Устройство для диагностирования технических объектов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее датчики-нормализаторы, выходы которых соединены с соответствующими входами первого коммутатора , соединенного в каждом канале одним из выходов со входом аналогоцифрового преобразователя, выход которого соединен с входом классификатора парс1метров, выходом соединенного с первым входом элемента сравнения и с первым входом ключа, первый блок управления, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов первого крммутатора , и блок преобразования и регистрации , отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности диагностирования и расширения функциональных возможностей устройства, в него дополнительно введены второй коммутатор, три третьих коммутатора, три вторых блока управления, девять преобразователей кодов и в каждом из п каналов по одному аналого-цифровому преобразователю , ,соединенному выходом с входом соответствующих (п-1) классификаторов параметров, выходы которых соединены с вторыми входами соответствукицих (а-1) элементов сравнения, соединенных выходами с i-MH входами первого блока управления , вторая, группа выходов которого соединена с вторыми входами соответртвующих ключей, соединенных выходами с соответствующими входами второго коммутатора, первая группа входов которого соединена с третьей группой выходов первого блока управления , которая соединена с первой группой входов блока преобразования и регистрации, выходы второго коммутатора соединены с соответствующими разрядными входами каждого из девяти преобразователей кодов, выходы которых соединены с первыми, вторьпии и третьими входами соответствующих вторых блоков управления, i соединенных выходами с входами соответствующих третьих коммутаторов , первый, второй и третий входы .которых соединены с выходами соответствующих преобразователей кодов, а выходы - соответственно с первым, вторым и третьим входаьэд блока преобразования и регистрации. 2. Устройство по П.1, от л и чающееся тем, что первкй блок управления содержит первый элемент задержки, генератор и по числу параметров двоичные счетчи ки,первые,втоСП рые, третьи и четвертые элементы И,, первый выход генератора соединен с О) вторыми входами первых элементов И, второй выход - с вторыми входами четвертых элементов и, входы блока соединены с первыми входами соответствующих первых элементов И и с вторыми входами двоичных счетчиков, выход каждого первого элемента И соединен с первым входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с входами второго элемента И, подключенного выходом к соответствующему входу элемента задержки и к первому входу третьего Элемента И, второй вход.которого соединен с соответствуюиусм выходом элемента задержки, а выход с первым входом четвертого элемента

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) G 0 б F 1 5 /46;

10 00

Ф .к(у ()

1 >< Ж (И()1 (1 "1М..(,4ф 11 ЙФО ИЩА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3296430/18-24 (22) 08. 06. 81 (46) 30. 01. 84. Бюл. М 4 (72) В.П. Калявин, А.М. Малышев, А.В. Мозгалевский и В.P. Юргенсон (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621.398(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 561967, кл. G 06 F 15/46, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 398953, кл. G, 06 F 15/46, 1971 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее датчики-нормализаторы, выходы которых соединены с соответствующими входами первого коммутатора, соединенного в каждом канале одним из выходов со входом аналогоцифрового преобразователя, выход которого соединен с входом класси фикатора параметров, выходом соединенного с первым входом элемента сравнения и с первым входом ключа, первый блок управления, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов первого коммутатора, и блок преобразования и. реги-. страции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности диагностирования и расширения функциональных возможностей устройства, в него дополнительно введены второй коммутатор, три третьих коммутатора, три вторых блока управления, девять преобразователей кодов и в каждом из и каналов по одному аналого-цифровому преобразователю,,соединенному выходом с входом соответствующих (n-1) классификаторов параметров, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих (и — 1} элементов сравнения, соединенных выходами с

i-ми входами первого блока управления, вторая группа выходов которого соединена с вторыми входами соответствующих ключей, соединенных выходами с соответствующими входами второго коммутатора, первая группа входов которого соединена с третьей группой выходов первого блока управления, которая соединена с первой группой входов блока преобразования и регистрации, выходы второго коммутатора соединены с соответствующими разряднычи входами каждого из девяти преобразователей кодов, выходы которых соединены с первыми, вторыми и третьими входами соответствующих вторых блоков управления, соединенных выходами с входами

