Устройство для обнаружения неисправностей в релейных структурах

 

тс < о .з -- . татеит и ° -ò ñ- н е".к"..", фнблна1 . i%A

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»>527708 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.07.74 (21) ¹2045438/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.08.76.Бюллетень №Э Э (45) Дата опубликования описания27.04.77 (51) И. Кл.е

С06 Р 11/04

Государственный комитет

Соввта Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УД К 6 8 1. 32 5. .6 (088.8) (72) Автор изобретения

П. E. Чистяков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ гЕИСГтРАБНОСТЕЙ

В РЕЛЕЙНЫХ СТРУКТУРАХ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах контроля.

Известны устройства для обнаружения неисправностей различных объектов. 5

Известно устройство, содержащее блок управления, анализатор, моделирующий блок и блок коммутации. При работе такого устройства анализируется работа релейно-хонтактной схемы путем воздействия на модель 10 рабочего блока. Недостаток устройства захлючается в невозможности точного определения места неисправности в релейной структуре (11 .

Наиболее близким к изобретению явля- 15 ется устройство, которое содержит кольцевой счетчик, счетный вход которого соединен с первым выходом блоха управления, группу элементов "И", управляющий вход которой соединен со вторым выходом блока 20 управления (2).

Однахо такое устройство не позволяет определить на релейной структуре множество электрически не различимых хомбинаций неисправностей, каждая из которых приво- 25 дит х одной обобщенттой неисправности, определяемой совокупностью наборов минимального теста контроля, Такое множество неисправчостей используется для характеристики эффективности (живучести, вероятности появления определенного вида отказа и ap.) релейных структур.

Цель изобретечия - повышение точности места определения неисправности.

С этой целью в устройство введены блок настройки, соединенный с кольцевым счетчиком, вторая группа элементов " И", входи," хоторой соединены с выходами разрядов кольцевого счетчика, управляющий вход — с третьим выходом блока управления, а выходь. через введенный коммутатор — с соответствующими входами введенной тре=ьей группы элементов "И" и через введенный запоминающий блох - со входами первой группы элементов "И", выходы введенной третьей группы элементов "И" соединены со входом блока управления, выходы первой группы элементов "И" соединены с выходом устройства, управляющий вход введенного запоминающего блока соединен с четвертым выходом

527708 блока управления, блок управления содержит счетчик, вход которого соединен со входом блока управления, а выход - с единичным входом первого триггера, единичный выход первого триггера соединен с первым входол первого элемента И, второй вход которого соединен с единичным выходом второго триггера, а выход - с первым выходом блока управления и через первый элемент задержки и первый формирователь - с третьим выходом блоха управления, вход блока управления через второй элемент задержки и второй формирователь соединен со вторым выходом блока управления, нулевой выход вто» рого триггера соединен с четвертым выходом блока управления, Это позволяет по обобшенной неисправности в релейной струк туре, найденной с 1томошью наборов минимального теста, определить все множество элехтрически не различимых комбинаций 20 неисправностей.

Блох"хома предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Кольцевой счетчик 1, входяший в устройство, содержит д регистров 2, причем число регистров соответствует числу пере мвнных в фунхции, которая описывает контролируемую структуру, Каждый регистр 2 содержит три элемента, при этом каждый элемент реализует одно из состояний кон- 30 такта. Например, для хонтакта ц структуры обозначим эти сос; эяния так: а — исправЯ ное состояние контакта; а - контахт имв

k ет неисправность типа короткого замыкания; а - контакт имеет неисправность типа обры- 35

О ва.

Блок настройки 3 предназначен для формирования схемы кольцевого счетчика 1 с числом регистров К и, Он может быть выполнен, например, на пакетных переключа» 40 тел ях.

Группа элементов "И 4 служит для управления выходами хольцевого счетчика 1.

Триггер -" служит для формирования управлявших импульсов на единичном и нуле- 4s

ВоМ выходах при поступлении HG его счетный вход последовательности импульсов частоты

Элемент И" 6 служит для управления выходом триггера 5. 50

Элемент задержки 7 совместно с форми рователем 8 осушествляет задержку управляюших импульсов с единичного выхода триггера 5 и формирует импульсы заданной длительности, поступаюшие на управляюший вход55 группы элементов И 4, Длительность задержки определяется временем переходного процесса в кольцевом счетчике 1.

Запомннаюший блок 9, вы алненный, например, на триггерах 10, заломили. г с.xтоя60 ния регистров 2 при открытом состоянии группы элементов "И" 4 и осушествлявт таким образом развязку кольцевого счетчика

1 от нагрузки, обеспечивая устойчивую и надежную его работу. В запоминающий блок входит 3 к триггеров.

Группа элементов "И" 11 управляет выходами триггеров 10 запоминаюшего блока 9.

