Устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи технических объектов

 

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано в системах контроля сложных технических объектов для поиска места неисправности среди элементов, охваченных цепью обратной связи. Целью изобретения является повышение достоверности результатов диагностики технических объектов за счет контроля элементов устройства, включая датчики допускового контроля, Устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи технических объектов содержит датчики 7 допускового контроля, логические ключи 8, RS-триггеры 9, индикаторы 10 неисправности, элемент ИЛИ 11, элементы НЕ 12,14, индикатор 13 исправного состояния, элемент И 15. формирователь 17 эталонных сигналов, генератор 18 тактовых импульсов, триггеры отказов датчиков допускового кон-фоля, индикаторы отказов датчиков допускового контроля . Применение предлагаемого решения расширяет функциональные возможности устройства за счет контроля элементов устройства , включая датчики допускового контроля, и повышает достоверность информации о состоянии технического объекта . 4 ил. Вых. fe VI СЛ Ч hO

(l 9) (1 Ф) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s G 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕ I+Iblй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (61) 1239688 (21) 4840024/24 (22) 18.06,90 (46) 30.07.92. Бюл. М 28 (71) Научно-исследовательский институт радиотехнических измерений (72).П,Д.Столович (56) Авторское свидетельство СССР

14 1239688, кл. G 05 В 23/02, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ 0ТКАЗОВ ЭЛЕМЕНТОВ КОНТУРА ОБРАТНОЙ

СВЯЗИ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано в системах контроля сложных технических объектов для поиска места неисправности среди элементов, охваченных цепью обратной связи. Целью изобретения является повышение достоверности результатов диагностики технических объектов за счет контроля элементов устройства, включая датчики допускового контроля, Устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи технических объектов содержит датчики 7 допускового контроля, логические ключи 8, RS-триггеры

9, индикаторы 10 неисправности, элемент

ИЛИ 11, элементы HE 12, 14, индикатор 13 исправного состояния, элемент И 15. формирователь 17 эталонных сигналов, генератор 18 тактовых импульсов, триггеры отказов датчиков допускового контроля, индикаторы отказов датчиков допускового контроля. Применение предлагаемого решения расширяет функциональные возможности ус тройства за счет контролУзлементов уст- ф ройства, включая датчики допускового контроля, и повышает достоверность информации о состоянии технического объекта,4 ил, 1751719

Изобретение относится к технической диагностике, может быть использовано в системах контроля сложных технических объектов для поиска места неисправности среди элементов, охваченных цепью обратной. связи, и является усовершенствованием технического решения по авт,св, К

К. 1239688, Известно:устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи .технических объектов без изменения структуры при локализации неисправности, которая достигается фиксацией первого вышедшего за пределы допуска контролируемого параметра и блокировкой фиксации последующих отказовых состояний функциональных элементов, вызванных реакцией на истинный отказ, Устройство содержит датчики допускового контроля по числу выходов функциональных элементов объекта, параметры которых контролируются, логические ключи, выполненные в виде элементов HE и элементов И, элемент ИЛИ, RS-триггеры, индикаторы неисправности, элемент НЕ индикатор исправного состояния.

Однако известное устройство имеет недостаточную достоверность результатов диагностики технических объектов из-за ошибок, возникающих при выходе из строя одного или нескольких элементов устройства; включая датчики допускового контроля, Цель изобретения — повышение достоверности результатов диагностики технических объектов за счет контроля элементов устройства, включая датчики допускового контроля. . Поставленная цель достигается тем, что в устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи технических объектов введены формирователь эталонного сигнала, генератор тактовых импульсов и по числу датчиков допускового контроля триггеры отказов датчиков допускового контроля и индикаторы отказа датчиков, контрольный выход каждого йз датчиков допускового контроля соединен со счетным входом соответствующего триггера отказов датчиков допускового контроля, выход которого подключен к вхоцу индикатора отказа датчиков, выходы сигналов верхнего и нижнего уровней напряжения формирователя эталонных сигналов соединены с соответствующими входами датчиков допускового контроля, первый и второй тактовые входы которых подключены к соответствующим выходам синхроимпульсов, причем каждый из датчиков допускового контроля содержит первый и второй узлы контроля, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, каждый из узлов включает первый и второй пороговые элементы, первый и второй элементы НЕ, элемент И и элемент ИЛИ, информационный вход датчика допускового контроля соединен с первыми входами пороговых элементов ка>кдого узла контроля, вторые входы первых пороговых элементов узлов контроля подключены к входу сигнала верхнего уровня датчика, вход сигнала нижнего уровня которого соединен с вторыми входа5