Ф соответствующих третьих коммутаторов, первый, второй и третий входы ,которых соединены с выходами соответствующих преобразователей кодов, С а выходы — соответственно с первым, вторым и третьим входаь и блока преоб- Я разования и регистрации.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что первый блок. () управления содержит первый элемент задержки, генератор и по числу параметров двоичные счетчи ки, первые, вто- (цр) рые, третьи и четвертые элементы И,, ф первый выход генератора соединен с вторыми входами первых элементов И, О ) второй выход — с вторыми входами чет- ф и вертых элементов И, входы блока соединены с первыми входами соответствующих первых элементов И и с вторыми входами двоичных счетчиков, выход каждого первого элемента И соединен с первым входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с входами . второго элемента И, подключенного вы.ходом к соответствующему входу элемента задержки и к первому входу третьего элемента И, второй вход,KGторого соединен с соответствующим выходом элемента задержки, а выходс первым входом четвертого элемента

1070561

И, подключенного выходом к соответствующему выходу блока.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что второй блок управления содержит семь элементов совпадения и второй элемент задержки первые входы первого, второго и четвертого элементов совпадения соединены с первым входом блока, второй вход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов совпадения и с первым входом третьего элемента совпадения, третий вход— с третьим входом первого элемента совпадения и с вторыми входами третьf устройство для диагностирования. технических объектов относится к технической диагностике и может быть использовано для обеспечения непрерывного контроля за состоянием тех- 5 нических объектов диагностирования в системах автоматического управления, к которым предъявляются требования повышенной достоверности результата диагностирования и опре- 0 деления степени их работоспособности °

Известно усуройство для автоматического контроля слоэных объектов, содержащее коммутатор-нормализатор первые выход и вход которого соеди15 иены соответственно с входом и выходом объекта контроля, генератор стимулирующих воздействий, управляемый блоком управления, решающий и запоминающий блоки, анализатор и 20 индикатор f1).

Недостатком такого устройства является необходимость подачи на объект стимулирующего воздействия, что исключает воэможность непрев 25 ного контроля за его состоянием.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического контроля качества электрорадиотехнических изделий, содержащее ряд датчиков измеряемых величин, коммутатор сигналов датчиков, коммутатор нормализаторов, набор нормализаторов, аналого-цифровой преобразова- 35 тель, цифровой компаратор, аналоговый компаратор, анализатор, регистрирующий блок и блок управления 22..

Однако в известном устройстве не предусмотрена защита от ошибок в функционировании анализатора (при достаточно сложной структуре посоеднего ), обусловленных сбоями.

его и четвертого элементов совпадения, выходы первых четырех элементов совпадения соединены с соответствующими входами второго элемента задержки, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов совпадения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами второго, третьего и четвертого элементов совпадения, а выходы — с вторым, третьим и четвертым выходами блока, первый выход которого соединен с выходом первого элемента совпадения.

2 и отказами. К тому же возникновение в аналого-цифровом преобразователе, цифровом компараторе или аналоговом компараторе отказа или длительного сбоя делает невозможным дальнейшее использование дан- . ного устройства по назначению без последующего восстановления.

Цель изобретения — повышение достоверности диагностирования и расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для диагностирования.технических объектов, содержащее датчики-нормализаторы, выходы которых соединены с соответствующими входами первого коммутатора, соединенного в каждом канале одним из выходов со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом классификатора параметров, выходом соединенного с первым входом элемента сравнения и с первым входом ключа,первый блок управления, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов первого коммутатора, и блок преобразования и ре-. гистрации, введены второй коммутатор, три третьих коммутатора,три вторых блока управления, девять преобразователей кодов и в каждом из и каналов по одному аналогоцифровому преобразователю, соединенному выходом с входом соответствующих (и-1) классификаторов параметров, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих (n-1) элементов сравнения, соединенных выходами с i-ми входами первого блока управления, вторая группа выходов которого соединена ,с вторыми входами соответствующих

10705б1 которого соединены с входами второго 35 элемента И, подключенного выходом к .соответствующему входу элемента задержки и к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с соответствующим выходом 40 элемента задержки, а выход — с первым входом четвертого элемента И, подключенного выходом к соответствующему выходу блока.