Коммутатор 12 служит для подключения входов группы из е элементов И" 13 к соответствуюшим выходам регистров 2 хольцевого счетчика 1 при открытом состоянии группы элементов И 4, Коммутатор мс»жет быть выполнен, например, на пакетных переключателях.

Счетчих 14 формирует импульс переполнения, когда все множество электрически не различимых комбинаций неисправностей сформировано, Элемент задержки 15 совместно с формирователем 16 осушествляет задержку управляюших импульсов и формирует импульс» сы заданной длительности, поступаюшив на управляюший вход группы элементов "И" 11.

Триггер 17 предназначен для управления элементом И 6

Элементы 5 6, 7, 8, 14, 15, 16 и

17 устройства функционально можно объединить в блок управления 18, первым выходом которого является выход элемента "И

6, вторым выходом - выход формирователя

16, третьим выходом - выход формирователя 8, четвертым выходом - нулевой выход триггера 5. Входом блока управления, через который осушествляется связь с элементами устройства, является обшая точка между входами счетчика 14 и элемента задержхи 15.

Счетный вход хольцевого счетчиха 1 соединен с первым выходом блока управления 18 и, кроме того, кольцевой счетчик

1 соединен с блоком настройки 3. Выходы регистров 2 кольцевого счетчика 1 через группу элементов И" 4 соединены со входами коммутатора 12 и единичными входа ми триггеров 10 запоминаюшего блока 9, выходы которого соединены со входами груп пы элементов "И" 11. Нулевые входы триггеров 10 соединены с четвертым выходом блока управления; второй и третий выходы которого соответственно соединены с управ» ляюшими входами группы элементов И 11 и группы элементов "И 4. Выходы коммутатора 12 через группу элементов "И 13 соединены со входом блока управления 18.

Блок управления 18 содержит счетчик

14, вход которого соединен со входом блока управления, а выход - с единичным вхо» дом триггера 17, единичный выход трш ге» ра 17 соединен с первил входом эле.кнт»

527708 И 6, второй вход которого соединен с единичным выходом триггера 5, а выход - с первым выходом блока управления и через элемент задержки 7 и формирователь 8 - c третьим выходом блока управления, вход блоха управления через элемент задержки

15 и формирователь 16 соединен со вторым. выходом блока управления, нулевой выход триггера 5 соединен с четвертым выходом блока управления. 10

Рассмотрим сушность работы устройства, на примере контроля простейшей релейной структуры, описываемой логической функцией

;Г=а(ьс dI. (i)

При тестовом контроле исходной структуры, описываемой функцией (1), определяют неисправную структуру, описываемую функцией

Р=Д (4 а затем в результате сравнения функций(1( и (2) определяют обобшенную неисправность

Ь=Ь ; о с=с;

b cbo ceo

1 а=а

0-0 1 ь .(=а, (y) 25

Используя проиэводяшую функцию

"=(!! a о )(b Ь b )(с с c)(d ä d )() зо выделяют.из всего множества комбинаций неисправностей 3 (где H - число перемени ных исходной логической функции, в нашем случае vl = 4) подмножество электрически не различимых хомбинаций неисправностей .

0 Ь" d ()l Ьф и н О С (, (5) а Ь сд"

О Я

Указанное подмножество (5) неизвестно, однако здесь оно заранее опрэделено и за писано для наглядности. 45

Каждая из комбинаций неисправностей (5) приводит х одному и тому же повреж» дению (2) исходной структуры (1) и потому носит название электрически не различимой. 50

Таким образом, предлагаемое устройство по обобшенной неисправности, в нашем слу чае по обобшенной неисправности (3), определяет все подмножество электрически не различимых хомбинаций неисправностей (5) каждая из которых приводит х одному и то» .му !ке пс вреждению, описываемому функцией (2), Перед началом работы с помошью блока настройки 3 в кольцевом счетчике 1 формируют число k+ и регистров 2, равное чиолу переменных функций (1). Всем выходам регистров 2 присваиваются определенные состояния переменных. По обобшенной неисправности (3) хоммутатором 12 устанавливается необходимое и достаточное число связей между соответствуюшими выходами регистров 2 и входами группы элементов И" 13. Для нашего примера (3) необходи< о мыми и достаточными связями будут р ц а с и используется тахим образом всего два элемента из группы элементов "И 13. .Эти связи являются признаками, по которым иэ обшего множества комбинаций неисправностей, определяемых выражением (4), можно выделить подмножество электрически не различимых неисправностей (5).

В счетчик 14 вводится дополнение, ко:торое позволяет сформировать импульс переполнения при отсчете всех элементов множества (5). Число элементов множества (5) во всех случаях определяется однозначно.

