Устройство для диагностирования технических объектов Советский патент 1984 года по МПК G05B23/02 G06F17/00 

Изобретение относится к техни- ческой диагностике и может быть использовано для обеспечения непрерыв ного контроля за состоянием и определения степени работоспособности технических объектов диагностироваНИН в системах автоматического управления, к которым предъявляются требования повышенной достоверности результата диагностирования. Известно устройство для автоматического контроля сложных объектов содержащее коммутатор-нормализатор, первые выход и вход которого соединены соответственно с входом и выходом объекта контроля, генератор стимулирующих воздействий, управляемый блоком управления, решающий блок, запоминающий блок,анализатор и индикатор f . Недостатком такого устройства является необходимость подачи на объект стимулирующего воздействия, что исключает возможность непрерывного контроля за состоянием технического объекта. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматичес кого контроля качества электрорадио технических изделий, содержащее ряд датчиков измеряемых величин, коммутатор сигналов датчиков, комл татор нормализаторов, набор нормализаторов , аналого-цифровой преобразователь, цифровой компаратор, аналоговый компаратор, анализатор, регистри рующий блок и блок управления Щ. -Однако возникновение в аналогоцифровом преобразователе, цифровом . компараторе или аналоговом компараторе отказа или Длительного сбоя делает невозможным дальнейшее использование известного устройства по назначению без последующего восстановления. . Цель изобретения - повышение дост верности диагностирования и расширение функциональных возможностей устройства путем определения степени работоспособности технических объ ектов. ... Для достижения указанной цели в устройство для диагностирования технических объектов, содержащее датчики-нормализаторы, выходы котоЕйлх сое динены с соответствующими информационными входами первого коммутатора соединенного одним из выходов с входом первого аналого-цифрового прёобразователя, выход которого соединен с входом первого классификатора пара метров, блок сравнения, выход которого соединен с входом блока управ.ления, первые и вторые выходы которого соединены соответственно с пер выми и вторыми управляющими входами первого коммутатор.а, и блок индикации, введены второй и третий коммут.аторы, блок определения степени работоспособности и по числу контролируемых параметров вторые классификаторы параметров и вторые аналогоцифровые преобразователи, выход каждого из которых соединен с входом соответствующего второго классификатора параметров, выход каждого из которых соединен с соответствующим информационным в.ходом второго и третьего коммутаторов, управляющие входы которых соединены соответственно с первым и вторыми выходами блока управления, выходы второго коммутатора соединены с соответствующими входами блока определения степени работоспособности, выходы которого соединены с первым, вторым и третьим входами блока индикации, четвертые входы которого соединены с вторыми входами блока управления. Блок управления содержит генератор j выход которого соединен со счетным.входом .первого счетчика, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выходы - с соответствующими в:}содами первого дешифратора, каждый, выход которого соединен с первым входом соответствующего элемента И и с соот- . ветс- вующим первым выходом блока, вход которого соединен с вторыми входами всех элементов И, выход каждого из которых соединен-, со счетным входом одноименного второго .счетчика, установочный вход которого соединен с первым входом генератора, а выход подключен к соответствующему второму выходу блока и входу второго элемента ЛЛИ, выход которого соединен с вторым входом генератора и вторым входом первого элемента ИЛИ, Блок определения степени работоспособности содержит три преобразователя кодов, выходрл которых соединены с одноименньоли выходами блока, а одноименные вх.оды - с одноименными входами блока, причем входы каждого преобразователя кодов соединены с соответствующими входами второго дешифратора, выходы которого через со ответствующие элементы ИЛИ подключены к соответствующим входам шифратора, выходы которого соединены с одноименными выходами преобразователя кодов. В случае возникновения отказов в аналого-цифровых преобразователях и (или) классификаторах параметров используется перестройка структуры для замены отказавшего звена анешого-цифровой преобразователь классификатор пареиметров аналогичным контрольно-резервным звеном, имеющим более высокую надежность. На фиг.1 приведена блок-схема устройства, на фиг,2 - временные диаграммы работы блока управления

(а - при отсутствии отказов и сбоев во всех звеньях, 8 - при отказе i-го звена, Ь - при.сбое в i -м звене).