Второй блок управления содержит 45 семь элементов совпадения и второй элемент задержки, первые входы первого, второго и четвертого элементов совпадения соединены с первым входом блока, второй вход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов совпадения и с первым входом третьего элемента совпадения, третий вход — с третьим входом первого элемента совпадения

55 и с.вторыми входами третьего и четвертого элементов совпадения, выходы первых четырех элементов совпадения соединены с соответствующими входами второго элемента задержки, первый, второй и третий выходы кото- 60 рого соединены соответственно с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементон совпадения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами второго, третьего

65 ключей, соединенных выходами с соответствующими входами второго коммутатора, первая группа входов которого соединена с третьей группой выходов первого блока управления, которая соединена с первой группой входов блока преобразования и регистрации, выходы второго коммутатора соединены с соответствующими разрядными входами каждого из девяти преобразователей кодов, выходы которых соединены с первыми, вторыми и третьими входами соответствующих вторых блоков управления, соединенных выходами с входами соответствующих третьих коммутаторов, первый, второй и третий входы которых соединены с выходами соответствующих преобразователей кодов, а выходы— соответственно с первым, вторым и третьим входами блока преобразования и регистрации.

Первый блок управления содержит первый элемент задержки, генератор и по .числу параметров дноичнь.е счетчики, первые, вторые, третьи и четвертые элементы И, первый выход генератора с единен с вторыми входами первых элементов И, второй выход с вторыми входами четвертых элементов И, входы блока соединены с первыми входами соответствующх первых элементов И и с вторыми входами двоичных счетчиков, выход каждого первого элемента И соединен с первым входом двоичного. счетчика, выходы

30 и четнертого элементов совпадения, а выходы — c вторым, третьим и четвертым выходами блока, первый выход которого соединен с ныходом первого элемента совпадения.

В предлагаемом устройстве используются двухуровневая структура построения с дублированием аналогоцифровых преобразователей и классификаторон параметров в каждом из и каналов (на первом функциональном уровне) и преобразователей кодов (на втором функциональном уровне); перестройка структуры первого функционального уровня н случае возникновения отказов н аналого-цифровых преобразователях и (или) классификаторах параметров; мажоритарное диагностирование преобразователей кодов на втором функциональном уровне.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; .на фиг. 2 — блок-схема и временная диаграмма работы первого блока управления; на фиг. 3 — то же, второго блока управления.

Устройство содержит по числу диагностических параметров технического объекта и каналов, состоящих из датчиков-нормализаторон 1 -1>, первого коммутатора 2, аналого-цифровых преобразователей 31-3>, классификаторов 41-4> napazneTpoH, элементов

51-5„ сравйения, ключей б вЂ, второй коммутатор 7, первый блок 8 управления, девять преобразователей

9-17 кодов, три вторых блока 18-20 управления, три третьих коммутатора

21-23 и блок 24 преобразования и регистрации.

Первый блок управления содержит первый элемент 25 задержки, генератор 2б, и двоичных счетчиков

27„-27„ и и первых 281-28„, вторых

29„-29„, третьих 301-30„,.четвертых 311-31 „ элементов Й.

