Устройство для контроля продолжительности работы электродвигателя подъемно-транспортного средства

 

Изобретение относится к области автоматического учета рабочего и нерабочего времени машин и может быть использовано на грузоподъемных кранах с электродвигателями в приводах перемещений груза. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости, быстродействия и точности устройства. Устройство содержит электродвигатель, трансформатор напряжения, формирователь импульсов, преобразователь частоты, элементы И-НЕ, элементы НЕ, блок элементов НЕ, элемент И, реверсивный блок памяти, триггеры, генератор импульсов, счетчик, дифференцирующий элемент, элементы задержки, усилители, счетный механизм и исполнительный механизм 57. 2 ил. 2 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Республик

16652/24-24 .12.88 .11.90, Бюл. М 43 лександрийский завод подьемноортного оборудования им. 60-летия и Октябрьской социалистической реии

Ф. Чугуй и С.П. Чечитко

1,178 (088,8) торское свидетельство СССР

99, кл. G 07 С 5/04, 1953. торское свидетельство СССР

98, кл. G 07 С 5/10, 1979.

РОЙСТВО ДЛЯ.КОНТРОЛЯ ПРОДОЛЬНОСТИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОГО

ТВА скому машин, ческог чения может ных кр дах пе

Це устойч за сче вок, об импуль

ro воз ган, о текущ включе

На ма уст рамма (21) 4 (22) 0 (46) г (71) транс

Велик волю (72) Н. (53) 6 (56) А

l4 112

А

hL 849 . (54)УС

ЖИТЕ

ТЕЛЯ

СРЕД бретение относится к автоматичеету рабочего и нерабочего времени в частности к устройствам автоматиконтроля продолжительности вклювигателя и его восстановления, и быть использовано на грузоподъемнах с электродвигателями в привомещений груза, ь изобретения — повышение помеховости, быстродействия и точности автоматизации начальных устаноспечения защиты от электрических ных помех, предотвращение ложноействия их на исполнительный ореспечение визуальной индикации

ro значения продолжительности ия, иг.1 показана функциональная схеойства; на фиг.2 — временная диагаботы формирователя импульсов.

„„Я „„1б08715 А1 (57) Изобретение относится к области автоматического учета рабочего и нерабочего времени машин и может быть использовано на грузоподьемных кранах с электродвигателями в приводах перемещений груза. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости, быстродействия и точности устройства, Устройство содержит электродвигатель, трансформатор напряжения, формирователь импульсов, и реобразователь частоты, элементы И вЂ” НЕ, элементы

НЕ, блок элементов НЕ, элемент И, реверсивный блок памяти, триггеры, генератор импульсов, счетчик, дифференцирующий элемент, элементы задержки, усилители, счетный механизм и исполнительный механизм. 2 з,п, ф-лы, 2 ил. Устройство содержит электродвигатель

1, трансформатор 2 напряжения, формирователь 3 импульсов, преобразователь 4 частоты, первый элемент И вЂ” НЕ 5, первый элемент НЕ 6, второй 7 и третий 8 элементы

И вЂ” НЕ, реверсивный блок 9 памяти, конденсатор 10, резистор 11, транзистор 12, элемент НЕ 13, седьмой элемент И вЂ” НЕ 14, дешифратор 15, индикатор 16, элементы Н Е

17 — 21, пятый 22 и шестой 23 элементы И—

НЕ, резистор 24, первый триггер 25, резистор 26, конденсатор 27, транзистор 28, резисторы 29 — 32, транзистор 33, элемент

НЕ 34, триггеры 35 и 36, четвертый элемент

И вЂ” НЕ 37, второй элемент НЕ 38, счетчик 39, элемент И 40, дифференцирующий элемент

41, резистор 42, второй триггер 43, конденсатор 44, резистор 45, элемент НЕ 46, резисторы 47 и 48, транзисторы 49 и 50, резисторы 51-54, счетный механизм 55, 1608715

25

40

50 транзистор 56, исполнительный механизм

57, транзистор 58, элементы 26 — 28 объединены в первый элемент 59 задержки, а элементы 10 — 13 — во второй элемент 60 задержки, элементы 29 — 36 объединены в генератор 61 импульсов, элементы 17 — 21— в блок 62 элементов НЕ, элементы 47, 49, 51, 52, 56 и элементы 48,50, 53, 54, 68, объединены соответственно в первый 63 и второй

64 усилители.