10 ды первого и второго элементов И соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ является информационным вы30 ходом датчика, выход второго элемента

ИЛИ является контрольным выходом датчика, На фиг,1 и 2 представлена функциональная схема устройства; на фиг.3 — схема датчика допускового контроля, на фиг,4— временные диаграммы работы устройства, Устройство содержит функциональные элементы 1-6, датчики 7 допускового контроля, формирователь 17 эталонных сигналов, генератор 18 тактовых импульсов, логические ключи 8, RS-триггеры 9, индикаторы 10 неисправности, элемент ИЛИ 11, элемент НЕ 12, индикатор 13 исправного состояния, элемент НЕ 14, элемент И 15, триггера 19 отказов датчиков допускового контроля, индикаторы 20 отказа датчиков, а также технический обьект 16.

Датчик допускового контроля содержит первый, и второй узлы 21 и 22 контроля, в состав ка>кдого из которых входят первый

23 и второй 24 пороговые элементы, соединенные с информационным входом Вх, с входами сигналов верхнего А и нижнего В уровней напряжения датчика, с входами элементов НЕ 26 и 27, а также с первыми и вторыми входами элементов ИЛИ 25, выходы которых соединены с первым и вторым ми вторых пороговых элементов каждого узла контроля, выходы первого и второго пороговых элементов каждого из узлов контроля соединены с входами соответствую15 щих элементов НЕ и соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов HE узла контроля подключены к соответствующим входам элемента И, третий вход каждого из которых

20 соединен с первым тактовым входом датчика, выход элемента ИЛИ первого узла контроля подключен к первым входам первых ,элементов И и ИЛИ датчика, выход элемента ИЛИ второго узла контроля соединен с

25 вторыми входами первых элементов И и

ИЛИ датчика, выходы элементов И каждого из узлов контроля подключены к соответствующим входам второго элемента И, выхо1751719 входами элемента И 29 и с первым и вторым . входами элемента ИЛИ 32, выход которого соединен с выходом Вых датчика допускового контроля, выход элемента И 29 соединен с первым входом элемента ИЛИ 31, 5 выходы элементов НЕ 26 и 27 соединены с первым и вторым входами элементов И 28, третьи входы элементов И 29 и 28 соединены с входами R u L датчика допускового контроля, выходы элементов И 28 соедине- 10 ны с первым и вторым входами элемента И

30, выход его соединен с выходом Е датчика допускового контроля, Генератор тактовых импульсов состоит из мультивибратора, который формирует 15 сигнал с периодом Т/2, двух делителей на два, на выходах которых формируется сигнал с периодом Т и 2Т соответственно.

Устройство работает следующим образом. 20

На входы Вх,1 — Вх,б датчиков 7-1 — 7-6 допускового контроля поступаю сигналы от функциональных элементов технического объекта 16 в виде меняющегося уровня напряжения в заданных пределах (фиг.4а). 25

На входы А и В датчиков 7-1 — 7-6 допускового контроля поступают верхний и нижний уровни напряжения от формирователя

17 эталоннных сигналов, а на входы L u R этих датчиков поступают синхроимпульсы с 30 периодом Т и 2Т соответственно от генератора 18 тактовых импульсов.

