Устройство для диагностирования функциональных блоков в системе

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при диагностировании технического состояния сложных объектов. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности диагностирования,с точностью до неработоспособного, функ .ционального-блока и повышение тач кости диагностирования за счет более точной оценки влияния данного функци-. онального блока на выходной сигнал системы. Устройство для диагностирования функциональных блоков в системе содержит блоки вычитания, умножения , блок эталонов, выключатели и блок распознавания класса текнкческого состояния систеьад, который, в свою очередь, содержит блоки классификации , включающие двухпороговые компараторы, задатчик пороговых значений и элемент И, дешифратор и индикаторы . Данное устройство, имея режимы диагностирования и самоконтроля , позволяет проводить диагностирования с точностью до функциональ- HoVo блока, учитывает зависимость отклонения параметров данного функционального блоке от отклонения параметров других функциональных блоков, повьшая тем самым точность диагностирования . 2з,п, ф-лы, 4 ил. с (Л ю 4 со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 G 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3797276/24-24 (22) 05.07.84 (46) 30д 6.86. Бюл. N 24 (71) Ленинградский институт водного транспорта . (72) Н.В.Широков (53) 621.396(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 634240, кл. G 05 В 23/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 572764, кл. G 05 В 23/02, 1975, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ В СИСТЕМЕ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано .при диагностировании технического состояния сложных объектов. Цель изобретения— расширение функциональных воэможностей устройства путем обеспечения возможности диагностирования,с точностью до. неработоспособного функ,ционального блока и повышение точ„,SU„„1241199 А 1 ности диагностирования за счет более точной оценки влияния данного .функци-. онального блока на выходной сигнал системы. Устройство для диагностирования функциональных блоков в системе содержит блоки вычитания, умножения,блок эталонов, выключатели и блок распознавания класса техничес-., кого состояния системы, который, в свою очередь, содержит блоки классификации, включающие двухпороговые компараторы, задатчик пороговых значений.и элемент И, дешифратор и индикаторы. Данное устройство, имея режимы диагностирования и самоконтроля, позволяет проводить диагностирования с точностью до функционального блока, учитывает зависимость отклонения параметров данного- функционального блока от отклонения параметров других функциональных блоков, повышая тем самым точность диагностирования. 2з.п. ф-лы, 4 ил.

1241199

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при диагностировании технического состояния сложных объектов. 5 .Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности дйагностирования., с точностью до неработоспособного функционального блока и повышение точности диагностирования за счет более точной оценки влияния данного функционального блока на выходной -сигнал системы.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.. 2— схема блока распознавания класса технического состояния системы; на фиг. 3 — схема поясняющая работу блока классификации; на фиг. 4 — схема блока классификации.

Устройство диагностирования системы, включающей функциональные блоки.

1.1-1 k+m+n (фиг. 1) содержит первый блок 2. 1 вычитания, дополнительные первые блоки 2.2-.2.k — 2.k +

+ m — 2.k. + ш + п вычитания, блок

3 эталонов, блок 4. 1.1 умножения, дополнительные блоки 4.1.2-4.k + mp х и, — 4.k+n+m.n умножения, вторые блоки 5.k+1.1 — 5.k+m.п — 5k.+n+m. n вычитания, выключатели б.1 — б.п, третьи блоки 7.1 — 7 .п вычитания и блок 8 распознавания класса технического состояния системы. На фиг. 1 35 показаны также выходы 9.1-9.п диагностируемой системы содержит блоки

10 ° 1 - 10.1 классификации, дешифратор 11 и индикаторы 12.

Блок 10.i классификации содержит двухпороговые компараторы 13.1 и

13 ° 2, блок 14, задания пороговых значений и элемент И 15.

Устройство для диагностирования функциональных блоков в системе 45 (фиг. 1) работает следующим образом.

