АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ КОНТРОЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК G05B21/00 G05B21/02 

Предложение относится к области испытаний электрических систем и может быть использовано в качестве специализированного устройства, контролирующего исправность цепей и работоспособность командных аппаратов, например, дешифраторов "из n в один".

Оно может быть использовано и для проверки других устройств или объектов.

Известны устройства, предназначенные для проверки работоспособности аппаратуры, формирующей команды на исполнительные органы, содержащие элементы, обеспечивающие непрерывную проверку каждого выходного каскада командного аппарата [1].

Однако эти устройства требуют значительных аппаратных средств для проверки каждого каскада. Кроме того, часть таких элементов всегда должна оставаться в составе командного аппарата, что в ряде случаев недопустимо, контроль устройства возможен только в процессе его функционирования.

Наиболее близким по назначению и технической реализации может быть признано одно из устройств, предназначенных для контроля электрических цепей или объектов, приведенных в [2] и выполненных в виде управляемого переключателя (блока коммутации БК согласно [2]), работающего под управлением, например, счетчика импульсов (функциональный аналог привода П), и подключающего каждую из контролируемых цепей контролируемого объекта (КО) к согласующему устройству (измерительному или сравнивающему блоку БС). Устройство содержит индикатор (функциональный аналог блока фиксирования неисправностей БФН). На блок-схемах устройств каждый их конкретный блок не раскрывается в части электрических схем, поскольку конкретное выполнения каждого блока непринципиально, но далее по тексту приводятся различные варианты их выполнения.

Применительно к предложенному устройству в качестве прототипа может быть выбрано устройство [3], содержащее генератор импульсов, счетчик импульсов, управляемый переключатель, измерительный блок и блок управления, причем выход генератора импульсов связан со входом счетчика импульсов, выходы которого связаны с адресными входами управляемого переключателя и со входами блока управления, выход управляемого переключателя связан с измерительным блоком, переключаемые входы управляемого переключателя связаны с контрольными входами устройства, выходы блока управления связаны с управляющими выходами устройства.

Однако, при использовании такого устройства в каждом такте происходит проверка одной очередной цепи из всего их количества в проверяемом объекте. Кроме того предполагается, что контролируемый объект находится в статическом состоянии. Если в процессе проверки происходит изменение состояния проверяемого объекта, например, во время его функционирования, то при этом снижается достоверность проверки, появляется вероятность пропустить дефект.

Задача предложения - увеличение достоверности и быстродействия путем обеспечения проверки состояния всех выходных цепей проверяемого устройства за время формирования одной любой выходной команды.

Эта задача решается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, счетчик импульсов, индикатор, управляемый переключатель и согласующее устройство, в котором выход генератора импульсов связан со входом счетчика импульсов, выходы которого связаны со входами индикаторов и с адресными входами управляемого переключателя, выход управляемого переключателя связан с согласующим устройством, переключаемые входы управляемого переключателя связаны с контрольными входами устройства, дополнительно введены логический блок ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, формирователь коротких импульсов и реле времени, причем выход согласующего устройства связан с первым входом блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ связан с управляющим входом счетчика импульсов, выход младшего разряда счетчика связан со входом формирователя коротких импульсов, выход формирователя реле времени связан со вторым входом логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

На чертеже приведена блок-схема предложенного устройства.

Цифрами на чертеже обозначены:
1 - генератор импульсов;
2 - счетчик импульсов,
3 - управляемый переключатель (мультиплексор),
4 - согласующее (измерительное) устройство6
5 - индикатор,
6 - логический блок ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,
7 - формирователь импульсов,
8 - реле времени, выполненное, в частности, на втором генераторе импульсов 9 и втором счетчике 10,
11 - выход устройства (используется для подключения к ЭВМ),
12 - входы управляемого переключателя (устройства).

Выход генератора импульсов 1 связан со счетным входом C счетчика импульсов 2, выходы которого связаны со входами индикатора 5 и управляющими входами управляемого переключателя 3. Ко входам 12 управляемого переключателя 3 подключаются выходы контролируемого объекта (на чертеже не показан). Выход управляемого переключателя 3 связан со входом согласующего устройства 4, выход которого связан с первым входом логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, с управляющим входом индикатора 5 и с выходом 11 устройства. Выход блока 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ связан с управляющим входом счетчика импульсов 2. Младший разряд счетчика 2 связан со входом формирователя импульсов 7, выход которого связан со входом сброса реле времени 8, выход которого, в свою очередь, связан со вторым входом логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6.

Работа большинства из блоков устройства не требует специальных пояснений и однозначно вытекает из их названия. Следует сказать только о некоторых из их функциональных особенностей.

