Устройство для контроля состояния технических объектов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ .СОСТОЯНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее индикатор исправного состояния , первьй ключ, соединенный информационным входом с входом цепи обратной связи устройства, управляющим входом - с единичным выходом триггера Шмитта, а выходом с выходом обратной связи устройства и с выходом второго ключа, связанного управляющим входом с нулевым выходом триггера Шмитта, а также по числу контролируемых параметров N пороговых датчиков, подключенньпс входами к входам устройства, , а выходами - к первым входам дешифратора и к входам элементов НЕ, соединенных выходами с вторыми входами дешифратора, подключенного М выходами к входам индикаторов неисправностей , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок задания режима контроля, регистр воздействий и первый элемент И, связанный первым входом с выходом порогового датчика первого входа устройства, вторым входом - с-выходом элемента НЕ входа цепи обратной связи устройства, а выходом - с входом триггера Шмитта , подключенного нулевым выходом к (L+1)-My входу регистра воздействий , связанного L выходами с L командными выходами устройства, (L+1)командным выходом - с информационным входом второго ключа, L входами - с командными выходами блока задания режима контроля, соединенного входом с ()-M выходом дешифратора , а информационным выходом с входом индикатора исправного состояния . 49 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок задания режима контроля содержит формирователь команд, третьи ключи, дешифратор команд, узел коммутации, ждущий мультивибратор, четвертый ключ, элемент односторонней проводимости , первую и вторую дифференел цирующие цепочки, узел пуска-остано05 ва и второй элемент И, подключенный выходом к информационному выходу блока задания режима контроля , первым входом - к старшему разряду выхода дешифратора команд и к управляющему входу четвертого ключа, соединенного информационным входом с выходом первой дифференцирующей цепочки, подключенной входом к выходу блока задания режима контроля , к второму входу второго элемента И и к входу элемента односторонней проводимости, подключенного выходом к выходу узла пуска-останова и к входу второй дифференцирующей цепочки, соединенной выходом с пер

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„su„„»neo» (51) G 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3626901/24-24 (22) 27.07.83 (46) 15.05.85. Бюл. N - 18 (72) В.П.Головенкин и П.Н.Сницаренко (53) 621.396(088.8) (56) 1. Сердаков А.С. Автоматический контроль и техническая диагностика. Киев,"Техника", 1971, с. 40.

2. Авторское свидетельство СССР

9 930275, кл. С 05 В 23/02, 1980 (прототип). (54 ) (5 7) 1 . УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТР ОЛЯ,СОСТОЯНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее индикатор исправного состояния, первый ключ, соединенный информационным входом с входом цепи обратной связи устройства, управляющим входом — с единичным выходом триггера Шмитта, а выходом с выходом обратной связи устройства и с выходом второго ключа, связанного управляющим входом с нулевым выходом триггера Шмитта, а также по числу контролируемых параметров N пороговых датчиков, подключен— ных входами к входам устройства, а выходами — к первым входам дешифратора и к входам элементов НЕ, соединенных выходами с вторыми входами дешифратора, подключенного И выходами к входам индикаторов неисправностей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства, в него введены блок задания режима контроля, регистр воздействий и первый элемент И, связанный первым входом с выходом порогового датчика первого входа устройства, вторым входом — с выходом элемента НЕ входа цепи обратной связи устройства, а выходом — с входом триггера Шмитта, подключенного нулевым выходом к (1 +1)-му входу регистра воздействий, связанного L выходами с командными выходами устройства, (1 +1)командным выходом — с информационным входом второго ключа, 1 входами — с командными выходами блока задания режима контроля, соединенного входом с (pl+1) м выходом дешифратора, а информационным выходом— с входом индикатора исправного состояния.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок задания режима контроля содержит формирователь команд, третьи ключи, дешифратор команд, узел коммутации, ждущий мультивибратор, четвертый ключ, элемент односторонней проводимости, первую и вторую дифференцирующие цепочки, узел пуска-останова и второй элемент И, подключенный выходом к информационному выходу блока задания режима контроля, первым входом — к старшему разряду выхода дешифратора команд и к управляющему входу четвертого ключа „соединенного информационным входом с выходом первой дифференцирующей цепочки, подключенной входом к выходу блока задания режима контроля, к второму входу второго элемента И и к входу элемента односторонней проводимости, подключенного выходом к выходу узла пуска-останова и к входу второй дифференцирующей цепочки, соединенной выходом с пер1156011

ЗО вым входом формирователя команд, подключенного вторым входом к выходу четвертого ключа и к выходу ждущего мультивибратора, связанного выходом с управляющими входами третьих ключей, подключенных информаци1

Изобретение относится к технической диагностике и может быть исполь з о вано для обнаружения неиспр авностей в радиоэлектронных объектах, имеющих произвольные связи между 5 его функциональными элементами.