В режиме "Диагностирование" aa k входов устройства (входы функциональных блоков 1.1, 1.2,...,1.k) поступают тестовые сигналы, в качестве кото- 50 рых могут быть использованы рабочие сигналы в диагностируемом режиме,поступающие с выходов предыдущей системы, либо сигналы, иммитирующие диаг- . ностируемый рабочий режим от генера- 5 тора этих сигналов (на фиг. 1 не по- казан). С выходов диагностируемых функциональных блоков 1.i сигналы поступают на входы соответствующих блоков 2.i вычитания, на другие входы которых поступают сигналы заданного значения этих сигналов от блока

3 эталонов. Выходной сигнал каждого из блоков 2.i вычитания представляет собой величину отклонения реального сигнала соответствующего диагностируемого функционального блока 1.i от его заданного значения. Сигнал свыхода каждого из блоков 2.i вычитания поступает на входы блоков 4.1,,4.k+n+m+m.m умножения, число которых равно числу диагностируемых выходов системы, где происходит его умножение на соответствующий коэффициент смещения. В результате на выходе каждого .блока 4.1.1,...,4.n+k+m.n умножения формируется сигнал, пропорциональный величине смещения сигнала, снимаемого с одного из выходов 9.1

9.п системы, относительно заданного значения вследствие отклонения от заданного значения сигнала на выходе данного Функционального блока 1.i. Например, выходной сигнал блока 4.1.1 умножения показывает насколько смещается от оптимального состояния сигнал системы диагностируемых функциональных блоков 1;1, 1.2, ...,.1.k+m+n на ее выходе 9.1 вследствие погрешности на выходе блока

1.1. На работу функциональных блоков

1. 1 — 1.k являющихся входами системы, не оказывают влияния другие функциональные блоки системы, поэтому выходные сигналы соответствующих им блоков 4.1.2,...,4. 1.п умножения показывают величину смещения соответствующих выходных сигналов системы от заданных значений вследствие погрешности в работе только данного функционального блока 1.1.

Выходной сигнал остальных функциональных блоков 1.k+1,...,1.k+m+n, формируется с учетом погрешностей как самих этих функциональнйх блоков, так и тех функциональных блоков, которые оказывают влияние на формирование их входного сигнала. Например, на погрешность выходного сигнала функционального блока 1.k+m оказывает влияние его собственная погрешность и погрешности функциональных блоков

1.1, 1.2,...,1.k+m-1.Поэтому на выходах блоков 4.k+m. 1,...,4.k+m.n умножения формируются сигналы, пропорциональные изменению выходных сигна12411 т лов соответственно на выходах 9.1

9.п системы для заданного смещения сигнала блока 1.k+m.

В блоке, например, 5.k+m. 1 вычитания из полученного в блоке 4.k+m. 1 значения вычитаются сигналы, пропорциональные смещению сигнала на выходе 9.1 системы из-за влияния других блоков 1.1 — k+m-1 системы (кроме блока 1.k+m). В результате .на выходе блока 5.K+m. 1 вычитания получается сигнал, характеризующий влияние отклонения параметра только блока 1.k+m на сигнал на выходе

9.1 системы, а влияние других блоков устраняется.

На выходе блоков 5.ij вычитания формируется сигнал, пропорциональный величине смещения соответствующего сигнала системы на выходе 9.j относительно оптимального вследствие погрешности в работе данного функционального блока 1.i:.

Если из общего отклонения каждого выходного сигнала системы вычесть ZS

I ту величину,крторую вносит в это отклонение погрешность в работе определенного функционального блока 1. i, возникает состояние, моделирующее такое техниеское состояние системы из блоков

1, 1, 1,2,..., 1.k+m+n, как если бы этот функциональный блок 1.i был заменен заведомо исправным, а все остальные остались без изменения.Поэтому сигнал с выхода 9.j системы поступает на вход блока 7.j вычита- З5 ния, на другие входы которого через выключателя 6.1 †. б.k+m.n поступают величины, пропорциональные смещению сигнала системы на выходе 9. 1 вследствие погрешности в работе функцио40 нальных блоков 1 .1, 1.2,...,1.k+m+n.

Если все выключатели 6.1, 6.2,...,6k+

+m+m разомкнуты,на входы блока 7.j вычитания сигналы не поступают.

