СПОСОБ ОБСЛУЖИВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к области технического обслуживания сложных технических систем, включая системы вооружения и военной техники.

Известна система автоматического контроля параметров электронных схем по авторскому свидетельству №985764, G05В 23/02, SU.

Указанная система реализует способ обслуживания технических систем, при котором управляющая вычислительная машина выдает тестовые комбинации о значении стимулирующего сигнала, а в коммутатор выводов через регистр тестовых комбинаций заносится номер вывода, к которому подключается измерительный блок. Измерительный блок через интервал времени, необходимый для измерения, выдает код измеренного параметра на блок анализа. Блок анализа осуществляет оценку соответствия измеренного контролируемого параметра допустимому значению и выдает информацию на управляющую вычислительную машину. Таким образом контролируют объекты контроля.

Недостатком данного способа являются ограниченные возможности контроля сложной технической системы.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ, реализованный в автоматизированной системе контроля, изложенный в описании к патенту RU 2248028 (G05B 23/02), принимаемый за прототип.

В указанной автоматизированной системе контроля контролируемые сигналы с объекта контроля подают через блок согласования и блок распределения сигналов на измерительный блок, на котором преобразуют их в код. Полученный код передают через блок сопряжения и блок управления на блок оценивания, на котором определяют его нахождение в пределах допуска, а также величину и знак отклонения соответствующего коду параметра от пределов допуска и вырабатывают оценку параметра - «Годен», «Не годен». Оценку параметра запоминают в блоке памяти.

Для реализации такого способа обслуживания сложных технических систем в автоматизированной системе контроля управляющие входы, необходимые для тестовых воздействий по программе контроля, входы для напряжений питания, необходимые по программе контроля для внешней подачи напряжений питаний на объект контроля, а также контролируемые выходы объекта контроля соединены через блоки согласования, блок распределения сигналов, коммутатор входных и выходных сигналов с блоком тестовых воздействий, блоком источников питания и измерительным блоком соответственно. Блок тестовых воздействий и блок источников питания по данным управления, поступающим через блок сопряжения от блока управления, в соответствии с программой контроля формируют соответственно необходимые тестовые воздействия и напряжения питания на входы объекта контроля. Подача внешних напряжений питания на соответствующие входы объекта контроля используется для экономии ресурса источников питания компонентов объекта контроля.

Однако указанный известный способ обслуживания сложных технических систем в автоматизированной системе контроля также имеет недостатки.

Во-первых, для проверки объекта контроля на объект контроля подают электропитание от внешних источников электропитания. Подача внешних напряжений питания на соответствующие входы объекта контроля используется для экономии ресурса источников питания - компонентов объекта контроля. Однако шины электропитания компонентов объекта контроля от внешних источников электропитания в ряде случаев не полностью идентичны шинам от встроенной системы электропитания и возможны неисправности, которые не обнаруживаются при подаче электропитания от внешних источников.

Во-вторых, использование внешних для объекта контроля источников питания не позволяет проверить правильность функционирования собственных источников электропитания (встроенной системы электропитания объекта контроля).

В-третьих, возможны параметрические отказы в системе электропитания объекта контроля, например некорректные соединения в шинах электропитания, нарушения электроизоляции и другие, которые не могут быть обнаружены простым подключением внешних источников и последующей проверкой функционирования компонентов объекта контроля. Подобные отказы могут проявляться повышенным потреблением энергии (повышением тока потребления от источников питания). Для ряда объектов контроля это может приводить к преждевременной потере ресурса встроенной системы электропитания (например, аккумуляторов ракетной техники) и непредвиденным последствиям, проявляющимся только через некоторое время эксплуатации объекта контроля.

Целью предлагаемого способа обслуживания является повышение полноты контроля сложных технических систем.

