является многоканальное устройство для диагностики приводных систем (патент RU 2125248 G01H 17/00, опубл. 1997г.), каждый канал которого содержит первичный преобразователь, предварительный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, блок распознавания сигналов, ршдикатор, программируемой вычислитель, регистрирующее устройство и блок команд.
Устройство предназначено для диагностики двигателей внутреннего сгорания и оптимизации их рабочих режимов. Вместе с тем при его использовании для оценки технического состояния гидроприводов оно оказывается недостаточно эффективным из-за ограниченной возможности создания динаМПК О 01 Н 17/00
мически изменяющегося давления нри одновременном многопараметрическом контроле и анализе расхода и параметров давления.
Задачей полезной модели является расширение технических возможностей устройства для диагностирования и экспресс-анализа технического состояния гидроприводов.
Для решения поставленной задачи устройство для диагностики приводных систем с многоканальной системой выделения измерительной информации, каждый из каналов которой включает последовательно соединенные первичный преобразователь, регулируемый усилитель и аналого-цифровой преобразователь; программируемым вычислителем, блоком команд, индикатором и регистрируюш;им устройством, соответствующие входы которых связаны с первым, вторым и третьим выходами программируемого вычислителя, согласно техническому решению снабжено регулируемым дросселем, исполнительным блоком, выход которого связан с входом регулируемого дросселя, и контроллером, первые выход и вход которого связаны с соответствующими входом и четвертым выходом программируемого вычислителя, второй выход контроллера связан с входом исполнительного блока, а в первый канал выделения измерительной информации введены два регулируемых полосовых фильтра, программируемый запоминающий блок, дополнительные регулируемый усилитель и аналого-цифровой преобразователь, причем в качестве первичных преобразователей использованы в первом канале выделения измерительной информации - датчик давления, во втором канале расходомер, в третьем канале - датчик подачи насоса и во второй канал выделения измерительной информации введены датчик температуры с нормированным электрическим выходом и дополнительный аналого-цифровой преобразователь, вход которого связан с выходом упомянутого датчика температуры, при этом в первом канале выделения измерительной информации первый вход каждого из регулируемых полосовых фильтров связан с выходом датчика давления, вторые входы регулируемых полосовых фильтров связаны соответственно с первым и вторым выходами программируемого запоминающего блока, первые входы основного и дополнительного регулрфуемых усилителей связаны с соответствующими выходами регулируемых полосовых фильтров, вторые входы регулируемых усилителей связаны с соответствующими третьим и четвертым выходами программируемого запоминающего блока, первые входы основного и дополнительного аналогоцифровых преобразователей связаны с соответствующими выходами регулируемых усилителей, вторые входы аналого-цифровых преобразователей связаны с соответствующими пятым и шестым выходами программируемого запоминающего блока, первый и второй входы программрфуемого запоминающего блока связаны с соответствующими выходами основного и дополнительного аналого-цифровых преобразователей, третий вход и седьмой выход программируемого запоминающего блока связаны с соответствующими третьим выходом и вторым входом контроллера, во втором канале выделения измерительной информации второй вход регулируемого усилителя связан с четвертым выходом контроллера, а второй вход и выход каждого из аналого-цифровых преобразователей связаны с соответствующими пятым и шестым выходом и с третьим и четвертым входами контроллера, а в третьем канале выделения измерительной информации вторые входы регулируемого усилителя и аналого-цифрового преобразователя связаны с седьмым и восьмым выходами контроллера и выход аналого-цифрового преобразователя связан с пятым входом контроллера.
Расщирение технических возможностей устройства для диагностирования и экспресс-анализа технического состояния гидроприводов достигается за счет наличия системы управления давлением в диагностируемом гироприводе (дросселя, управляемого от контроллера исполнительным устройством) и совместной работы трех каналов выделения измерительной информации, позволяющих осуществить контроль давления и его пульсации в гидроприводе, расход и температуру масла и проанализировать полученную диагностическую информацию с использованием программируемого вычислителя.
На фиг.1 показана схема устройство для диагностики приводных систем.