На фиг. 2 обозначены напряжение 65 на выходе трансформатора 2, импульсы 66 на третьем выходе формирователя 3, импульсы

67 на первом и. импульсы 68 на втором выходах формирователя 3. Кроме того, обозначена временная ось 69.

Вход формирователя 3 через трансформатор 2 подключен к выходам обмоток электродвигателя 1, которые коммутационными элементами (не показаны) подключаются к электрической сети (фазы А, В, С) питания электродвигателя 1.

Устройство работает следующим образом.

Включением напряжения сетевого питания на входные шины грузоподъемного механизма включается источник питания (не показан) предлагаемого устройства. При этом формирователь 3 генерирует .на вто-. ром выходе единичный импульс 68 (фиг.2), устанавливающий в исходное (нулевое) состояние по установочному R-входу все триггеры реверсивного блока 9 памяти.

На первом выходе формирователя 3 при этом генерируется импульс 67 (фиг.2) нулевого уровня, который по стробирующему Свходу реверсивного блока 9 памяти блокирует установленное нулевое состояние триггеров этого блока 9, защищая их от воздействия помех, возникающих при включении сетевого напряжения и воздействующих на суммирующий "+1" и вычитающий."-1" входы реверсивного блока 9 памяти. При этом (электродвигатель 1 не включен) на третьем выходе формирователя

3 генерируется импульс 66 нулевого уровня (фиг.2), который воздействует на вход управляемого преобразователя 4 частоты импульсов, исходное значение которой определяется выражением

<о ПВ%

100% ПВ% где ПВ % — продолжительность включения;

fo- частота импульсов на выходе управляемого преобразователя при включенном состоянии электродвигателя.

С выхода управляемого преобразователя 4 частоты указанные импульсы поступают на первые входы элементов И-НЕ 5 и 7.

На суммирующем и вычитающем входах реверсивного блока 9 памяти при этом импульсы отсутствуют, так как поступление их через элемент И вЂ” НЕ 5 на суммирующий вход блокируется нулевым уровнем с третьего выхода формирователя 3.

Запрет поступления импульсов на вычитающий вход осуществляется нулевым уровнем, поступающим с выхода триггера 25 на второй вход элемента И вЂ” НЕ 7, Блокировка триггера 25 в нулевом состоянии осуществляется через установочный R-вход нулевым уровнем, поступающим с выхода элемента И вЂ” НЕ 22. Нулевой уровень на выходе элемента И-НЕ 22 определяется единичными уровнями, действующими на всех его входах и поступающими с выходов элемента HE 6 и блока

62. Эти единичные уровни, в свою очередь, определяются нулевыми уровнями на входах этих элементов НЕ.

На входе элемента НЕ 6 действует нулевой уровень с третьего выхода формирователя 3. На входах блока 62 действуют нулевые уровни выходов контроля нулевого состояния реверсивного блока 9 памяти.

Все разряды этого блока находятся в нулевом состоянии, в которое он установлен по установочному R-входу при включении источника питания устройства.

Счетчик 39 10-минутных интервалов времени также заблокирован в нулевом состоянии нулевым уровнем выходного напряжения триггера 25, поступающим через элемент НЕ 38 на установочный R-вход.

Импульсы, поступающие с триггера 36 на второй вход элемента 37, на счетный вход счетчика 39 10-минутных интервалов также не проходят, так как запрещены нулевым уровнем с Q-выхода триггера 25 по первому входу элемента И-НЕ 37.