В этом случае сигналы с выходов блоков 2.1с+ш+1...,,2k+m+n вычитания, характеризующие отклонение от заданных значений сигналов на входах системы, поступают на входы блока 8 распознавания класса технического состоя50 .ния диагностируемой системы, который определяет класс, к которому относится реальное техническое состояние системы.

Если данное техническое состояние

55 системы не удовлетворяет требованиям эксплуатации или оператор решает улу ппить его класс он замыкает первый

99

4 ключ 6,1. В этом случае на входы блоков 7.1,,...,7.п вычитания поступают величины смещения выходных сигналов системы вследствие погрешности в работе функционального блока 1. 1 и на выходах блоков 7.1,. ° .,7.п вычитания появляется набор сигналов, моделирующих режим включения вместо функционального блока 1.1 такого же заведомо исправного блока. Блок 8 распознавания класса технического состояния диагностируемой системы фиксирует изt менение технического состояния системы при замене функционального блока

1.1 на заведомо. исправный. Оператор, отметив изменившееся состояние, вновь замыкает ключ 6. 1 и замыкает ключ

6.2. При этом моделируется состояние системы как в случае замены функционального блока 1 ° 2 заведомо исправным и т.д., пока не будет осуществлено моделирование технического .состояния, возникающего в результате замены каждого функционального блока заведомо исправным. Затем, исходя из реальных условий эксплуатации (наличне ЗИПа, стоимость замены, требуемое улучшение — технического состояния системы и т.д.) функциональный блок 1.i, признанный неработоспособным в рамках требуемого технического состояния системы, подвергается замене или по возможности, соответствующим образом регулируется. После выполнения этих операций оператор вновь размыкает ключи 6.1, 6.2,...,6k+n+m и проверя ет изменившееся техническое состояние системы после замены (регулировки) неработоспособного функционального блока.

Для целей самоконтроля устройства необходимо замкнуть все ключи 6.1, 6.2, ° ...6k+n+m.В этом случае сигналы на выходах блоков 7. 1,...,7.п вычита-. ния должны отсутствовать,что легко установить с помощью милливольтметра тестера и т.д. или дополнительных. индикаторных элементов (на фиг. не показаны) в цепях выходов блоков

7.1,...,7.п вычитания.

Блок 8 распознавания класса технического состояния диагностируемой системы (фиг. 2) работает следующим образом.

Сигналы .с диагностируемых выходов 9.1 — 9.п преобразованные блоками 7.1 . — 7,п, поступают на соответствующие входы блоков 10. 1 — 10.1 классификации.

1241199

Если техническое состояние удовлетворяет данному классу, на выходе соответствующего блока 10.i классификации появляется логическая единица, если же не удовлетворяет — логический ноль.. Эти.логические сигналы поступают на вход дешифратора 11, сигнал на выходе которого является, сигналом, фиксирующим то или иное ip техническое состояние системы. Этот сигнал поступает на входы индикаторов 12 для указания класса технического состояния„ к которому.относится техническое состояние диагностируемой системы, что обеспечивается свечением индикаторов.

БлоК 10 классификации работает следующим образом.

На входы двухпороговых компарато- Zp ров 13.1 и 13.2 поступают сигналы

У и У с выходов 9.1 и 9.2 сисуе1 Т мы (фиг. 3) соответственно. На их вторые входы поступают сигналы верхних пороговых значений У„ ц „ ь и 25

У и к .b > а на третьи входы-сигналы нижних пороговых значений У К и

У к,1 соответственно с вьмодов пкл+ 1 блока 14 задания пороговых значений.