Устройство для диагностики приводных систем (фиг.1) состоит из трех каналов 1,2 и 3 выделения измерительной информации, контроллера 4, нрограммируемого вычислителя 5, регистрирующего устройства 6, вход которого связан с первым выходом программируемого вычислителя 5, индикатора 7, вход которого связан со вторым выходом программируемого вычислителя 5, и блока команд 8, вход которого связан с третьим выходом программируемого вычислителя 5. У контроллера 4 первые выход и вход связаны с соответствующими входом и четвертым выходом программируемого вычислителя 5.
Устройство снабжено регулируемым дросселем 9, управление которым осуществляется исполнительным блоком 10, выход которого связан с входом регулируемого дросселя 9. При этом команда управления поступает от программируемого вычислителем 5 через контроллер 4, второй выход которого связан с входом исполнительного блока 10.
Канал 1 выделения измерительной информации (о параметрах давления) состоит из первичного преобразователя, в качестве которого использован датчик давления 11, двух управляемых полосовых фильтров 12,13, двух регулируемых усилителей 14,15, двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 16,17, и программируемого запоминающего блока 18 (фиг.2).
В канале 1 выделения измерительной информации первый вход каждого из регулируемых полосовых фильтров 12,13 связан с выходом датчика давления 11, вторые входы регулируемых полосовых фильтров 12,13 связаны соответственно с первым и вторым выходами программируемого запоминающего блока 18. Первые входы регулируемых усилителей 14,15 связаны с соответствующими выходами регул1фуемых полосовых фильтров 12,13, вторые входы регулируемых усилителей 14,15 связаны с соответств)пющими третьим и четвертым выходами программируемого запоминающего блока 18. Первые входы АЦП 16,17 связаны с соответствующими выходами регулируемых усилителей 14,15, вторые входы АЦП 16,17 связаны с соответствующими пятым и шестым выходами программируемого запоминающего блока 18. Первый и второй входы программируемого запоминающего блока 18 связаны с соответствующими выходами АЦП 16,17. Третий вход и седьмой выход программируемого запоминающего блока 18 связаны с соответствующими третьим выходом и вторым входом контроллера 4.
Канал 2 выделения измерительной информащш (о расходе) состоит из первичного преобразователя, в качестве которого служит расходомер 19 с электрическим аналоговым выходом, регулируемого усилителя 20, первый вход которого связан с электрическим выходом расходомера 19, и АЦП 21, первый вход которого связан с выходом регулируемого усилителя 20, а также датчика температуры 22 с нормированным электрическим выходом и АЦП 23, первый вход которого связан с выходом датчика температуры 22. Датчик температ)фы 22 установлен с возможностью контроля температуры масла (не показано) на выходе из расходомера 19.
В канале 2 выделения измерительной информации второй вход регулируемого усилителя 20 связан с четвертым выходом контроллера 4. Вторые входы и выходы АЦП 21 и АЦП 23 связаны с соответствз ощим пятым и шестым выходами и с третьим и четвертым входами контроллера 4.
Канал 3 выделения измерительной информации (о подаче насоса) состоит из первичного преобразователя, в качестве которого использован датчик подачи насоса 24, регулируемого усилителя 25 и АЦП 26.
В канале 3 выделения измерительной информации первый вход регулируемого усилителя 25 связан с выходом датчика подачи насоса 24. Первый вход АЦП 26 связан с выходом регулируемого усилителя 25. Вторые входы регулируемого усилителя 25 и АЦП 26 связаны с седьмым и восьмым выходами контроллера 4. Выход АЦП 26 связан с пятым входом контроллера.
Диагностируемый гидропривод состоит из гидронасоса 27 с электроприводом 28, гидросистемы 29, включающей элементы гидропривода (не показаны), расположенные между гидронасосом 27 и исполнительным органом (не показан), емкости для слива 30 рабочей среды (не показана) и клапана предохранительного 31.
тый, пятый, шестой и седьмой входы и аналогичные выходы которого связаны с соответствующими первым внутренним выходом и первым внутренним входом каждого из интерфейс1п 1х блоков 32, и программируемого блока управления 34, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой входы и аналогичные выходы которого связаны с соответствующими вторыми внутренними выходами и вторыми внутренними входами каждого из интерфейсных блоков 32. Восьмой вход и восьмой выход программируемого блока управления 34 связан с соответств тюпщми восьмым выходом и восьмым входом модуля памяти 33. Посредством внешних входов и выходов интерфейсных блоков 32 ос)тцествляется обмен диагностической и управляющей информацией между программируемым запоминающим блоком 18 и регулируемыми полосовыми фильтрами 12,13, регулируемыми усилителями 14,15, АЦП 16,17 и контроллером 4.