В исходном состоянии, когда параметры функциональных элементов 1-6 технического объекта 16 находятся в поле допуска 35 и датчики 7-1 — 7-6 допускового контроля исправны, то на выходах пороговых элементов 23 и 24 узлов 21 и 22 контроля этих датчиков присутствуют сигналы "0", которые через элементы ИЛИ 25 и 32 поступают на 40 выходы Вых.1 — Вых.бдатчиков, При этом на выходах логических ключей 8-1 — 8-6 сигнаnb> отсутствуют, à RS-триггеры 9-1 — 9-6 сигналом "Сброс" no S-входу установлены в исходное состояние и индикаторы 10-1 — 45

10-6 выключены, а индикатор 13 включен, что свидетельствует о том, что параметры функциональных элементов технического объекта 16 находятся в поле допуска. Одновременно сигналы "0", поступающие с выходов 50 пороговых элементов 23 и 24 узлов 21 и

22 контроля датчиков 7-1 — 7-6 допускового контроля, запрещают прохождение синхроимпульсов с периодом 2Т через элементы И

29 и разрешают сигналам, формируемым с 55 выхода элементов НЕ 26 и 27 указанных узлов контроля, прохождение синхроим. пульсов с периодом Т(фиг.4б) через элементы И 28 и 30, ИЛИ 31 и выходы Е датчиков на счетные входы триггеров 19-1 — 19-6, при этом индикаторы 20-1 — 20-6 мигают с периодов 2Т (фиг.4в), сигнализируя, что датчики

7-1 — 7-6 допускового контроля исправны.

Когда параметры функциональных элементов 1-6 технического обьекта 16 находятся в поле допуска, но при этом имеется неисправность в датчике допускового контроля, например в одном из DopoloBblx элементов 23 и 24 узла 21 контроля, на выходе которого присутствует сигнал "1", то при этом на выходах элементов HE 26 и 27 узла

21 контроля формируется сигнал, запрещающий прохождение синхроимпульсов с периодом Т через элемент И 28, и, соответственно, синхроимпульсы не поступают на счетный вход триггера 19 и индикатор 20 не мигает, сигнализируя о неисправности датчика.

Аналогично положение, когда появляются неисправности в элементах Н Е 26 и 27, И 28 и 30, ИЛИ 31, при которых синхроимпульсы с периодом Т не поступают на счетный вход триггера 19. Если в результате неисправности одного йз пороговых элементов 23 и 24 узла 21 контроля на его выходе присутствует сигнал "0", то эта неисправность не нарушает работу данного датчика и, соответственно, не влияет на достоверность диагностики, так как при этом с,узла 21 контроля выдается сигнал, совпадающий с сигналом, выдаваемым с исправного узла 22 контроля, при этом индикатор 20 мигает с периодом . 2Т, свидетельствуя о .фактическом состоянии функционального элемента технического объекта 16.

Когда параметр одного или нескольких функциональных элементов технического обьекта 16, например 1 и 6, выходит за пределы, например, нижнего поля допуска, а датчики 7-1 и 7-6 исправны, то на выходах пороговых элементов 23 узлов 21 и 22 контроля этих датчиков присутствует сигнал "1".

Если параметр функциональных элементов выходит за пределы верхнего поля допуска, то сигнал "1" присутствует на выходах пороговых элементов 24 узлов 21 и 22 контроля датчиков 7-1 и 7-6 допускового контроля, При этом на выходах логических ключей 8-1 и 8-6 появляется сигнал, который воздействует на R-входы триггеров 9-1 и 9-6, переводя их в противоположное состояние. В связи с этим включаются индикаторы 10-1 и

10-6, сигнализируя, что параметры функциональных элементов 1 и 6 технического обьекта 16 выходят за пределы поля допуска, а индикатор t3 выключается, Сигналы с выходов Вых.1 и Вых.6датчиков 7-1 и 7-6 допускового контроля воздействуют на вторые входы логических ключей

8-2 и 8-3 соответственно. которые эапира17517.1 9 ются и исключают фиксацию отказа функциональных элементов 2 и 3 технического объекта,16, вызванного подачей на них сигналов с параметрами, выходящими за пределы поля допуска. Спустя некоторое время, обусловленное физической задержкой срабатывания элементов 2 и 3, на выходах Вых.2 и Вых.3 датчиков 7-2 и 7-3 допускового контроля может появиться сигнал об их отказе. Однако из-за блокировки логических ключей 8-2 и 8-3 фиксации отказа триггерами 9-2 и 9-3 не производится.