Известно устройство, содержащее группу датчиков допускового или порогового контроля параметров объек— та, дешифратор кодов состояния объ— екта с ло"ическими элементами НЕ— на каждом входе, индикаторы состо— яния объекта, причем датчики непосредственно соединены с входами де— шифратора, выходы которого подклю— чены к индикаторам. Устройство реализует комбикационный поиск отказавших функциональных элементов объекта контроля (ОК) (1з.

Однако данное устройство ке поз- 20 воляет определить место отказа сре— ди элементов ОК, охваченных цепью обратной связи (ОС) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее группу датчиков допускового контроля параметров ОК; группу логических элементов

НЕ, дешифратор кодов состояния ОК индикаторы состояния ОК; триггер

Шмитта, источник эталонных сигналов цепи ОС и два ключа, причем выход датчика каждого подключен к входу дешифратора и входу элемента НЕ, выход которого соединен с входом дешифратора, выход которого подключен к индикаторам, при этом вход триггера Шмитта соединен с одним ,из выходов дешифратора, а выходы— с управляющими входами ключей, ин- 4> формационный вход первого иэ которых соединен с выходами ОК, выход с входом ОК и выходом второго клю-, ча, информационный вход которого подключен к выходу источника эталон- 4 оккыми входами к выходам формирователя команд, а выходами — к входам дешифратора команд, соединенного выходами с входами узла коммутации, связанного выходами с команднымивыходами блока задания режима контроля.

2 ных сигналов цепи ОС . Устройство позволяет диагностировать функциональные элементы ОК, охваченные цепью ОС L23.

Недостатками известного устройства являются невозможность диагности— рования объекта в случае необходимости подачи на его внешкие входы стимулируюших воздействий, включение источника эталонных сигналов в цепь ОС при неисправностях функциональкых элементов ОК, не охваченных цепью ОС, что ведет к повышению энергетических затрат при проведении диагностической операции, т.е. к снижению экономичности работы.

Цель изобретекия — расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля состояния технических объектов, содержащее индикатор исправного состояния, первый ключ, соединенный информационным входом с вхоцом цепи обратной связи устройства, управляющим входом — с единичным выходом триггера Шмитта, а выходом — с выходом обратной связи устройства и с выходом второго ключа, связанного управляющим входом с нулевым выходом триггера Шмитта, а также по числу контролируемых параметров И пороговых датчиков, подключенных входами к входам устройства, а выходами — к первым входам дешифратора и к входам элементов НЕ, соединенных выходами с вторыми входами дешифратора, подключенного M выходами к входам индикаторов неисправностей, введены блок задания режима контроля, регистр- воздействий и первый элемент

И связанный первым входом с выходом: порогового датчика первого входа устройства, вторым входом — с выходом ную цепью обратной связи 1, функциональные элементы 2, 3 и 4 объекта контроля, охваченные цепью обратной связи, пороговые датчики 5, -5, элементы НЕ 6, -6ц, дешифратор 7, индикаторы неисправности 8„ -8ц, индикатор исправного состояния 9, первый эле- мент И 10, триггер Шмитта 11, первый

12 и второй 13 ключи, блок 14 задания режима контроля, регистр 15 воздействий.

Блок задания режима контроля содержит узел коммутации 16, второй элемент И 17, дешифратор команд

18, первую дифференцирующую цепочку

19, третьи ключи 20, -20„, четвертый

1 ключ 21, ждущий мультивибратор 22, формирователь команд 23 вторую дифференцирующую цепочку 24, узел пускаостанова 25, элемент односторонней проводимости 26. Узел коммутации состоит из диодов 27, соединенных как показано на фиг. 3 (приведена конструкция на четыре входа и выхода).

Регистр воздействия 15 состоит из генераторов импульсов 28.

Устройство позволяет диагностировать объект комбинационным способом по частям — за несколько шагов. Принцип его работы заключается в следующем.

Исходно предполагаются известными комбинации внешних воздействий ОК, реакциии на которые отдельных групп функциональных элементов позволяют однозначно судить об исправности последних. Известной является и последовательность подачи комбинациИ к внешним входам ОК.

