Блок сигнализации положения

Блок сигнализации положения относится к электротехнике и может быть использован в электрических исполнительных механизмах. Точность измерения положения выходного вала, а также надежность и универсальность блока сигнализации положения достигается за счет того, что блок сигнализации положения содержит основание, вал, датчик положения, выполненный на эффекте Холла и расположенный на основании соосно с выходным валом, причем основание выполнено со стойками, на которых размещены, блок концевых выключателей, выполненный на электромеханических реле, цифроаналоговый преобразователь, указатель положения выходного вала, выполненный на цифровом индикаторе, блок питания, чувствительный элемент, отсек источника резервного питания, лицевая панель, блок подключения датчиков и блок обработки данных. Блок обработки данных выходами соединенный с указателем положения выходного вала, преобразователем и блоком концевых выключателей, на вход которого последовательно подключены датчик положения и блок подключения датчиков. Блок подключения датчиков содержит дополнительные входы для подключения датчиков момента, температуры.

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к блокам сигнализации положения и может быть использована в электрических исполнительных механизмах.

Известен блок сигнализации положения (патент RU 17647), содержащий корпус, с размещенными в нем блоком микропереключателей и узлом датчика с реостатным элементом, вводным устройством, механическим указателем положения выходного вала.

Недостатком данного блока является низкая точность измерения положения выходного вала, обусловленная применением механических передач.

Известен блок сигнализации положения (патент RU 37425), содержащий корпус, с размещенными в нем блоком микропереключателей, узлом датчика с реостатным элементом, вводным устройством, механическим указателем положения выходного вала, нормирующим преобразователем.

Недостатком данного блока является низкая точность измерения положения выходного вала, обусловленная применением механических передач.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели, взятым за прототип является блок сигнализации положения (Номенклатурный каталог продукции. Изд. Май 2007 г. ОАО «3ЭиМ». «Блоки сигнализации положения токовые БСПТ»), содержащий основание с г-образным корпусом, блок концевых выключателей и нормирующий преобразователь, вал, указатель положения выходного вала, датчик положения (дифференциальный трансформатор), блок питания.

Недостатком прототипа является низкая точность измерения положения выходного вала, обусловленная применением механических передач для включения и выключения микровыключателей блока концевых выключателей и преобразования положения выходного вала в перемещение сердечника дифференциального трансформатора. Недостатком также является высокая трудоемкость изготовления устройства и сложность в настройке датчика положения при пуско-наладочных работах на объекте.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении точности, надежности и универсальности блока сигнализации

положения за счет усовершенствования конструкции и введения в блок сигнализации положения цифровых узлов.

Технический результат достигается тем, что в блок сигнализации положения содержащий основание, блок концевых выключателей, преобразователь, вал, указатель положения выходного вала, датчик положения, блок питания, введены блок подключения датчиков и блок обработки данных выходами соединенный с указателем положения выходного вала, преобразователем и блоком концевых выключателей, на вход которого последовательно подключены датчик положения и блок подключения датчиков, причем основание, выполнено со стойками для размещения блока концевых выключателей, преобразователя, указателя положения выходного вала, блока питания, блока подключения датчиков и блока обработки данных, чувствительного элемента, отсека источника резервного питания, лицевой панели.

Датчик положения расположен на основании соосно с выходным валом и выполнен на эффекте Холла.

Указатель положения выходного вала выполнен на цифровом индикаторе.

Блок концевых выключателей выполнен на электромеханических реле.

Преобразователь выполнен цифро-аналоговым.

Блок подключения датчиков содержит дополнительные входы для подключения датчиков момента, температуры.

Сущность полезной модели поясняется примером конструктивного выполнения и примером функциональной схемы устройства.

На Фиг.1 представлен вид сбоку, разрез А-А блока сигнализации положения.

Н Фиг.2 представлен вид сверху блока сигнализации положения.

На Фиг.3 представлена функциональная схема устройства.

Приняты следующие обозначения:

1 - датчик положения на эффекте Холла;

2 - блок подключения датчиков;

3 - блок питания;

4 - блок обработки данных;

5 - указатель положения выходного вала с цифровым индикатором;

6 - цифро-аналоговый преобразователь;

7 - блок концевых выключателей;

8 - основание со стойками;

9 - лицевая панель;

10 - выходной вал;

11 - магнит

12 -отсек источника резервного питания

13 - чувствительный элемент

Блок сигнализации положения содержит основание со стойками 8, на которых размещены лицевая панель 9, чувствительный элемент 13, отсек источника резервного питания 12, блок концевых выключателей 7, выполненный на электромеханическом реле, цифро-аналоговый преобразователь 6, указатель положения выходного вала с цифровым индикатором 5, блок обработки данных 4, блок подключения датчиков 2, блок питания 3. На основании 8 размещен датчик положения на эффекте Холла 1, соосно расположенный с выходным валом 10 на котором закреплен магнит 11, выполняющий функцию измерения положения выходного вала исполнительного механизма. Блок обработки данных 4, выходами соединенный с указателем положения выходного вала 5, цифро-аналоговым преобразователем 6 и блоком концевых выключателей 7, на вход которого последовательно подключены датчик положения на эффекте Холла 1 и блок подключения датчиков 2 с входами для подключения датчиков момента, температуры.