Цель достигается тем, что разбивают программу контроля на сеансы контроля, в составе выходов объекта контроля используют дополнительные выходы, которые подключают к шинам электропитания встроенной систем электропитания, проводят дополнительный сеанс контроля с подачей нормированных токов потребления от внешних источников питания, во время которого проводят оценку создаваемых в шинах питания напряжений и соответствующих им сопротивлений изоляции шин электропитания и в одном из сеансов контроля не подают напряжения питания от внешних источников, дополнительно подают инициирующие воздействия для включения на время сеанса системы электропитания объекта контроля, коммутируют сигналы с выходов системы питания, преобразуют их в код, оценивают значение кода в заданное программой контроля время и запоминают результаты оценки для последующего анализа по всей совокупности выходов системы электропитания объекта контроля.

На чертеже представлена структурная схема автоматизированной системы контроля для осуществления предложенного способа обслуживания сложных технических систем, где:

1 - объект контроля;

2 - компоненты объекта контроля;

3 - встроенная система электропитания объекта контроля; первые выходы объекта контроля (от компонентов 2);

5 - входы объекта контроля (для подачи инициирующих воздействий и напряжений питания от внешних источников);

6 - вторые выходы объекта контроля (от шин электропитания встроенной системы электропитания 3);

7 - блок сопряжения с входами и выходами объекта контроля;

8 - блок согласования сигналов;

9 - коммутатор входных и выходных сигналов;

10 - блок источников питания;

11 - блок тестовых воздействий;

12 - блок измерительных токов;

13 - измерительный блок;

14 - блок сопряжения;

15 - блоки программ сеансов контроля;

16 - блок управления;

17 - блок вызова программ сеансов контроля;

18 - первый блок памяти;

19 - блок хранения программ сеанса контроля;

20 - блок оценки;

21 - второй блок памяти.

Автоматизированная система контроля для осуществления предлагаемого способа обслуживания сложных технических систем работает следующим образом.

Объект контроля 1 содержит компоненты 2, в том числе и встроенную систему электропитания 3. Для контроля состояния при техническом обслуживании первые выходы 4 объекта контроля 1 соединены с выходами отдельных компонентов 2, вторые выходы 6 соединены с выходными шинами системы электропитания 3, для подачи в процессе технического обслуживания инициирующих тестирующих воздействий и напряжений питания от внешних источников питания входы 5 объекта контроля соединены с управляющими входами отдельных компонентов 2, с управляющим входами встроенной системы электропитания 3 и с цепями питания объекта контроля 1 (его компонентов 2) от внешних источников питания. Входы и выходы объекта контроля 1 соединены с помощью блока сопряжения с входами и выходами объекта контроля 7 с соответствующими входам и выходам блока согласования сигналов 8. С помощью блока вызова программ сеанса контроля 17 задаются соответствующие сеансу программы контроля и из блока хранения программ сеанса контроля 19 вводятся через блок управления 16 в первый блок памяти 18. После запуска программы блок управления 16 через блок сопряжения 14 в соответствии с программой сеанса контроля передает необходимые данные управления на блок источников питания 10, блок тестовых воздействий 11, блок измерительных токов 12, измерительный блок 13, коммутатор входных и выходных сигналов 9. Блок источников питания 10, блок измерительных токов 12 по данным управления, поступающим на них, формируют необходимые напряжения питания (или, в соответствии с сеансом контроля, не формируют напряжения питания, или в соответствии с сеансом контроля подают нормированные токи, обеспечивающие оценку сопротивления изоляции шин электропитания объекта), которые, а также тестовые инициирующие воздействия, формируемые блоком тестовых воздействий 11, через коммутатор входных и выходных сигналов 9 поступают на блок согласования сигналов 8.

Блок согласования сигналов 8 обеспечивает параметрическое согласование сигналов с исполнительными механизмами объекта контроля. Он может содержать нормирующие усилители сигналов, поступающих от объекта контроля и ключи и усилители сигналов для исполнительных механизмов объекта контроля. Поступившие с коммутатора входных и выходных сигналов 9 (от блока тестовых воздействий 11) и сигналы блока источников питания 10, и блока измерительных токов 12 подаются на выходы для подачи через подключенный блок сопряжения с входами и выходами объекта контроля 7 на объект контроля 1.