Устройство работает следующим образ ом.

Алгоритм диагностирования обеспечивается блоком 14.

Первый шаг диагностирования начинается с нажатия кнопки "Пуск" в узле пуска-останова 25, содержащем (не показаны) R-S-триггер, в котором используется один выход, а на входы S и К соответственно через два кнопочных включателя "Пуск"

IT 11 и Стоп с контактами на замыкание в определенные моменты подаются перепады напряжения вида "1". С нажатием кнопки "Пуск" перепад вида "1" прикладывается к входу S триггера (триггер исходно находится в нулевом состоянии) и переводит его в единичное состояние. При этом единичный

3 1156011 4 элемента НЕ входа цепи обратной связи устройства, а выходом — с входом триггера Шмитта, подключенного нулевым выходом к (1+1)-му входу регистра воздействий, связанного L выходами с L командными выходами устройства, (И1)-м командным выходом — с .информационным входом второго ключа, L входами — с командными выходами блока задания режима контроля, сое- 10 диненного входом с (И+1)-м выходом дешифратора, а информационным выходом — с вьх дом индикатора исправного состояния.

Блок задания режима контроля со- . 15 держит формирователь команц, третьи ключи, дешифратор команд, узел коммутации, ждущий мультивибратор, четвертый ключ, элемент односторонней проводимости, первую и вторую дифферен- щ цирующие цепочки, узел пуска-останова и второй элемент И, подключенный выходом к информационному вы,ходу блока задания режима контроля, первым входом — к старшему разряду 25 выхода дешифратора команд и к управляющему входу четвертого ключа, соединенного информационным входом с выходом первой дифференциальной цепочки, подключенной входом к выходу блока задания режима контроля, к второму входу второго элемента И и к входу элемента односторонней проводимости, подключенного выходом к выходу узла пуска-остано35 ва и к входу второй дифференцирующей цепочки, соединенной выходом с первым входом формирователя команд, подключенного вторым входом к выходу четвеРтого ключа и к выходу жду- 40 щего мультивибратора, связанного выходом с управляющими входами третьих ключей, подключенных информационными входами к выходам формирователя команд, а выходами — к входам дешифратора команд, соединенного выходами с входами узла коммутации, связанного выходами с командными выходами блока задания режима контроля.

На фиг. 1 представлена структур ная схема устройства; на фиг. 2 структурная схема блока задания режима контроля и регистра воздействия; на фиг. 3 — структурная схема узла коммутации.

Устройство содержит (фиг. 1) часть объекта контроля, не охвачен5 11 перепад через элемент односторонней проводимости (диод) 26 поступает на первую дифференцирующую цепочку 19 и импульсом от дифференцирования переднего фронта перепада, который проходит через открытый в исходном состоянии ключ 21, запускается ждущий мультивибратор 22 и формирователь команд 23.

Применение триггера в элемент

25 коммутации предотвращает повторное срабатывание мультивибратора

22 и формирователя команд 23 при возможном многократном нажатии кнопки "Пуск" в начале процесса диагностики. При срабатывании мультивибратор 22 формирует кратковременный импульс, которым запираются ключи

20 на время переходных процессов в формирователе команд 23, представляющем собой асинхронный двоичный счетчик, для формирования кода используются состояния цепочки триггеров.

При срабатывании первого триггера формирователя команд 23 на ггервом выходе последнего появляется сигнал "1", а на всех остальных выходах остаются сигналы "0",таким образом формируется код первой команды, который после отпирания K2IrOчей 20, в результате возвращения мультивибратора 22 в исходное состояние, прикладывается к входам дешифратора 18 команд.

В результате дешифрования кода первой команды на первом выходе дешифратора 18 команд появляется сигнал

"1", .который поступает на один из входов узла 16 коммутации, представляющего собой вентильную матрицу, . позволяющую при воздействии на один из ее входов сигнала "1" получать на ее выходах определенную комбинацию сигналов "1" и "0". Поэтому на выходе узла 16 коммутации возникает комбинация управляющих сигналов "1" и "0" для регистра воздействий 15.

Сигналы "1" воздействуют на соответствующие генераторы импульсов 28 регистра воздействий, переводя их в состояние генерации.

Полученная таким образом первая комбинация стандартных сигналов подводится к определенным входам ОК, Заранее определены комбинации входных воздействий ОК и их последовательность подачи (для варианта, изображенного на фиг. 3):

56011 пepвая (1 — 4 ); вторая ("1 — 2-4") третья ("2 — 3"); четвер ("1 — 3") .

