ПОКАЗЫВАЮЩИЕ ПРИБОРЫ ТИПА ППБ ДЛЯ БУРОВЫХ УСТАНОВОК
Показывающие приборы для буровых установок предназначены для измерения электрических и неэлектрических величии, преобразованных в унифицированный электрический сигнал напряжением постоянного тока 0—10 В. Они разработаны в СПКБ «Нефтегазпромавтоматика».
Изменение напряжения входного сигнала основано на преобразовании входного аналогового сигнала в цифровой код и выдачи определенного (в зависимости от значения полученного цифрового кода) количества электрических импульсов на шаговый двигатель, механически связанный с указателем (стрелкой) прибора (рис. 56).
Прибор состоит из утепленного корпуса 5 с лицевой застекленной панелью 3. На корпусе имеются два уплотнительных устройства 8 и 9 для ввода в прибор кабелей и поворотные планки 12 и 13 для крепления прибора на щите бурильщика. Внутри корпуса находятся электронные узлы приборов, собранные на печатных платах 6 н 7. Шаговый двигатель 15 через редуктор 14 соединен со стрелкой прибора 4 и кодовым диском 11, проходящим через прорезь блока фотодиодов 10. Сменные шкалы 2 крепятся на корпусе прибора винтами 1.
На структурной схеме (рис. 57) показаны следующие основные функциональные узлы прибора: аналоговый цифровой преобразователь АЦП, генератор Г, делитель частоты Д, формирователь задержки сигнала т, формирователь импульсов, счетчики/и 2, коммутатор, шаговый двигатель ШД, схемы совпадений И1—И8, кодовый диск, блок ключей.
Работа прибора осуществляется следующим образом. Генератор Г вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 250 кГц, которые поступают на вход схемы совпадения И2 и на делитель частоты Д с переменным коэффициентом деления. С делителя Д через формирователь задержки сигнала т на вход аналогоцифрового преобразователя поступает сигнал «запуск». По этому сигналу величина напряжения входного аналогового сигнала преобразуется в цифровой код. После окончания преобразования АЦП выдает сигнал «конец преобразования», который через схему совпадения поступает на входы счетчиков 1 и 2 и передает информацию с АЦП в счетчик 2. Одновременно происходит запись кодовой комбинации сигнала от кодового диска через формирователь импульсов в счетчик 1.
После окончания записи счетчики 1 и 2 начинают заполняться импульсами от генератора Г через схемы совпадения И1, И2 и ИЗ. В зависимости от информации, хранящейся в счетчиках 1 и 2, один из них заполнится быстрее и через схемы совпадения И4 или И5 на вход схемы совпадения И1 будет выдан сигнал, запрещающий прохождение импульсов от генератора Г на выход схемы совпадения И1, а следовательно, и на входы счетчиков 1 и 2. Счетчик, оставшийся незаполненным, начнет заполняться импульсами от делителя частоты Д. Одновременно эти же импульсы подаются на входы схем совпадения И6 и И7, определяющие (в зависимости от сигналов на их входах) направление вращения шагового двигателя ШД.
С выходов схем совпадения И6 и И7 управляющие импульсы поступают на коммутатор, блок ключей и далее на обмотку управления шагового двигателя ШД. Последний перемещается до тех пор, пока не будут полностью заполнены счетчики 1 и 2. При этом с выходов схем совпадения И6 и И7 на входы схемы совпадения И8 будут поданы сигналы, разрешающие прохождение сигналов записи информации в счетчики 1 и 2, а последний управляющий импульс через формирователь задержки сигнала т запустит аналогоцифровой преобразователь АЦП и начнет новый цикл измерения.
Субблок измерения и управления содержит цифроаналоговый преобразователь, работающий совместно с компаратором напряжения; генератор; делитель частоты; счетчики; формирователь импульсов; формирователь задержки сигнала; коммутатор.
Субблок стабилизаторов напряжения (рис. 58) содержит два стабилизатора напряжения +15 В и —15 В, собранных на микросхемах D1 и D2. Кроме того, на транзисторе VT3 собран стабилизатор напряжения +9 В. Для подогрева прибора в холодное время года используется схема терморегулирования на транзисторах VT1, VT2 и триодном тиристоре VD13. При понижении температуры внутри корпуса прибора ниже +20 °С закрывается транзистор VT1 и открывается транзистор VT2, при этом срабатывает реле К1, которое своими контактами замыкает цепь включения триодного тиристора и резисторы Rl—R10 нагреваются. В качестве светодиодов и фотоприемников для получения
| Рис. 58. Схема субблока стабилизатора напряжения в приборе ППБ |
сигналов кода положения кодового диска используются светодиоды VD1—VD4.
В состав субблока СН входят также блоки ключей Al—А4, выдающие управляющие сигналы на обмотки шагового двигателя, и выпрямитель на диодах А14—А18 для питания обмоток шагового двигателя.
Техническая характеристика ППБ
Предел допускаемого значения основной приведен
ной погрешности показаний приборов на всех
TOC o «1-5» h z отметках шкалы, %…………………………………………………………. ±1
Вариация показаний приборов, % …………………………………………. ±0,5
Входное сопротивление приборов, кОм, не менее 2
Диапазон изменения входного сигнала приборов, В 0—10
Время прохождения указателем всей шкалы, с,
не более…………………………………………………………………………. 4
Питание приборов осуществляется от сети переменного тока:
напряжением, В………………………………………………………. 220±22
частотой, Гц…………………………………………………………….. 50±1
Время установления рабочего режима, с, не более………………….. 30
Потребляемая мощность, В-А, не более… 150
Габариты, мм, не более…………………………………………………….. 420×256
Масса, кг, не более……………………………………………………………….. 15
По устойчивости к климатическим воздействиям приборы соответствуют виду климатического исполнения УХЛ-1 по ГОСТ 15150—69 для работы при температуре окружающего воздуха от —30 до +50 °С и относительной влажности до 90% при 30 °С.
Изменение показаний приборов, вызванное изменением напряжения питания с —22 на +22 В, не должно превышать 0,3% допускаемой основной приведенной погрешности. Внешняя среда по содержанию коррозионно-активных агентов должна соответствовать атмосфере типа II по ГОСТ 15150—69. По устойчивости к воздействию пыли приборы соответствуют исполнению П1; по устойчивости к воздействию воды — исполнению В2; по устойчивости к воздействию вибраций — исполнению 4 в поддиапазоне от 5 до 45 Гц и с амплитудой перемещения от 0,3 до 0,5 мм.