Блок сопряжения 7 обеспечивает механическое и электрическое соединение с цепями контроля и управления объекта контроля.

Контролируемые сигналы с объекта контроля 1, а именно сигналы с компонентов 2 (с выходов 4) и потенциалы с шин электропитания встроенной системы электропитания 3 (с выходов 6), через блок сопряжения с входами и выходами объекта контроля 7 поступают на входы блока согласования сигналов 8, который передает через коммутатор входных и выходных сигналов 9 на измерительный блок 13, который обеспечивает преобразование параметров входных сигналов в код. Результаты преобразования параметров с измерительного блока 13 подаются через блок сопряжения 14 и блок управления 16 на блок оценки 20 блока программ сеансов контроля 15.

В блоке оценки 20 производятся:

оценка результатов преобразований параметров на нахождение их в пределах допуска в различные моменты времени сеанса контроля (в условиях подачи напряжений электропитания от внешних источников электропитания, от блока 10);

- оценка соответствия (несоответствия) требуемым значениям значений сопротивлений изоляции шин электропитания из состава встроенной системы электропитания 3 объекта 1 (в одном из дополнительных сеансов контроля в условиях, когда напряжения электропитания от блока 10 не подают, а подают нормированные значения токов нагрузки с блока измерительных токов 12);

- оценка соответствия (несоответствия) требуемым значениям напряжений питания, формируемых системой электропитания 3 объекта 1 (в одном из заключительных сеансов контроля в условиях соответствующего инициирующего воздействия на включение на время указанного сеанса встроенной системы электропитания).

Данные с блоков оценки 20 запоминаются во втором блоке памяти 21, передаются в блок управления 16 и также запоминаются в первом блоке памяти 18, в котором формируется обобщенная оценка состояния объекта контроля 1, по оценкам данных всех сеансов контроля, реализованной автоматизированной системой контроля.

Как и в известных способах технического обслуживания сложных технических систем, предлагаемый способ и автоматизированная система контроля для его осуществления позволяет контролировать правильность реагирования компонентов сложной технической системы на совокупность инициирующих воздействий соответствующих программ контроля (за счет использования и оценки в блоке оценки 20 преобразованных в коды данных с компонентов 2).

Расширение полноты контроля объекта контроля достигается следующим.

Использование и оценка в блоке оценки 20 дополнительных данных по сопротивлению изоляции шин электропитания и данных по величине питающих напряжений от встроенной системы электропитания 3 (при кратковременном включении встроенной системы электропитания в одном из заключительных сеансов контроля) позволяет:

- выявлять и диагностировать ошибки соединений шин электропитания объекта контроля;

- выявлять и диагностировать нарушения в компонентах объекта контроля, приводящих к непредусмотренному повышенному расходу ресурса встроенной системы электропитания;

- выявлять и диагностировать нарушения изоляции шин электропитания объекта контроля;

- выявлять и диагностировать отказы компонентов встроенной системы электропитания (например, отказы или несоответствия требованиям аккумуляторов, преобразователей и других компонентов встроенной системы электропитания).

Подача соответствующего инициирующего воздействия на включение на время отдельного сеанса контроля системы электропитания объекта контроля, использование и оценка в блоке оценки 20 преобразованных данных от цепей питания объекта контроля позволяет выявить и диагностировать отказы в управлении системой электропитания объекта контроля.

Дополнительным эффектом использования предлагаемого способа технического обслуживания сложных технических систем и автоматизированной системы контроля для его осуществления является то, что повышение полноты контроля в ходе технического обслуживания существенно снижает риск преждевременного прекращения эксплуатации сложных технических комплексов из-за неисправностей во встроенной системе электропитания и в других компонентах объекта контроля (например, приводящих к непредусмотренному расходу ресурсов системы электропитания), риск аварийных ситуаций из-за несвоевременно выявленных неисправностей в объекте контроля, уменьшает средний объем убытков при последующей их эксплуатации.