1-й и 4 — и генераторы

1 — й, 2 — и и 4-й генераторы

2-й и 3 — и генераторы гая: 1 — и и 3 — и генераторы

На первом шаге диагностирования к дешифратору 18 команд приложена кодовая комбинация "100", под воздействием которой»а первом его выходе а следовательно, и на первом входе узла 16 коммутации возникает сигнал

11 II

1, который, прикладываясь через диоды 2 7, и 2 7 к генераторам 2 8 и

2 8r,, переводит их в состояние ген ер ации з а сч е т воздействия на к оммутир ующий элемент в цепи пи та ния с о о та етс тв ующе г о генератора (не показ ан ) . В силу противоположной пол ярности включения диодов 27» 27» а также 27 по отношению к 1-му входу действующий на входе 1 узла 16 комму. тации сигнал "1" не проходит на другие его выходы. Таким образом включена требуемая комбинация входных . воздействий OK — 1-4, которая подводится к соответствующим его входам.

Сигналы, прикладываемые K входам

ОК, вызывают реакции соответствую—

1щих его функциональных элементов, которые воспринимаются датчиками 5, преобразующими их значение в сигналы "1" (параметр в норме) или "0" (параметр не в норме). Таким образом отдельный шаг диагностирования позволяет выявить место отказа в той части ОК„ работа которой однозначно определяется прикладываемой к входам объекта комбинацией входных воздействий (в конкретном случае комбинацией "1-4").

Если данная часть 01(исправна, то на выходах датчиков 5, контролирующих эту часть объекта, образуются сигналы "1" (соответственно на выходах смежных элементов 6 НŠ— сиг" налы "0") и на (М +1)-м выходе дешифратора 7.

При исправной части объекта, проверяемой на отдельном шаге, сигнала "1" поступает с (Я+1)-го выхода дешифратоца 7 в блок 14 на вход первой дифференцирующей цепи 19, в результа-.е чего импульсом от дифференцирования переднего фронта,- который проходит через открытый в ис.":

1156011 ходном состоянии ключ 21, запускается ждущий мультивибратор 22, а первый триггер формирователя команд 23 переводится в исходное состояние, при котором в единичное состояние пере- 5 водится второй триггер. Таким образом, только во втором разряде обра-. зованного кода кОманды на включение очередной комбинации входных сигналов ОК будет "1", а во всех остальных разрядах "О" (в конкретном слу" чае 010 ) .

Одновременно с этим в результате запирания импульсом мультивибратора

22 ключей 20, снимается код команды предыдущего шага с входом дешифратора 18 команд, что приводит к сня-, тию управляющих сигналов "1" с соответствующих входов регистра 15 последний прекращает генерацию сиг- 20 налов предыдущего шага ("1-4") и на (М+1)-м выходе дешифратора 7 вновь образуется сигнал "О", при этом диод 26 предотвращает прохождение этого перепада к второй дифференцирующей цепочки 24, чем обеспечивается устойчивость работы формирователя команд 23, После возвращения мультивибратора 22 в исходное состояние новый код команды 30 (конкретно "010") через открытые ключи 20 прикладывается к входам дешифратора 18 команд и все укаэанные выше процессы при исправных функциональных элементах ОК, проверяемых данной комбинацией входных (конкретно "1-2-4"), повторяются. Весь процесс диагностирования объекта продолжается до тех пор, пока не будут использованы все имеющиеся комбинации 40 входных сигналов (конкретно "1-4", "1-2-4", "2-3", "1-3"). Если последний шаг не указывает на неисправность объекта, то на выходе элемента 17 И появляется сигнал "1", так 4g как на один его вход поступает "1" с (М+1)-го выхода дешифратора 7, а на второй вход — сигнал "1" с К-го выхода дешифратора 18 команд, который управляется включением послед- 50 ней комбинации входных сигналов OK.

Кроме того, сигнал "1" с К-ro выхода дешифратора 18 команд одновременно прикладывается к управляющему входу ключа 21 и переводит его в закрытое 55 состояние, что в последующем предотвращает срабатывание мультивибратора

22 и формирователя команд 23. Поэтог му если на последнем шаге диагностирования на (м+1)-м выходе дешифратора 7 появляется сигнал "1", то мультивибратор 22 и формирователь 23 останутся в прежнем состоянии.