Триггер 43 также заблокирован в единичном состоянии по установочному S-входу нулевым уровнем, поступающим с выхода элемента И вЂ” НЕ 14. Этот нулевой уровень определяется единичными уровнями на его входах, поступающими с выходов элемента НЕ 6 и элемента И вЂ” НЕ 23, на первом входе которого действует нулевой уровень, поступающий с выхода элемента

И вЂ” НЕ 22.

Таким образом, подачей напряжения на подъемно-транспортный механизм осуще- ствляется включение устройства, начальные его установки и блокировки триггеров в исходном состоянии. В таком состоянии устройство нечувствительно к воздействию электрических помех, проникающих в него по цепям питания и входным цепям, Эта нечувствительность объясняется тем, что

1608715 бло лен цио сив сое каж ник вхо ми стр щи соб лас неп нии по лев ств сле . яни ном буд дви пря тел нап это мат на т ный эле имп верс обус

4ча ную тана трет тель выхо сов блок вень вход вычи ка9 рова . уров вает дени уров рует с вы чере уста ных импу ировка триггеров и счетчика осуществпо установочным входам.

Кроме того, в связи с тем, что информаные 0-входы каждого разряда реверого блока 9 памяти непосредственно 5 инены с Q-выходами соответственно ого разряда этого же блока 9, при проовении помехи по цепям питания или ным цепям через трансформатор 2 форватель 3 формирует на первом выходе 10 б-импульс, который через стробируюС-вход записывает, т.е. блокирует, ту твенную информацию, которая хранив реверсивном блоке 9 памяти. Так как средственно перед этим при включе- 15 устройства реверсивный блок 9 памяти тановочному R-входу установлен в нуе состояние, то формируемый воздейем помехи строб блокирует на время ования этой помехи его нулевое состо- 20 и все устройство находится в описанисходном состоянии до тех пор, пока не т включен контролируемый электроатель 1. ак только на фазы А, В, С подано на- 25 ение сетевого питания электродвига1 (элементы включения этого яжения не показаны), одновременно апряжение подается через трансфорр 2 на вход формирователя 3. При этом 30 етьем его выходе появляется единичровень(время т, фиг.2), который через ент И вЂ” НЕ 5 разрешает поступление льсов на суммирующий вход "+1" ревного блока 9 памяти и одновременно 35 овливает на выходе преобразователя оты импульсов выходную частоту, раво. а выходе элемента НЕ 6 при этом усливается нулевой уровень, который по 40 ему входу элемента И вЂ” НЕ 7 дополнио запоещает поступление импульсов с а преобразователя 4 частоты импульа вычитающий "— 1" вход реверсивного

9 памяти, Кроме того, нулевой уро- 45 с выхода элемента НЕ 6 по второму элемента И-НЕ 8 обеспечивает на ,ающем "— 1" входе реверсивного блоамяти необходимый в режиме сумминия единичный уровень. Нулевой 50 нь с выхода элемента НЕ 6 обеспечиакже по входам элемента 22 несовпаединичных уровней, и единичный нь на выходе этого элемента 22 блокиединичном состоянии триггер 25, чем 55 ода этого триггера нулевым уровнем элемент НЕ 38 снимает блокировку с овочного входа счетчика 39 10-минутнтервалов и разрешает поступление ьсов на счетный вход счетчика 39 через элемент И-НЕ 37 с выхода триггера 36, снимает через элемент И вЂ” НЕ 14 блокировку с установочного S-входа триггера 43 и запрещает по первому входу элемента 40 поступление через него импульса на счетный

55 и исполнительный 57 механизмы.

Как только через суммирующий "+1" вход занесен в реверсивный блок 9 памяти первый импульс, на выходе контроля нулевого состояния первого разряда появляется единичный уровень, который через элемент НЕ. 17 блока 62 дополнительно образует несовпадение единичных уровней на входах элемента И вЂ” НЕ 22, Этим снимается блокировка с установочного Rвхода триггера 25.