Далее сигнал с выхода Вых,2 датчика 7-2 допускового контроля через элемент ИЛИ

11 как и сигнал с,выхода Вых.6 датчика 7-6 допускового контроля, поступает на блокировку логического ключа 8-3. з сигнал с

Вых.3 датчика 7-3 допускового контроля— на блокировку логических ключей 8-1 и 8-4.

Ha R-входе триггера 9-1 сигнал отказа функционального элемента 1 пропадает, но индикатор 10-1 остается включенным.

Последовательно все логические ключи блокируются, но зафиксированные триггерами 9 истинные отказы обеспечивают горение соответствующих индикаторов 10, позволяя достоверно идентифицировать место неисправности в контуре обратной связи. Одновременно сигналы, формируемые на выходах пороговых элементов 23 и

24 узлов 21 и 22 контроля датчиков 7-1 и

7-6 допускового контроля, поступают на входы элементов НЕ 26 и 27 этих узлов контроля, на выходах которых формируется сигнал, запрещающий прохождение синхроимпульсов с периодом Т через элементы

И 28, 8 то же время сигнал с указанных порошковых датчиков поступает на входы элементов ИЛИ 25; разрешая прохождение синхроимпулъсов с периодом 2Т (фиг.4г) через элементы И 29, ИЛИ 31 и выходы Е . датчиков 7-1 и 7-6 допускового контроля на счетные входы триггеров 19-1 и 19-6, и индикаторы 20-1 и 20-6 мигают с периодом 4Т (фиг.4д), сигнализируя. что датчики 7-1 и 7-6 допускового контроля исправны.

Когда параметры функциональных элементов 1 и 6 технического объекта 16 выходят за пределы поля допуска. но при этом имеется неисправность в датчике допускового контроля, например в одном из пороговых элементов 23 и 24 узла 21 контроля, на выходе которого присутствует сигнал "О", то при этом на входе элемента ИЛИ 25 узла

21 контроля формируется сигнал, запре щааирй прохождение синхроим пульсов с периодом 2Т через элемент И 29, и, соответственно, синхроимпульсы не посыпают на счетный вход триггера 19 и индикатор 20 не

25 мигает, сигнализируя о неисправности датчика, Аналогично положение, когда появляются неисправности в элементах ИЛИ 25, И

29, ИЛИ 31, при которых синхроимпульсы с периодом 2Т не поступают на счетный вход триггера 19, Если в результате неисправности одного из пороговых элементов 23 и 24 узла 21 контроля на его выходе присутствует сигнал "1", то зта неисправность не нарушает работу данного датчика и, соответственно, не влияет на достоверность диагностики, так как при этом с узла 21 контроля выдается сигнал, совпадающий с сигналом, выдаваемым с исправного узла 22 контроля, при этом индикатор 20 мигает с периодом 4Т, свидетельствуя о фактическом состоянии функционального элемента технического объекта 16.

Наличие неисправности в датчикедопускового контроля, когда эта неисправность не влияет на достоверность диагностики, выявляется при изменении состояния функциональных элементов технического объекта, так кзк при этом в двух узлах контроля датчикз виды сигналов на выходах пороговых элементов различны за счет неисправности одного из них.

Для наглядности работы устройства в таблице приведены показания индикаторов

20 для различных состояний датчиков 7 допускового контроля и функциональных элементов технического объекта 16, Контроль работы элементов устройства обеспечивается индикаторами 20-1 — 20-6 совместно с индикаторами 10-1 — 10-6 и индикатором 13. При этом индикаторы 20-1—

20-6 сигнализируют о состоянии датчиков

7-1 — 7-6 допускового контроля, а индикато40 ры 10-1 — 10-6и 13 — о состоянии всех остальных элементов устройства.