Блок сигнализации положения работает следующим образом. Блок питания 3 предназначен для формирования напряжения питания и гальванической изоляции блока сигнализации положения по цепи питания. Датчик положения на эффекте Холла 1, измеряет угловое положение выходного вала, на котором закреплен магнит и по последовательному цифровому интерфейсу передает его значение в блок обработки данных 4, основным элементом которого является процессор, содержащий программное обеспечение, реализующее функциональные возможности блока и энергонезависимую память, в которой сохраняются параметры настройки, Также по последовательному цифровому интерфейсу передается в блок обработки данных 4 значение момента, измеренного датчиком момента и значение температуры измеренной датчиком температуры. В блоке подключения датчиков 2, формируется и усиливаются сигналы. Блок обработки данных 4 обрабатывает цифровой код, полученный от датчика положения на эффекте Холла 1 и формирует сигналы управления цифровым индикатором

указателя положения выходного вала 5. На цифровом индикаторе указателя положения выходного вала 5 отображается значение углового положения магнита 11 и соответственно выходного вала 10, на котором он закреплен. Блок обработки данных 4 обрабатывает цифровой код, полученный от датчика положения 1 и выдает на цифро-аналоговый преобразователь 6 цифровой код, пропорциональный цифровому коду с датчика положения на эффекте Холла 1. Цифро-аналоговый преобразователь 6 преобразовывает цифровой код в унифицированный токовый сигнал пропорциональный положению выходного вала 10. После программной настройки цифро-аналоговый преобразователь 6 может выдавать сигнал «Неисправность». Блок обработки данных 4 обрабатывает цифровой код, полученный от датчика положения на эффекте Холла 1 и выдает сигналы управления реле блока концевых выключателей 7. Блок концевых выключателей 7 преобразует электрические сигналы в состояния дискретных выходов. Блок концевых выключателей представляет собой блок реле, имеющий по две пары контактов - замыкающих и размыкающих, который выдает состояние концевых выключателей переключением контактов реле. При наличии питания блока и отсутствии сигналов переключения - все реле электрически включены, т.е. питание на них подано, замыкающие контакты замкнуты, размыкающие контакты - разомкнуты. Концевые выключатели включены, если питание на катушку реле не подано - реле отключено, замыкающие контакты разомкнуты, размыкающие контакты - замкнуты.

При отсутствии основного питания в блоке сигнализации положения можно включить источник резервного питания, при котором блок может выполнять измерение и индикацию положения и момента. Включение источника резервного питания осуществляется при поднесении магнитного ключа к чувствительному элементу 13, расположенному в верхней части основания со стойками 8 под лицевой панелью 9. Блок сигнализации положения выполняет самоконтроль и контроль состояния источника резервного питания, и выводит коды неисправностей, в случае их наличия, на цифровой индикатор указателя положения выходного вала 5.

Предлагаемый блок сигнализации положения позволяет более точно производить измерение положения выходного вала, так как датчик положения выходного вала выполненный на эффекте Холла не нуждается в механической настройке, а настраивается программно и имеет рабочий диапазон 360° в

сравнении с прототипом, рабочий диапазон которого, ограничен 90°. За счет того, что блок сигнализации положения содержит блок обработки данных, отсек источника резервного питания, чувствительный элемент, блок подключения датчиков, содержащий выводы для подключения датчиков температуры и момента, расширяются функциональные возможности блока сигнализации положения. Блок сигнализации положения контролирует собственную исправность, наличие и исправность источника резервного питания. Цифровой индикатор указателя выходного вала позволяет индицировать информацию от датчика положения, датчика момента и коды неисправностей.

1. Блок сигнализации положения, содержащий основание, блок концевых выключателей, преобразователь, вал, указатель положения выходного вала, датчик положения, блок питания, отличающийся тем, что введены блок подключения датчиков и блок обработки данных выходами соединенный с указателем положения выходного вала, преобразователем и блоком концевых выключателей, на вход которого последовательно подключены датчик положения и блок подключения датчиков, причем основание выполнено со стойками для размещения блока концевых выключателей, преобразователя, указателя положения выходного вала, блока питания, блока подключения датчиков и блока обработки данных, чувствительного элемента, отсека источника резервного питания, лицевой панели.

2. Блок сигнализации положения по п.1, отличающийся тем, что датчик положения расположен на основании соосно с выходным валом и выполнен на эффекте Холла.

3. Блок сигнализации положения по п.1, отличающийся тем, что указатель положения выходного вала выполнен на цифровом индикаторе.

4. Блок сигнализации положения по п.1, отличающийся тем, что блок концевых выключателей выполнен на электромеханических реле.

5. Блок сигнализации положения по п.1, отличающийся тем, что преобразователь выполнен цифроаналоговым.

6. Блок сигнализации положения по п.1, отличающийся тем, что блок подключения датчиков содержит дополнительные входы для подключения датчиков момента, температуры.