Счетчик импульсов 2 работает при нулевом сигнале на его управляющем входе (например, микросхема 564ИЕ10), формирователь коротких импульсов 7 должен выдавать короткие импульсы по каждому фронту импульсов на его входе (на чертеже - микросхема 564ЛП2 и RC-цепочка, включенная между ее входами). Реле времени 8 начинает отсчет времени после каждого импульса сброса, но фактически формирует интервал времени после последнего импульса сброса на его входе R. Цифровой индикатор 5 включается при наличии на его управляющем входе логической единицы.

После включения устройства счетчик импульсов 2 по мере поступления на его вход импульсов от генератора 1 выставляет следующий адрес на вход управляемого переключателя 3 для подключения следующей проверяемой цепи (из 12) к согласующему устройству 4 и одновременно с выхода младшего разряда счетчика 2 через формирователь импульсов 7 устанавливает в исходное состояние реле времени 8.

Если параметр выбранной цепи соответствует заданным исходным условиям, например, разомкнутому состоянию, при котором на выходе согласующего устройства 4 формируется логический ноль (в противном случае на его выходе логическая единица), то состояние устройства в целом не изменяется, цифровой индикатор не загорается, на выходе 11 устройства сигнал отсутствует, счетчик импульсов 2 принимает очередной импульс и управляемый переключатель 3 подключает к согласующему устройству 4 очередную проверяемую цепь. Скорость опроса может составлять много тысяч цепей в секунду. При этом цифровой индикатор все время остается выключенным.

Штатно устройство работает следующим образом.

При включении контролируемого объекта и подключенного к нему автоматизированного контрольного устройства происходит следующее. За счет работы генератора импульсов 1 и счетчика 2 управляемый переключатель 3 поочередно подключает проверяемые цепи к согласующему устройству 4 и оно проверяет состояние этих цепей или сигналов на них (или другие параметры - в зависимости от требований к проявляемому объекту и технических характеристик согласующего устройства). Согласующее устройство 4 выдает единицу, если контролируемый параметр соответствует заданному значению с установленными допусками (на чертеже показан транзисторный оптрон, формирующий на выходе логическую единицу при наличии напряжения на его входе; но может быть использовано иное устройство, обеспечивающее контроль заданного параметра выбранной цепи).

Если при проверке очередной цепи (12) согласующее устройство 4 на своем выходе выставит логическую единицу, то по входу управления включится цифровой индикатор 5, высвечивающий номер проверяемой в данный момент цепи, а на управляющий вход счетчика импульсов 2 через логический блок 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ поступит запрещающий сигнал. Счетчик импульсов 2 прекратит счет импульсов и на вход R реле времени 8 перестанут поступать импульсы сброса, после чего оно начинает отсчет времени. Через определенное время на его выходе сформируется логическая единица, которая через блок 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (на его входе в этот момент присутствуют две логические единицы, а на выходе формируется ноль) вновь разрешает счет импульсов счетчику 2. После приема импульса счетчиком 2 управляемый переключатель 3 подключает к согласующему устройству 4 очередную цепь, а реле времени 8 вновь сбрасывается за счет импульса, сформированного формирователем импульсов 7 во время перепада напряжения на выходе младшего разряда счетчика 2. При этом по результатам проверки согласующим устройством 4 параметров вновь подключенной цепи возможны два варианта его выходного сигнала - ноль или единица. В первом случае выключается цифровой индикатор 5, а счетчик 2 считает следующий импульс и устройство переходит к проверке очередной цепи. Во втором случае счетчик 2 вновь прекращает счет, индикатор 5 не выключается, а реле времени 8 вновь формирует задержку на его выключение.

Наиболее эффективна работа данного устройства при проверке устройств, имеющих большое количество одинаковых цепей, например, кабелей, командных аппаратов, формирующих одну команду из n, выполненных, например, на основе дешифраторов, и т. п. При этом в процессе непрерывной поочередной проверки таких цепей индикатор предложенного устройства будет высвечивать номер той цепи, на которой формируется выходная команда и всегда будет выключен при проверке остальных цепей.

При использовании устройства для проверки однообразных цепей, например, сопротивления изоляции, согласующее устройство должно быть выполнено по типу омметра с выходным сигналом, равным единице, если изоляция цепи нарушена. В этом случае индикатор 5 будет высвечивать номер неисправной цепи.

При определенном соотношении времени индикации и времени выключенного состояния визуально будет наблюдаться высвечивание только одного номера той цепи, на которой присутствует выходная команда или которая, например, неисправна (в зависимости от конкретных требований к конкретному объекту в конкретных условиях должно выбираться согласующее устройство с необходимыми логическими или метрологическими характеристиками. При необходимости управляемый переключатель 3 может быть сдвоенным, работать только на подключение цепи, на переключение и т.п.). Наиболее целесообразно применение такого устройства на заводах-изготовителях аппаратуры в специализированных стендах. Все узлы устройства могут быть выполнены на микросхемах серии типа 564, а в качестве согласующих устройств могут быть применены стандартные измерительные приборы, имеющие необходимый логический выход.