Если сигнал У4 с выхода системы 50 больше нижнего порогового значения

У (i u и меньше верхнего порогового значения У 0 КЛ.g, на выходе двухпорогового компаратора 13.1 появляется сигнал логической единицы.Аналогично, если сигнал Уг и .H меньше верхнего порогового значения Уг(Kh.s. на выходе двухпорогового компаратора

13.2 появляется сигнал логической : единицы.Оба этих логических сигнала

40 поступают на вход логического элемента И 15 на выходе которого появляется сигнал логической единицы,свидетельствующий о том,что техническое состояние системы удовлетворяет тре— 45 . бованиям второго класса технического состояния.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность диагностирования с точностью до функ-50 ционального блока, а также самоконтроля, что расширяет его функциональные возможности, а также позволяет учитывать зависимость отклонения параметров данного функционального бло- 55 ка от отклонения параметров других функциональных блоков, что повышает точность диагностирования.

Формула изобретения

1. Устройство .для диагностирования функциональных блоков в системе, содержащее блок эталонов, соединенный первым выходом с первым входом соответствующего первого блока вычитания, соединенного вьмодом с соответствующим входом блока умножения, K первых, вторых и и третьих входов, отличающееся тем что, с целью повышения точности диагностирования и расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности диагностирования с точностью до неработоспособного функционального блока,в него введены дополнительные первые блоки вычитания, дополнительные блоки умножения, вторые блоки вычитания,, третьи блоки вычитания, выключатели, блок распознавания класса технического состояния системы, причем первые входы каждого второго блока вычитания. с номером Ц (K (L. ь K+ и

=1-и) соединены с выходами соответствующих блоков умножения с номерами (f 4 ь)," вторые входы каждого второго блока вычитания с номером

Ц (К + 1(L(K+ N J = 1 -ч ) соединены с выходами соответствующих вторых бло*ов вычитания с номерами (f С 1. ЬЮ выходы всех вторых блоков

У

I вычитания с номерами 1, (К (ь(K+rn

j -= -1 - p ) соединены с первыми выводами -x замыкающих контактов

L,-х выключателей, соединенных вторыми выводами с первыми входами соот-.

Ф ветствующих j -х третьих блоков вычитания () =.1 -и ), входы каждого

\ блока умножения с номером lj (t, =

1 -K, + йч 4=- 1 -и ) соединены с вьмодом соответствующего I, -ro первого блока вычитания, первый вход каждого 1-го первого блока вычитания (1) соединен с соответствующим выходом блока эталонов, второй ! вход каждого -го первого блока вычитания (1 4 1. 4 K,) соединен с соответствующим первым входом устройс ства, второй вход каждого -го первого блока вычитания (К + 1 Ñ (К + ) соединен с соответствующим вторым входом устройства, выходы всех вторых блоков умножения с номерами 1. (1 < ь 4К,)= 1-g) соединены с первыми выводами j --х замыкающих контактов ь -х вЪпслючателей, 1241199 соединенных вторыми выводами с вторыми входами соответствующих J --x третьих блоков вычитания, первые входы вторых блоков вычитания с номе5 рами t,j где i =(Kt&44)-(К И )> — 1 — И ..соединены с выходами соответствующих блоков умножения, соединенных входами с соответствующими третьими входами устройства и соответст- 10 вующими входами j -х третьих блоков вычитания, выходы блоков вычитания с номерами с j где 1 = (К+ Ф+1)

) . (К+tn+ n), J = 1 -И. соединены с первыми выводами размыкающих контактов 15 соответствующих выключателей,.соеди- . ненных вторыми выводами с четвертыми входами соответствующих третьих блоков вычитания, а выходы третьих блоков вычитания соединены с соответ- 20 ствующими. входами блока распознавания класса технического состояниясистемы.

2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок распознавания класса технического состояния системы содержит блоки классификации,входы которых являются входами блока, выходы соединены с соответствующими входами дешифратора, соединенного выходами с вхо — . дами соответствующих индикато— ров

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок классификации содержит двухпороговые компараторы, первые входы которых являются входами блока, вторые входы соединены с соответствующими выходами блока задания пороговых значений, выходы соединены с соответствующими входами элемента И, выход которого является выходом блока.

1241199

Фиа.З

Диг, 9

Составитель И.Швец

ТехредЛ.Олейник Корректор.М ШаРоши

Редактор А.Огар

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3487/42 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1 1