Устройство содержит по числу диагностических параметров, технического объектам каналов, состоящих из датчиков-нормализаторов 1 -If,, общего для всех каналов первого коммутатора 2, аналого-цифровых преобразователей , классификаторов 4 -4 () параметров, одно контрольнорезервное звено, состоящее из аналого-цифрового преобразо вателя классификатора 4 параметров, второй коммутатор 5, блок б сравнения,блок управления, третий коммутатор 8, бло 9 определения степени работоспособности и блок 10 индикации.

Блок 7 управления содержит генератор 11, первый счетчик 12, пред.ставляющий собой R -разрядный двоичный счетчик Л2з5- п) , первый дешифратор 13, п элементов И 14 - 14 П вторых счетчиков 15„, представляющих собой двухразрядные двоичные счетчики с фиксацией последнего состояния 10, первый и второй элементы ИЛИ 16 и 17.

Блок 9 определения степени работоспособности содержит три одинаковых преобразователя 18-20 кодов. Каждый преобразователь кода, например 18 состоит из второго дешифратора 21, восьми элементов ИЛИ 22-29 и шифратора 30.

устройство работает следующим образом.

При подаче питания и приведении устройства в исходное состояние преобразованные в напряжение и нормированные по напряжению в датчиках-нормализаторах. I-l диагностические параметры через соответствующие информационные входы первого коммутатора 2 поступают на соответствующие входы анёшого-цифровых преобразователей цифровой обработки. При этом первый коммутатор 2, работающий синхронно с вторым коммуттором 5, в соответствии с сигналами, поступающими с первых выходов блока

7управления на первые управляющие входы подает нормализованное напряжение, соответствующее величине первого диагностического параметра, параллельно на аналого-цифровые преобразователи .,. Аналого-Ц1 фровые преобразователи 3, - З преобразуют поступившее на них напряжение

8К-разрядный двоичный неизбыточный код. Кодированные значения параметров с выходов -аналого-цифровых преобразователей 3 -Зп41параллельно поступают на соответствующие входы классификаторов 4 -4 параметров,

В последних кодовая комбинация, соответствующая измеренному значению

диагностического параметра, преобразуется в трехразрядный двоичный код, каждая комбинация которого соответствует определенному уровню работоспособности технического объекта по данному параметру. Классификатор 4 параметров представляет собой комбинационный дешифраторч к.. шифратор , производящий разбиение 2 входящих комбинаций на восемьгрупп (уровней работоспособности и кодирующий каждую группу трехразрядным двоичным кодом .(от 111) . Кода соответствующие уровням работоспособности технического объекта по отдельным диагностическим параметрам, с выходов классификаторов 4;,-4 параметров параллельно посту-пают на соответствующие информационные входы второго коммутатора 5 и третьего коммутатора 8. Второй коммутатор 5 пропускает с выходов классификаторов и 4д параметров кодовые комбинации трехразрядного-двоичного кода, соответствующие уровню работоспособности объекта по первому диагностическому параметру, через свои информационные входы соответственно на первый и второй входы блока 6 сравнения. Совпадение кодовых комбинаций на перёом и втором входах блока 6 сравнения свидетельствует об исправности звена аналого-цифровой преобразователь 3 - классифика:тор 4 параметров отсутствии отказов и сбоев в аналого-цифровом преобразователе 3;f и классификаторе 4 параметров). В этом случае сигнал на выходе блока б сравнения отсутствует и вследствие этого на входе блока 7 управления имеется сигнал разрешения (нулевой потенциал), позволяющий произвести следующее переключение первому коммутатору 2 и второму коммутатору 5, в результате которого контрольно-резервное звено аналого-цифровой преобразователь 2 гклассификатор , параметров подключается параллельно второму звену аналого-цифровой преобразователь 3 классификатор параметров. .При этом второй коммутатор 5 с выхо;дов классификаторов 42 и 4,,параметров череэ информационные входы пропускает кодовые комбинации, соответствующие уровню работоспособности технического объекта по второму диагностическому параметру, соответственно на первый и .второй входы блока 6 сравнения. За полный цик опросаблок 7 управления.подает сигнал на переключение со своих первых выходов на первые управляющие входы первого коммутатора 2 и второго коммутатора 5, что позволяет под,ключить контрольно-резервное звено параллельно каждому д -му(-1, п) звену аналого-цифровой преобразователь 3 - классификатор 4 параметров .