Сигнал "1" с выхода элемента 17 И постугает на вход индикатора 9 исправного состояния, который включается и сигнализирует об исправном сос0 тоянии ОК и конце его диагностирования.

Диагностирование заканчивается нажатием кнопки Стоп в узле пуска-останова 25, в результате чего единичный перепад напряжения подводится к входу R триггера, который при этом возвращается в исходное состояние, при котором на единичном выходе потенциал падает до нуля.

Импульсом от дифференцирования перепада с высокого уровня на низкий за счет цепи 24,формирователь команд 23 переводится в исходное состояние, при котором на его выходах будут только сигналы "0" и, следовательно, снимаются управляющие сигналы с входов регистра. 15.

При этом генераторы регистра 15 прекращают подачу воздействий к входам ОК и индикатор 9 исправного состояния выключается.

Процесс диагностирования закончен.

В случае неисправности 0К на некотором шаге диагностирования дешифратор 7 среагирует на отказ функционального элемента. При этом на одном из выходов, подключенном к одному из индикаторов 8 -8M неисправностей возникает сигнал "1", включающий индикатор, который сигнализирует об отказе одного из М функциональных элементов ОК. Поскольку в этом случае на (И+1)-м выходе дешифратора 7 действует сигнал "О", то

"очередная комбинация входных сигналов

ОК может быть подана только после устранения выявленной неисправности (т.е. когда на (И+1) — м .выходе дешифратора 7 вновь будет сигнал "! ) .

Кроме того, при исправном ОК, когда на выходах датчиков 5 действуют сигналы ",1", а при выходах эле(ментов 6 НŠ— сигналы "О", на. выходе элемента 10 И действует сигнал

У! l I

О, так как один вход подключен к выходу датчика 5„, а второй Ъход— к выходу элемента 6> BE. Это позволяl 1560 1 l

10 ет триггеру Шмитта 11 находиться в таком состоянии, при котором ключ

12 закрыт, а ключ 13, включенный по информационному входу и выходу в ра— разрыв цепи ОС элементов 2, 3 и 4 объекта, открыт. Прй этом на (м+1)-м выходе дешифратора 7 действует сигнал "1", что является признаком исправности объекта.

Если неисправность ОК окажется в 10 каком-либо из элементов 2, 3 и 4, охваченных цепью ОС, то на выходах датчиков 5, контролирующих выходы

2, 3 и 4 объекта, появится сигнал

"0", а на выходах датчиков 5, контро-15 лирующих другие выходы, будет действовать сигнал "1". В этом случае на первый вход элемента 10 И поступает сигнал "1", так как этот вход соединен с выходом датчика 5, который 20 контролирует 2-й выход ОК, откуда нормальный сигнал непосредственно поступает к элементам 2, 3 и 4, охваченным цепью ОС.

На второй вход элемента 10 И так- 2S же поступает сигнал "1" с выхода элемента 6 НЕ, вход которого подключен к выходу датчика 5, контролирующего выход функционального элемента 4 (2-й выход ОК, где сигнал при неисп" равности любого из элементов 2,3 или 4 отсутствует и поэтому на выходе датчика образуется сигнал "0" а следовательно, на выходе смежного с ним элемента 6 НЕ будет сигнал и1н) .

В результате этого на выходе элемента 10 И образуется сигнал "1", под действием которого триггер Шмит та 11 изменит свое состояние на противоположное, ключ 13 закроется, разрывая цепь ОС объекта, а ключ 12 откроется, подключая (L -1)-й выход регистра воздействий к (+1)-му входу ОК. Одновременно с этим перепад . напряжения на нулевом выходе триггера Шмитта 11, прикладываясь к (4 +1)-му (конкретно 5-му) генератору импульсов, переводит его в состояние генерации, в результате чего стандар ый сигнал через открытый ключ 12 поступает на

Применение предложенного устрой-,. ства существенно расширяет возмож" ность при диагностировании технических объектов комбинационным способом по сравнению с базовым устройством, в качестве которого принят прототип, а воэможность диагностирования функциональных элементов ОК, охваченных цепью ОС, только при неисправностях этих элементов, а не произвольных, как в прототипе, позволяет снизить энергетические затраты, за счет чего повышается экономичность работы устройства.

Кроме того, при пошаговом диагностировании отдельных типовых структур возможно значительное упрощение схемы дешифратора за счет сокращения числа разрядов кодов состояния ОК.

115б01) l l 56011

Фиг 2

Огп Д и Я фцр

BHHHfIH Заказ 3143/43 Тираж 863 Подписное

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