Пока электродвигатель 1 остается во включенном состоянии, происходит суммирование импульсов в реверсивном блоке 9 памяти и одновременно отсчитывается 10минутный интервал времени счетчиком 39.

Если во время запуска или работы элек- . тродвигателя 1 на устройство воздействуют электрические помехи, проникающие в устройство либо по цепям питания, либо по входным цепям, формирователь 3 и в этом случае формирует на первом выходе импульсы, стробирующие (блокирующие) информацию, накопленную реверсивным блоком 9 памяти, При выключении электродвигателя 1 на третьем выходе формирователя 3 снова формируется нулевой потенциал, который по второму входу элемента И вЂ” НЕ 5 запрещает прохождение импульсов на суммирующий "+1" вход реверсивного блока 9 памяти и через элемент НЕ 6 по второму входу элемента И вЂ” НЕ 8 разрешает поступление импульсов с выхода управляемого преобразователя 4 частоты импульсов на вычитающий "— 1" вход реверсивного блока

9 памяти. При этом разрешение продолжается до тех пор, пока íà Q-выходе триггера

25 сохраняется единичный уровень, действующий на втором выходе элемента И-НЕ

7.

Единичное состояние триггера 25 .сохраняется до того момента, когда все суммированные ранее импульсы в реверсивном блоке 9 памяти полностью вычтены. При вычитании последнего импульса на всех выходах контроля нулевого состояния реверсивного блока 9 памяти формируются уровни(уровни перехода реверсивного блока 9 памяти через нулевое состояние), При этом на выходах элементов НЕ 1721 блока 62 формируются единичные уровни, Так как на выходе элемента НЕ 6 при этом также присутствует единичный уровень, то на выходе элемента И вЂ” НЕ 22 фор1608715

55 мируется нулевой уровень, который устанавливает триггер 25 в нулевое состояние.

На 0-выходе триггера 25 устанавливается нулевой уровень, который запрещает по второму входу элемента И вЂ” НЕ 7 поступление импульсов с выхода управляемого преобразователя 4 частоты импульсов на вычитающий "— 1" вход реверсивного блока

9 памяти. Этот нулевой уровень с Q-выхода триггера 25 через элемент НЕ 38 устанавливает в нулевое состояние счетчик 39 10-минутных интервалов времени и одновременно через элемент И-НЕ 37 запрещает поступление импульсов на счетный вход счетчика 39 с выхода триггера 36.

Суммарное время задержки элементов реверсивного блока 9 памяти, элементов НЕ

17 — 21, элементов И вЂ” НЕ 22 и 23 и триггера

25 при их переключении составляет величину, достаточную для занесения в реверсив- 20 ный блок 9 памяти при переходе его через нулевое состояние одного импульса, поступающего через вычитающий "— 1" вход. Это приводит к тому, что на входах элемента

И вЂ” НЕ 22 продолжает оставаться несовпадение единичных уровней, триггер 25 не переключается в нулевое состояние, а занесенная через вычитающий "-1" вход реверсивного блока 9 памяти единица устнавливает все его разряды в единичное состояние и вычитание может продолжаться непрерывно. Это приводит к тому, что счетчик 39 10-минутных интервалов, отсчитав 10 мин времени, выдает разрешение на включение исполнительного органа, хотя продолжительность включения нарушена не была.

Чтобы этого не происходило, в устрой.ство введены элементы 59 и 60 задержки сигнала на время, большее суммарной задержки сигнала укаэанными элементами.