Блок- 7 управления осуществляет управление следующим образом. При нажатии кнопки Пуск производится установка первого счетчика 12 и вторых счетчиков ISf- 15r в нулевое состояние и запуск генератора 11. Приход первого тактового импульса с выхода генератора 11 на второй (счетный) вход первого счетчика 12 переводит его в первое состояние, соответствующее комбинации О„..01. Первый дешифратор.13 декодирует эту комбинацию и с его выхода, соединенного с соответствую щим первым выходом блока 7 управления, поступает сигнал на первый шаг коммутации первого коммутатора 2 и второго коммутатора 5 и одновременно - на первый вход элемента И 14, , на втором входе которого имеется нулевой потенциал. Если при всех п переключениях первого коммутатора 2 и второго коммутатора 5 н входе блока 7 управления сохраняется сигнал разрешения (нулевой потенциал) , что соответствует отсутствию отказов и сбоев во всех tt звеньях аналого-цифровой преобразователь-классификатор параметров, то на (и +1)-м такте генератора 11. первый счетчик 12 возвращается в первое состояние, и цикл повторяется. Если же на i-M тактегенератора 11 на-входе блока 7 управления ;появляется,положительный импульс, то-это свидетельствует о несовпаде НИИ кодовых комбинаций на первом и втором входах блока 6 сравнения несовпадении кодовых комбинаций на выходах контрольно-резервного и. i-г звена аналого-цифровой прербразователь 3(- классификатор С| параметров, т.е. о неисправности послёдн го. В этом случае с выхода блока 6: сравнения на вход блока. 7 управления поступает положительный имцульс, которйй через элемент И 14 поступает на первый (счетный ) вход второго счетчика 15 и переводит его. в состояние..-01 - При наличии двух несовпадений кодовых крмбинаций на выходах j -го звена аналогоцифровой преобразователь 3{:- Kfiacсификатор 4 параметров и контрЬльно-резервногр звена аналого-цифровой преобразойатель классйфика тор параметров второй счетчик 15 переходит в последнее состо ние, и 4-е звено аналого-цифровой преобразователь 3 - классификатор 4 параметров классифицируется как отказавшее. Сигнал с выхода второго счетчика 155 через второй элемент ИЛИ 17 поступает на второй вход генератора 11 и останавливает его, а через второй вход первого

элемента ИЛИ 16 - на первый (установочный) вход первого счетчика 12, который переводится в нулевое состояние. Одновременно сигнал с выхода второго счетчика 15|- через соответствующий второй выход блока 7 управления поступает на i -и управляющий вход первого коммутатора .2, i -и управляю1Щ1й вход третьего коммутатора 8 и i -и вход блокаЮ индикации. В результате этого производится перестройка структуры устройства, которая заключается в том, что контрольно-резервное звено аналого-цифровой преобразователь 3п+1 - классификатор n-t-A параметров. заменяет отказавшее -е звено аналого-цифровой преобразователь 3; - классификатор 4i параметров и информация об его отказе поступает на блок 10 индикации Кодовые комбинации параллельного трехразрядного двоичного кода с вы-хрдов классификаторов 4 ц,...,4, , ., .,4п , .... 4д,, параметров поступают на соответствующие информационные входы .третьего коммутатора 8. .Третий коммутатор 8 комбина-. :Цию параллельного трехразрядного двичного кода, соответствующую степен работоспособности объекта по i-му диагностическому параметру, при исправности i -го звена аналого-цифро ой преобразоватетль 3| - классификатор 4 параметров пропускает со .своих информационных входов. -С выходов третьего коммутатора 8 кодовые комбинации параллельного трехразрядиого двойнного кода поступают на соответствующие входы блока 9 определения степени работоспособнрсти, соединенные с одноименными входами преобразователей 18-20 кодов. При этом старшие разрядда всех кодовых комбинаций поступают на соответствуйзаще,-входы преобразователя 18 кодов, среднее разряды поступают йа срответствующие входы преобразователя 19 кодов, младшие на cooTBeTCTpiwJKpie входы преобразователя 20 кодов. Стариие разряды всех и комбинагшй с входов преобразователя 18 кодов поступают на соответствующие входы второго дешифратора 21 в виде п -разрядной комбинации параллельного двоичирго кода. 2 выходов второго дешифратора 21 разбиты на восемь групп. Входы каждой группы выходов второго деишфратрра 21 соединены с соответств и ми входами соответствующих элементов ИЛИ 22-29, выходы соединены с соответствующими входами шифратора 30.