Выход 11 устройства может быть подключен к ЭВМ для контроля и (или) регистрации результатов проверки (на чертеже ЭВМ и связи с ее входами не показаны). Более того, все устройство может быть выполнено в виде специализированного контроллера, предназначенного для многофункциональной проверки цепей контролируемого объекта как в статике (при проверке изоляции цепей, входных сопротивлений контролируемого устройства, токов утечки выходных каскадов и т.д.), так и в процессе проверки функционирования.

На предприятии устройство предполагается использовать в одном из стендов (пультов), предназначенных для проверки командных аппаратов в процессе их изготовления и приемо-сдаточных испытаний на заводе-изготовителе. Устройство может быть использовано и для входного контроля по месту эксплуатации командных аппаратов.

При проверке приборов управления, у которых длительность формируемых импульсов достигает 200 мс предложенное устройство за несколько миллисекунд проверяет все цепи, не имеющие на выходе команды, и 30-50 мс высвечивает номер цепи, на которой обнаружена выходная команда. При работе в таком темпе устройство за время формирования любой выходной команды несколько раз проверит состояние всех контролируемых цепей, что увеличивает достоверность испытаний. Визуально кратковременное выключение индикатора наблюдаться не будет.

Предложенное устройство при всей своей простоте обладает дополнительным полезным свойством: при наличии ложной команды индикатор будет поочередно высвечивать номера штатной и ложной команд. Это позволит упростить поиск неисправностей в контролируемом устройстве.

В настоящее время проводится отработка предложенного устройства.

Устройство может быть использовано для многофункциональной проверки цепей контролируемого объекта как в статике (при проверке изоляции цепей, входных сопротивлений контролируемого устройства, токов утечки выходных каскадов и т.д.), так и в процессе проверки работоспособности. При этом каждый раз необходимо подключить соответствующий тип согласующего устройства 4.

Устройство предполагается использовать в одном из стендов (пультов), предназначенных для проверки командных аппаратов в процессе их изготовления и приемо-сдаточных испытаний на заводе-изготовителе. Устройство может быть использовано и для входного контроля по месту эксплуатации командных аппаратов.

Цитированная литература
1. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения, дополнение первое. Справочник. М., "Радио и связь", 1993 г., с. 48-50.

2. Шляндин В.М., Чернецов К.Н. Автоматизация контроля электрических цепей. Изд. "Энергия", М.-Л., 1966 г., с. 20-44.

3. Шляндин В.М., Чернецов К.Н. Автоматизация контроля электрических цепей. Изд. "Энергия", М.-Л., 1966 г., с. 26, рис. 5 (прототип).

4. Патент РФ 2010313 G 06 F 11/00, 1994.

Изобретение относится к области испытаний электрических систем и может быть использовано в качестве устройства, контролирующего работоспособность аппаратуры управления и исправности цепей аппаратуры. Технический результат заключается в повышении быстродействия и достоверности проверки, который достигается за счет того, что устройство содержит генератор импульсов, счетчик импульсов, управляемый переключатель и согласующее устройство. Выход генератора импульсов связан со входом счетчика импульсов, выходы которого связаны со входами блока управления и с адресными входами управляемого переключателя. Выход управляемого переключателя связан с измерительным блоком, переключаемые входы управляемого переключателя связаны с контрольными входами устройства. В устройства дополнительно введены логический блок ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, формирователь коротких импульсов и реле времени, причем выход согласующего устройства связан с первым входом логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого связан с управляющим входом счетчика импульсов. Выход младшего разряда счетчика импульсов связан со входом формирователя коротких импульсов. Выход формирователя коротких импульсов связан со входом сброса реле времени. Выход реле времени связан со вторым входом логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. 1 ил.

Автоматизированное контрольное устройство, содержащее генератор импульсов, счетчик импульсов, индикатор, управляемый переключатель и согласующее устройство, причем выход генератора импульсов связан с входом счетчика импульсов, выходы которого связаны с входами индикатора и с адресными входами управляемого переключателя, выход управляемого переключателя связан с согласующим устройством, переключаемые входы управляемого переключателя связаны с контрольными входами устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введены логический блок ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, формирователь коротких импульсов и реле времени, причем выход согласующего устройства связан с первым входом логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого связан с управляющим входом счетчика импульсов, выход младшего разряда счетчика импульсов связан с входом формирователя коротких импульсов, выход формирователя коротких импульсов связан с входом сброса реле времени, выход реле времени связан с вторым входом логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.