Второй блок управления содержит нторой элемент 32 задержки и первый

33, второй 34, третий 35, четвертый

Зб, пятый 37,. шестой 38 и седьмой

39 элементы сонпадения.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания и приведения устройства в исходное состояние преобразованные в напряжение и нормированные по напряжению в датчикахнормализаторах 11-1„ диагностичес-. кие параметры через первый коммутатор 2 поступают для цифровой обработки на соответствующие входы аналого-цифровых преобразователей

31-3„, которые преобразуют поступившее на них напряжение в К-разрядный двоичный неизбыточный код. Кодированные значения параметров с выходов аналого-цифровых преобразователей 3 -З„поступают параллельно

1070561 на соответствующие входы классификаторов 4 -4 параметров: В послед1 и них кодовая комбинация, соответствующая измеренному значению диагностического параметра, преобразуется в трехразрядный двоичный код, каждая комбинация которого соответствуетопределенному уровню работоспособности технического объекта по данному параметру. Классификатор 4 пара,метров представляет собой комбина- 10 ционный дешифратор-шифратор, производящий разбиение 2 входящих комбинаций на восемь групп (уровней работоспособности) и кодирующий каждую группу тремразрядным двоич- 15 ным кодом (от 000 до 111). Коды, соответствующие уровням работоспособности технического объекта по отдельным диагностическим параметрам, с выходов классификаторов 4„-4 „ параметров, параллельно постуйают на соответствующие входы элементов 5„-5„ сравнения и на первые входы ключей б„-б„. При совпадении кодовых комбинаций на первом и втором входах эле- 25 мента 5; сравнения сигнал на его выходе отсутствует и вследствие этого имеется сигнал разрешения (нулевой потенциал) на втором входе ключа б;, что позволяет пропустйть параллельно З0 эту комбинацию на i-й трехразрядный вход второго комМутатора 7. В случае несовпадения комбинаций на первом и втором входах элемента 5,- сравнения (при сбое или отказе айалогоцифровых преобразователей 3„; или классификаторов 4 параметров.4 в

i-м канале) с выхода последнего посту пает сигнал(положительный импульс) на i-й вход первого блока 8 управления. Первый блок управления классифи 40 цирует неисправности трех видов (сбой, длительный сбой и отказ) и работает следующим образом.

При .появлении сигнала íà i-м вхо- 45 де блока 8 управления — первом входе элемента И 28; — последний начинает пропускать инвертированную последовательность импульсов со своего второго входа на первый вход двоичного счетчика 27, который представляет собой двоичйый счетчик до трех с фиксацией последней комбинации (XI), устанавливаемый в нулевое состояние нулевым потенциалом с первого входа .элемента И 281 При наличии единиц ня первом и втором входах элемента

И 29„ на его выходе появляется сигнал, свидетельствующий .о неисправности вида "сбой", поступающий на

i-й вход первого элемента 25 задерж- &0 ки и одновременно на первый вход эле-: мента И 30„. Первый элемент 25 задержки формирует со своего i-го выхода сигнал. задержки длительностью ТЗ, поступающий на второй .вход элемента &5 И 30;, сигнал с выхода которого посту пает на первый вход элемента И 31;, на второй вход которого подается сигнал разрешения.

Таким образом, если неисправность. длится меньше времени Т„, занимаемого тремя тактовыми импульсами, то она классифицируется как сбой, при этом первый элемент 25 задержки не запускается, а если длится меньше времени Т> то классифицируется как длительный сбой. Неисправность, превышающая по длительности ТЗ, классифицируется как отказ, и в этом случае на выходе элемента И 31 — i м

j .выходе первой, второй и третьей групп выходов первого блока 8 управления появляется сигнал, который для i-x входов первых групп входов первого

2 и второго 7 коммутаторов является сигналом перестройки структуры, для второго входа ключа б — сигналом

1 запрета прохождения информации, для

i-го входа первой группы входов блока 24 преобразования и .регистрации сигналом индикации отказа i-го канала. Перестройка структуры первого функционального уровня устройства заключается в том, что отказавший

i-й канал отключается, а вместо него подключается канал наименее информативного (важного)параметра (и-ro параметра), т.е. параметра, имеющего наименьший весомый коэффициент (приоритет). Таким образом, за счет потери информации о менее важном параметре удается сохранить информацию о более важном. С выходов второго коммутатора 7 комбинации трехразрядного двоичного кода, соответствующие уровням работоспособности технического объекта по каждому параметру, параллельно поступают на девять преобразователей