Так, если индикаторы 20-1- 20-6 мигают с периодом 4Т, когда параметры функциональных элементов технического объекта 16

45 выходят за пределы поля допуска, то должны быть включены какие-то из индикаторов

10-1 — 10-6, а если индикаторы 20-1 — 20-6 мигают с периодом 2Т, когда параметры функциональных элементов технического

50 объекта 16 находятся в поле допуска, то должен быть включен индикатор 13, Если укаэанный порядок индикации не совпадает, то это свидетельствует о наличии неисправности в каких-то элементах уст55 ройствз, так как при этом датчики допускового контроля исправны, Применение предлагаемого решения исключает. ложную информацию о состоянии технического объекта, которая может

17517 1 9 возникнуть при наличии неисправности в устройстве.

Изобретение расширяет функциональные возможности устройства за счет контроля его элементов, включая датчики допускового контроля, и повышает достоверность информации о состоянии технического объекта.

Формула изобретения

Устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи технических объектов по авт.св. М 1239688, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов диагностики технических объектов за счет контроля элементов устройства, в него введены формирователь эталонного сигнала, генератор тактовых импульсов и по числу датчиков. допускового контроля триггеры отказов датчиков допускового контроля и индикаторы отказа датчиков допускового контроля, контрольный выход каждого из датчиков допускового контроля соединен со счетным входом соответствующего триггера отказов датчиков допускового контроля, выход которого подключен к входу индикатора отказа датчика допускового контроля, выходы сигналов верхнего и нижнего уровней напряжения формирователя эталонных сигналов соединены с соответствующими входами датчиков допускового контроля, первый и второй тактовые входы которых подключены к соответствующим выходам синхроимпульсов, причем каждый из датчиков допускового контроля содержит первый и второй узлы контроля, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, Состояние параметров. функциональных элементов технического объекта

Состояние индикаторов (период мигания) Состояние датчиков

Датчик

Датчик выходе

Датчик выходе

Датчик

2Т а

8 пределах поля допуска

8 пределахполя допуска

8 пределах поля допуска

2Т

За пределами поля допуска

За пределами поля допуска

4Т

4Т

За пределами поля допуска исправен неисправен (сигнал "1" на порогового элемента) неисправен (сигнал "0" на порогового элемента) исправен

Датчик неисправен (сигнал "0" на выходе порогового элемента) Датчик неисправен (сигнал "1" на выхо е по гового элемента каждый из узлов контроля включает в себя первый и второй пороговые элементы, первый и второй элементы НЕ, элемент И и элемент ИЛИ, информационный вход датчм5 ка допускового контроля соединен с первыми входами пороговых элементов каждого узла контроля, вторые входы первых пороговых элементов узлов контроля подключены к входу сигнала верхнего уровня датчика

10 допускового контроля, вход сигнала нижнего уровня которого соединен с вторыми входами вторых пороговых элементов каждого узла контроля, выходы первого и второго пороговых элементов каждого из узлов кон15 троля соединены с входами соответствующих элементов НЕ и соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ЙЕ узла контроля подключены к соответствующим входам эле20 мента И, третий вход каждого из которых соединен с первым тактовым входом датчика допускового контроля, выход элемента

ИЛИ первого узла контроля подключен к первым входам первых элементов И и ИЛИ

25 датчика допускового контроля, выход эле- мента ИЛИ второго узла контроля соединен с вторыми входами первых элементов И и

ИЛИ датчика допускового контроля, выходы элементов И каждого из узлов контроля под30 ключены к соответствующе входам второго элемента И, выходы первого и второго

/ элементов И соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ является информа35 ционным выходом датчика допускового контроля, выход второго элемента ИЛ Ив контрольным выходом датчика допускового контроля, .

3751719

1751719

1751719

Составитель П. Столович

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Редактор А. Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2690 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5