Источники информации

1. «Система автоматического контроля параметров электронных схем», авторское свидетельство №985764 ((G05B 23/02 RU) G05B 23/02 SU)

2. «Автоматизированная система контроля», патент №2248028.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. Техническим результатом является расширение полноты контроля объекта контроля. Дополнительно к формированию инициирующих воздействий и контролю реакций объекта в дополнительных сеансах контролируется система электропитания объекта. Для осуществления способа в систему контроля включен блок измерительных токов, дополнительные связи в объекте контроля и системе контроля, обеспечивающие контроль целостности цепей системы электропитания объекта контроля и параметров его источников питания. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ обслуживания сложных технических систем, при котором формируют и направляют на соответствующие входы объекта контроля тестовые воздействия по программе контроля, формируют и направляют на соответствующие входы объекта контроля напряжения питания от внешних источников питания, контролируют сигналы с соответствующих выходов объекта контроля, для чего коммутируют сигналы с отдельных выходов, преобразуют их в код, оценивают значение кода в заданное программой контроля время и запоминают результаты оценки по всей совокупности выходов объекта контроля, отличающийся тем, что разбивают программу контроля на сеансы контроля, в составе выходов объекта контроля используют дополнительные выходы, которые подключают к шинам электропитания встроенной системы электропитания, проводят дополнительный сеанс контроля с подачей нормированных токов потребления от внешних источников питания, во время которого проводят оценку создаваемых в шинах питания напряжений и соответствующих им сопротивлений изоляции шин электропитания и в одном из сеансов контроля не подают напряжения питания от внешних источников, дополнительно подают инициирующие воздействия для включения на время сеанса системы электропитания объекта контроля, коммутируют сигналы с выходов системы питания, преобразуют их в код, оценивают значение кода в заданное программой контроля время и запоминают результаты оценки для последующего анализа по всей совокупности выходов системы электропитания объекта контроля.

2. Автоматизированная система контроля для реализации способа по п.1, содержащая объект контроля, в состав которого входят компоненты и встроенная система электропитания, блок управления, первые вход и выход которого подключены к выходу и входу первого блока памяти, а вторые вход и выход - соответственно к первым выходам и входу блока сопряжения, вторые вход и выход которого подключены соответственно к управляющим выходам и входам блока источников питания, блока тестовых воздействий, измерительного блока и коммутатора входных и выходных сигналов, первый сигнальный выход коммутатора входных и выходных сигналов подключен к сигнальному входу измерительного блока, блок согласования, N блоков программ сеансов контроля, каждый из которых содержит блок оценки, второй блок памяти, и блок вызова программ контроля, входом и выходом подключенный соответственно к третьим выходу и входу блока управления, который (3+i)-ми (где i - номер блока программ сеанса контроля) входами и выходами подключен соответственно к первым выходам и входам блоков хранения программ сеансов контроля, a (3+m+i)-ми (где m - количество блоков программ сеанса контроля) входами и выходами - соответственно к первым выходам и входам блоков оценки, вторые входы и выходы которых подключены соответственно к выходам и входам вторых блоков памяти, отличающаяся тем, блок согласования сигналов первым, вторым входами и первым выходом подключен соответственно ко второму, третьему сигнальным выходам и первому сигнальному входу коммутатора входных и выходных сигналов, а вторыми выходами и третьими входами - соответственно к первым входам и первым выходам блока сопряжения с входами и выходами объекта контроля, вторые входы и вторые выходы которого подключены соответственно к первым выходам и к входам объекта контроля, причем сигнальные выходы блока источников питания и блока тестовых воздействий подключены к четвертым и пятым входам блока согласования, а шины электропитания объекта контроля соединены со вторыми выходами объекта контроля, которые соединены с третьими входами блока сопряжения с входами и выходами объекта контроля, третьи выходы которого соединены с шестыми входами блока согласования сигналов, а со вторыми сигнальными входами коммутатора входных и выходных сигналов соединены выходы блока измерительных токов, управляющие входы и выходы которого соединены со вторыми выходами и входами блока сопряжения.