Эта задержка осуществляется транзисторами 12 и 28. Транзистор 12 управляется через элемент И вЂ” Н Е 14, на выходе которого выделяется укаэанная задержка, так как на 45 вход поступают незадержанный перепад уровня с элемента НЕ 6 и задержанный — с элемента И вЂ” НЕ 23. Задержка закрывания транзистора 12 осуществляется RC-звеном (конденсатор 10 и резистор 11), подключенным к базе, Транзистор 28 задерживает время появления сигнала при переключении триггера 25 на втором входе элемента И-НЕ 7.

Функции задержки осуществляет также RCзвено (резистор 26 и конденсатор 27), подключенное к базе этого транзистора.

Если суммированная в реверсивном блоке 9 памяти информация в промежутке между включениями электродвигателя 1 не полностью вычтена, то при последующем включении она суммируется с вновь поступающей информацией.

Если окажется, что эа текущей 10-минутный интервал времени в реверсивном блоке 9 памяти имеется информация, то это обозначает нарушение продолжительности включения электродвигателя 1, B этом случае счетчик 39 10-минутных интервалов переполняется и на его выходе появляется единичный уровень, который воздействует на второй вход элемента И 40. Если в этот момент времени электродвигатель выключен, то на первом входе элемента И 40 присутствует также высокий потенциал, поступающий с выхода элемента НЕ 6, B результате на выходе элемента И 40 образуется высокий потенциал. Единичный перепад напряжения на счетном входе триггера

43 переключает его в нулевое состояние, так как информационный вход его заэемлен через резистор 42. Этот нулевой уровень закрывает.транзистор 50 и открывает транзистор 58.

При этом включается исполнительный механизм 57 и блокирует в обесточенном состоянии своими разомкнувшимися контактами (не показаны) обмотку магнитного пускателя (не показана) включения электродвигателя 1, Одновременно положительный перепад с выхода элемента И 40 дифференцируется конденсатором 44 и резистором 45.

Дифференцированный импульс формируется элементом НЕ 46 на короткое время, достаточное для срабатывания электромеханического счетного механизма

55, закрывает транзистор 49 и открывает транзистор 56. Электромеханический счетный механизм 55 отсчитывает единицу, обозначающую, что произошло нарушение . продолжительности включения электродвигателя 1.

Если в момент переполнения счетчика

39 10-минутных интервалов времени электродвигатель 1. окажется во включенном состоянии, то реверсивный блок 9 памяти продолжает суммировать время нарушения, пока электродвигатель 1 не будет отключен оператором (пока не будет перемещен транспортируемый груз на необходимое расстояние), При выключении электродвигателя 1 на выходе элемента НЕ 6 образуется высокий потенциал, который совместно с высоким потенциалом на выходе счетчика

39 10-минутных интервалов через элемент И

40 обусловит включение исполнительного механизма 57 и счетного механизма 55 в описанной последовательности. Триггер 43 остается в нулевом состоянии до тех пор, 1608715

10 пока рова инфо ния чени. 5

10 сумм мяти сост вые элем элем уров вход вень, нае торы вход

20

50

25 з

И вЂ”.Н сов н блок ду эл сов

10-м элем счетч вое с наел кото обра выхо

Т ное с зова так к соки да э поте на пе элем

Т нару ния у трод

P на ре чаетс. тем, D8 н,е ряда дами строб элект блоке теку вклю ного ратор, не произойдет вычитания всей сумминой в реверсивном блоке 9 памяти маци и, следовательно, восстановлеарушенной продолжительности вклюосле вычитания последней единицы, рованной в реверсивном блоке 9 пана всех его выходах контроля нулевого яния одновременно возникают нулеотенциалы, которые инвертируются нтами НЕ 17 — 21, образуют на входах нта И-НЕ 22 совпадение высоких ей (на шестом, седьмом и восьмом х этого элемента также высокий уропоступающий с выхода элемента 6), а ходе этого элемента 22 — нулевой, коустанавливает па установочному Rтриггер 25 в нулевое состояние. изкий потенциал с.0-выхода триггера прещает по второму входу элемента