Устройство работает следуюпщм образом.
Перед диагностикой гидропривода к его выходу последовательно подсоединяются клапан предохранительный 31, датчик давления 11, регулируемый дроссель 9 и расходомер 19. Вход гидронасоса 27 и выходы расходомера и клапана предохранительного 31 соедршяются с емкостью 30.
Перед началом диагностирования отверстие регулируемого дросселя 9 полностью открыто и диагностируемая гидросистема включена на слив рабочей среды в емкость 30, клапан предохранительный 31 настроен на заданное максимальное давление в диагностируемой гидросистеме 29.
Пачало диагностирования гидропривода осуществляется от программируемого вьршслителя 5 включением электропривода 28 гидронасоса 27 посредством блока команд 8.
После выхода электродвигателя 28 на заданную частоту вращения от программируемого вычислителя 5 через контроллер 4 и исполнительный блок 10 уменьшением проходного сечения регулируемого дросселя 9 в гидросистеме 29 создается динамически изменяющееся по заданному закону давление, параметры которого (средние значения и пульсация давления) фиксируются датчиком давления 11.
-информация от датчика давления 11 канала 1 выделения измерительной информации в виде аналогового электрического сигнала поступает на два зшравляемых полосовых фильтры 12,13, в которых разделяется на квазистатическую (усредненное давление) и динамическую (пульсация давления) составляющие, каждая из которых индивидуально усиливается посредством двух регулируемых усилителей 14,15, управляемых программируемым блоком памяти 18, преобразуется АДП 16,17 в цифровой вид и фиксируются в модуле памяти 33 программируемого запоминающего блока 18. Из памяти программируемого блока памяти 18 информация об усредненном давлении и его пульсации через контроллер 4 передается в программируемый вычислитель 5, где фиксируется в реальном масщтабе в времени в виде файла данных с привязкой к временной координате;
-посредством датчика расхода 19 канала 2 выделения измерительной информации фиксируются градиенты расхода рабочей среды, поступающей из диагностируемой гидросистемы 29 при изменении давления. Полученная в виде аналогового электрического сигнала информация усиливается регулируемым усилителем 20, управляемого от контроллера 4, преобразуется АЦП 21, также управляемым контроллером 4, в цифровой вид и через контроллер 4 передается в программируемый вычислитель 5, где фиксируется в реальном масщтабе времени в виде файла данных с привязкой к временной координате;
- посредством датчика подачи насоса 24 канала 3 выделения измерительной информации фиксируется: подача насоса 27 за требуемые интервалы времени, расчетный объем поступления рабочей среды в гидропривод 29, информация о котором в виде аналогового электрического сигнала усиливается посредством регулируемого усилителя 25, управляемого от контроллера 4, преобразуется АЦП 26, также управляемого контроллером 4, в цифровой вид и через контроллер 4 передается в программируемый вычислитель 5, где фиксируется в реальном масштабе в времени в виде файла данных с привязкой к временной координате.
М)///Л
В программируемом вычислителе 5 диагностическая информация, полученная с 1-ого, 2-ого и 3-его каналов выделения измерительной информации, комплексно анализируется. При этом определяются и сравниваются с эталонными усредненные значения градиентов изменения давлений, размах, частота и амплитуда их пульсаций при реализации заданных законов изменения средних значений давления, спектры его пульсаций. В сочетании с анализом объема рабочей среды, который поступил в гидросистему 29 от насоса 27, и объема рабочей среды, зафиксированного датчиком расхода 19 на ее выходе, это позволяет оценить техническое состояние гидропривода и выявить элементы, отклонения в функционировании которых приводят к нарушениям в его работе в целом. Полученные результаты фиксируются регистрирующим устройством 6 и представляются на индикаторе 7 в удобном для потребителя виде.
Использование устройства позволяет осуществить эффективное диагностирование и экспресс-анализ технического состояния гидроприводов машин и оборудования.
Зам. директора по НИР ИНД
Э.Ф.Капанец