Триггер 5 переводится в нулевое состоя» ние, при этом все триггеры 10 запоминаюmего блока 9 переводятся в нулевое состояние. Триггер 17 переводится в нулевое состояние, элемент "И открывается. По хомандв Пуск последовательность импульсов частоты 1 начинает поступать на счет ный вход триггера 5. При этом первый жв импульс переводит триггер 5 в единичное состояние, формируется управляюший импульс, хоторый проходит отхрытый элемент

"И" 6, поступает на входы кольцевого счетчика 1 и элемента задержки 7. Под дейст вием управляюшего импульса кольцевой счетчик 1 изменяет свое состояние. Одновременно этот же импульс проходит через элемент задержки 7, запускает формирователь 8, который формирует импульс опрьделенной длительности и открывает этим импульсом группу элементов "И 4. Сигнал двоичного кода с выхода хольцевого счетьчика 1, соответствуюший одной комбинации нвисправности,из множества, определяемо» го выражением (4), поступает на входы хоммутатора 12 и единичные входы триггв» ров 10.

Запоминаюший блок 9 фиксирует двоич ный код, Одновременно сигнал двоичного кода, пройдя коммутатор 12, анализируется группой элементов И 13.

Если в кодовом сигнале оказывается,что (O =1, в =1) или (а =1,с =1), тогда на выходе соответствуюших элементов из .группы элементов "И" 13 формируется еди ничный сигнал, который, пройдя через элел(ент задержки 15, вхлк чает формирователь 16 . Формирователь 16 формирует управля

527708 юший импульс заданной длительности, который отхрывает группу элементов "И" 11.

Кодовый сигнал, соответствуюший электрически не различимой комбинации неисправности, передается с выходов запоминаюшего блока 9 через группу элементов "И" 11 на выход устройства.

При любых других значениях, например (а = 1, в= О) или (а =О, с = О) управляю шие сигналы на выходе группы элементов 10 И" 13 фогмироваться не будут и, следовательно, группа элементов "И" 11 останется закрытой.

Второй импульс на счетном выходе триг . гера 5 переводит последний в нулевое 15 состояние, и на его нулевом выходе формируется импульс, который переводит все триггеры 10 в нулевое (исходное ) состояние.

Третий импульс на счетном входе триггера 5 переводит последний в единичное состояние, и процесс работы устройства повторяетс я.

Как только произойдет отсчет последней электрически не различимой комбинации из множества (5), счетчик 14 формирует импульс переполнения, который переводит триггер 17 в единичное состояние. Постоянный сигнал на единичном выходе триггера 17 Зр захрывает элемент "И" 6, работа устройства прекрашается, Предлагаемое устройство по отношению х прототипу содержит новые элементы и связи, которые позволяют автоматизировать 3S вычислительный процесс, связанный с определением множеств электрически не различимых комбинаций неисправностей по результатам тестового контроля, исключить субъективные ошибки вычислителя и, таким обра- 40 зом, сушественно повысить точность в определении места неисправности и характераповреждения. Кроме того, вычисляемые подмножества электрически не различимых хомбинаций неисправностей могут быть использо- 45 ваны при оценхе эффехтивности (т.е. надежности, живучести и вероятности появления определенных видов отказов) проектируемых релейных структур и разработке более эффективных алгоритмов тестов контроля. 50

Формула изобретения

Устройство для обнаружения неисправностей в релейных структурах, содержашее кольцевой счетчик, счетный вход которого соединен с первым выходом блока управления, группу элементов "И", управляюший вход хоторой соединен со вторым выходом блока управления, отлича юше еся тем, что, с целью повышения точности места определения неисправности, в устройство введены блох настройки, соединенный с кольцевым счетчиком, вторая группа элементов И входы хоторой соединены с выходами разрядов хольцевого счетчика, управляюший входс третьим выходом блоха управления, а выходы через введенный коммутатор - с соот ветствуюшими входами введенной третьей группы элементов "И" и через введенный запоминаюший блох - со входами первой группы элементов "И", выходы введеной третьей группы элементов "И" соединены со входом блока управления, выходы первой группы элементов "И" соединены с выходом устройства, управляюший вход введенного запоминаюшего блока соединен с четвертым выходом блока управления.

2. Устройство по п, 1 о т л и ч а юш е е с я тем, что блох управления содержит счетчик, вход хоторого соединен со входом блока управления, а выход — с enmничным входом первого триггера, единичный выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента "И", второй вход которого соединен с единичным выходом второго триггера, а выход - с первым выходом блоха управления и через первый элемент задержхи и первый формировательс третьим выходом блока управления, вход блока управления через второй элемент задержки и второй формирователь соединен со вторым выходом блока управления, нулевой выход второго триггера соединен с четвертым выходом блоха управления, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт.св. СССР М.хл. 606 F 11/04, №343268, заявл, 18.12.69 г.

2. Авт. св. СССР М.хл. G06 F 11/06 № 452811, заявл. 18. 06. 73 г, 527708

Составитель В Крылова

Редактор В. Фельдман Техред М. Левицкая Корректор А. Власенко

Заказ 644/29 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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