7 дальнейшее поступление импульеычитающий "— 1" вход реверсивного

9 памяти, запрещает по первому вхомента И вЂ” НЕ 37 поступление импульна счетный вход счетчика 39 нутных интервалов времени, через нт НЕ 38 устанавливает все триггеры. ка 39 10-минутных интервалов в нулестояние. На выходе счетчика 39 уставается также в нулевой потенциал, ый по второму входу элемента И 40 ует высокий и нулевой потенциал на е. иггер 43 устанавливается в единичстояние нулевым потенциалом, обрашимся на выходе элемента И вЂ” НЕ 14, к на втором его входе образуется выпотенциал, который поступает с выхоемента И вЂ” НЕ 23. Этот высокий циал обусловлен низким потенциалом вом его входе, поступающим с выхода нта И вЂ” НЕ 22. ким образом, после восстановления енной продолжительности включетройство снимает блокИровку и элекигатель 1 снова готов к работе, версивный блок 9 памяти выполнен ерсивных двоичных счетчиках. Отлиэтот блок памяти от типовой схемы о информационные входы D>, Dz, D<. осредственно и соответственно разсоединены информационными выхообственного элемента. Это позволяет ровать и защищать от разрушения ическими помехами имеющуюся в памяти информацию. Для индикации его состояния продолжительности ения к выходам последнего рееерсиввоичного счетчика подключен дешиф15, к выходам которого подключень светодиоды индикатора 16, вынесенные на::. пульт оператора.

Формула изобретения

1, Устройство для контроля продолжительности работы электродвигателя подъемно-транспортного средства, содержащее трансформатор напряжения, вход которого соединен с электродвигателем, преобразователь частоты, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, третий элемент И вЂ” НЕ, первый элемент НЕ, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого через последовательно соединенные дифференцирующий элемент и первый усилитель соединен с входом счетного механизма, выход второго усилителя подключен к входу исполнительного механизма, блок памяти, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И вЂ” НЕ, выход которого подключен к счетному входу счетчика, первый триггер, отл ича ю щеес я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, быстродействия и точности устройства, в него введены формирователь импульсов, блок элементов НЕ, с пятого по седьмой элементы И вЂ” НЕ, второй элемент НЕ, второй триггер и элементы задержки, выход трансформатора напряжения соединен с входом формирователя импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к тактовому и установочному входам блока памяти, выходы контроля нулевого кода которого через блок элементов НЕ соединены с первыми входами пятого элемента ИНЕ, выход которого подключен к первому установочному входу первого триггера и к первому входу шестого. элемента И вЂ” НЕ, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И вЂ” НЕ и с тактовым входом первого триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к входам первого элемента задержки, выход которого соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И вЂ” НЕ и с входом второго элемента НЕ, выход которого подключен к установочному входу счетчика, третий выход формирователя импульсое подключен к входам первого элемента НЕ, преобразователя частоты и к второму входу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с суммирующим входом блока памяти, выход первого элемента НЕ подключен к вторым входам пятого, шестого и седьмого элементов И вЂ” НЕ, к второму установочному входу первого триггера, к первому входу третьего элемента И вЂ” НЕ и к третьему входу второго элемента И вЂ” НЕ, выход которого со1608715

12 единен с вторым входом третьего элемента

И вЂ” НЕ, выход которого объединен с выходом второго элемента задержки и подключен к вычитающему входу блока памяти, выход седьмого элемента И вЂ” НЕ соединен с входом второго элемента задержки и с установочным входом второго триггера, выход которого подключен к входу второго усилителя, выход счетчика соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к тактовому входу второго триггера, информационные входы триггеров заземлены, блок памяти выполнен реверсивным.

2. Устройство по п.1, отл и ч а ю щ е ес я тем, что выходы последнего разряда

5 блока памяти соединены через дешифратор с входами индикатора.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что информационные выходы первых К разрядов блока памяти соединены с

10 соответствующими информационными входами первых К разрядов блока памяти.