9-17 кодов. Каждый преобразователь кода представляет собой комбинационный дешифратор-шифратор, производящий декодирование параллельного и-разрядного кода в 2 комбинаций, разбиение их на восемь групп и кодирование параллельным трехразрядным двоичным кодом, имеющим комбинации от 000 до 111. Причем на каждые три преобразователя кода (9,10 11), (12,13 14),(15,16,17) подается и одноименных разрядов из всех комбинаций, соответствующих уровня работоспособности объекта по каждому параметру (на преобразователи 9, 10, 11 поступают старшие разряды). Коды, соответствующие .порязрядным уровням работоспособности объекта, с выходов преобразователей кодов параллельно в каждой триаде поступают на трехрязрядные входы соответствующих вторых блоков 18-20 управления.

Второй блок управления, например

18, работает следующим образом.

1070561

При поступлении кодовых комбинаций с трехразрядных .выходов преобразователей 9-11 кодов соответственно на трехразрядные входы второго блока

18 управления и на первый, второй.и третий входы элемента 33 совпадения, 5 первые и вторые входы элементов 34-36 .совпадения и при совпадении всех комбинаций с выходом элементов 33-36 совпадения соответственно на первый, второй, третий и четвертый входы )Q второго элемента 32 задержки поступают сигналы разрешения, и с выходов второго блока 18 управления поступают соответственно на входы третьего коммутатора 21 сигналы об отсутст- g вин ошибок соответственно в преобра зователях 9-11 кодов. При несовпадении кодовых комбинаций, например, на входах элементов 33-36 совпадения ! во втором элементе 32 задержки с пер- < вого выхода формируется сигнал задержки длительностью Тз, поступающий на первый вход элемента 37 совпадений, на второй вход которого приходит с выхода элемента 34 сов падения сигнал разрешения. С выхода элемента 37 совпадения — выхода 11 второго блока 18 управления — поступает сигнал запрета на вход третьего коммутатора 21, запре. щающий пользоваться информацией с преобразователя 11 кода. Если несовпадение кодовых комбинаций .на входах элементов 33-36 совпадения длится меньше времени Тз, то по прошествии указанного времени сигнал запрета на выходе элемента 37 совпадения пропадает, и код поразрядной степени работоспособности объекта с преобразователя 11 кода может вновь с выхода третьего коммутатора 21 поступать на вход блока

24 преоразования и регистрации. Блок преобразования и регистрации преобразует каждую из поступивших на входы трехразрядных комбинаций параллельно двоичного кода, соответствующих поразрядным уровням работоспособности объекта, s десятичный код, что позволяет задействовать индикацию степени работоспособности в виде трех десятичных разрядов (от 000 до 777).

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в повышении достоверности определения технического состояния объекта на 10-15%; в снижении ошибок, вносиьмх оператором, с помощью оценки состояния степени работоспособности объекта; а также в том, что устройство обладает свойством самокоррекции.

1070561

1070561

Г

28с 8х1

c8i Юх2

2 8

2 бюи с л;йг

8бых с

I !

I !

1

1

I

2ХШ Рруплы 6ыходо8

1070561

ХУЮХ1

Юбби

Ф д) ари с&Р бпреф Рюобатепе кодоп

NAu

6) при атк03Р прРОброЯЮап7еюя а да 11

Рие. Я

Составитель А. Малышев редактор Т.. Мермелштейн Техред В.Далекорей . Корректор В.

Заказ 11683/46 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

У бх1

ЮбхР

Лбх3 дгдх У

Ю7бх1

Ю7бых

N gx1

ЗИих

ЮИХ1

Г18

1

1

1

1

1

I

1

t

t

t

ЗИХ1

ЯЛХГ

ЛФЯ ибх4

87бх1 ,УУЮб/х

ЯОи абба

I

I

I.1

1

t

t