Каждый преобразователь 18,19 и 2 кода производит разбиение 2 i состоя ВИЙ на восемь трупп, каждая из которых кодируется параллельным трехразрядным двоичным кодом, имею1Вд1м комбинации от 000 до 111, и соответствует степени работоспособности технического объекта по данному разряду. Трехразрядные выходы шифратогров преобразователей 19-20 кодов соединены с выходами блока 9 опре деления степени работоспособности, которые в свою очередь соединены соответственно с входами блока10 ин дикации. Блок 10 индикации преобразует каждую из поступивших на эхОда трбхразрядных комбинаций пар;аллельного двоичного кода, соответствую(ф1Х поразрядНьои уровням работоспособности объекта, в десятичный код, что позволяет задействовать индикацию степени работоспособности в виде трех десятичных разрядов

от 000 до 777}.

Изобретение позволяет более полно осуввествлять непрерывный контроль за состоянием технических объектов по сравнению с известным устройством,

до-стоверность диагностирования при этом выше, оценка состояния объекта степенью работоспособности снижает ошибки, вносимые оператором, кроме того предлагаемое устройство облаает свойством самокоррекции,

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее датчики-нормализаторй выходы которых соединены с соответствУющими информационными входами первого коммутатора, соединенного одйим из выходов с входом первого аналого-цифрового преобразователя :, выход которого соединен с входом первого классификатора параметров, блок сравнания, выход которого соединен с входом блока управления, первые и вторые выходы которого соединены соответственно с первыми и вторьвда управляющими входами первого коммутатора, и блок индикации, о т л и- ч а ю in ее с я тем, что, с целью повышение достоверности диагностиров.ания и расширения функциональный возможностей путем определения степе-1 ни работоспособности технических . . объектов, в него введены второй Н третий коммутаторы;, блок определения степени работоспособности и по чийлу контролируемых.параметров вторые классификаторы параметров и вторые аналого-цифровые преобразоват али, выход Кс1ждого из которых соединен с входом соответствующего второго классификатора параметров, выход каждЬ- . го из которых соединен с соответствующим информационным входом второго и третьего коммутаторов, управляющие входы которых соединены соответствен но с первыми и вторыми выходами блока управления, выходов второго ком мутатора соединены с соответствующими входами блока определения степени работоспособности, выходы которого соединены с первым, вторым и третьим входами блока индикации, чет вертые входы которого соединены с вторыми входами блока управления. 2.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что блок управ ления содержит генератор/ выход кото рого соединен со счетным первого счетчика, установочный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выходы - с соответS ствуюфми входами первого дёшифратоkn jpa, каждый выход которого соединен с первьтм входом соответствующего элеCZ .мента И и с соответствующим первым выходом блока, вход которого соединен с вторшии входами всех элементов И выход каждого из которых соединен со счетньм входом одноименного второго счетчика, установонный вход коо торого соединен с первым входом генератора, а выход подключен к соответствующему второму выходу блока и вхо to ду BTojporo элйвгента И ЛИ, выход которого соединен с вторым входом генератора и ; вуррым входом первого элемента ИЛИ. Л 3.Устройство по П.1, о т л..и ч а ю щ ё е с я тем, что блок опреде;D ления степени работоспособности . .содержит три преобразователя кодов, выходы которых соединены с одноимен:Ными выходами блока, а одноименные входа - с одноимёнными входами блока, причем входы каждого преобразова теля кодов соединены с соответству1Ш1ИМИ входами.второго дешифратора, выходы которого через соответствующие элементы ИЛИ подключены к соответствующим входам шифратора, выходы которого соединены с одноименными выходами преобразователя кодов.

Itl- га t.

ti

Фиг. I