Устройство для диагностирования взаимосвязанных электронных блоков Советский патент 1984 года по МПК G05B23/02 

2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тен, что первый к второй дешнфраюры выполнены на основе треугольной резистивно-диодирй матрицы, у которой каждый ее выход через резистор соединен с выводом источника питания, а каждый вход через соответствующий разделительный

диод, включенный в непроводящем направлении, соединен с соответствующим выходом матрицы и через соответствующий элемент НЕ - с катодом соответствующего разделительного диода, каждый из которых установлен со стороны резисторов лишь до главной диагонали матрицы.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ЭЛЕ1СГРОН1ШХ БЛОКОВ, соде1 хащее датчики допускового контроля выходами подключенные к входам блока распознавания кода состояний, и индикаторы, отличающееся тем что, с целью уменьшения времени поиска неисправностей и упрощения устройства, блок 9ii.t распознавания кода состояний выполнен из элементов И но числу диагностируемых блоков, & также из коммутатора и первого и второго де1В1фраторов, а индикаторы разделены на две группы - нцдикаторы технического состояния диагно Т1фуе1 «|1х блоков и индикаторы технического состояния элементов диагностируемых блоков, блока распознавания кода состояний соединены с йнформа191о(П1||В4и входами коммутатсфа и через соответствующие элементы И - с одним из входов первого дешифратора, подключенного вькоRSLtm к входам иадикаторов технического состояния да1агностируемых блоков и к управляющим входам коммутатора, выходы которого через второй дешифратор соеда1н«ны с входаьш индикаторов состояюш элементов диагностИруемых блоков. а Л п

1

Изобретение относится к техничес кой диагностике и предназначено для контроля работоспособности и обнаружения отказов в радиоэлектронных объектах, состоящих из взаимосвязанных функциональных элементов (блоков)

Известны устройства дпя контроля работоспособности радиоэлектронных объектов и поиска отказавших функциональных элементов в объектах, которые реализуют последовательный поиск отказов по гибкой программе и содержат датчики порогового или допускового контроля, соединенные через коммутатор с логическим устройством, к которому подключены индикаторы отказовр 1

Такие устройства узко специализированы, обладают сравнительно низким быстродействием, относительно сложны из-за большого количества используемых элементов и индикаторов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, которое реализует комбинационный поиск отказов и содержит m датчиков, контролирующих выходные параметры объекта диагностирования, соединенных с матричным дешифратором непосредственно и через логические элементы НЕ. В качестве матричного дешифратора использована диодная прямоугольная матрица. Вьосоды матричного дешифратора соединены с индикаторами отказов С 2 J.

Описанное устройство более просто и обладает высокий быстродействием. Однако при достаточно сложных объектах, содержащих большое число функциональных элементов, и когда в объекте диагностирования можно вьщелить функциональные группы элементов - каналы, подсистемы, блоки, субблоки известное диагностическое устройство Усложняется, а следовательно, увеличиваются его габариты.и стоимость; при изменении структуры объекта требуется изменение .структуры и диагностического устройства; большое количество индикаторов единственного уровня диагностирования затрудняет и усложняет Восприятие информации

оператором, увеличивает время нахождения нужного индикатор.

Для осуществления заданной глубины поиска отказов использование одного депшфратора неоправданно услож5 няет и увеличивает стоимость диагностического устройства из-за чрезмерного числа используемых при этом диодов и индикаторов. Так, например, при использовании в качестве дешифQ ратора даже минимизированной резистивно-диодной матрицы для определения одиночных отказов в объекте, содержащем m функциональных элементов, число необходимых диодов в матрице

5 составляет Dem, а число индикаторов - п.

Дпя диагностирования объекта с новым (например, меньшим) числом функциональных элементов (ФЭ) и новыми связями между ФЭ диагностирующее устройство должно содержать в матрице m 2 диодов и блок приведения наименования индикаторов в соответствие с новой структурой диагностируемого объекта.

Цель изобретения - уменьшение времени поиска неисправностей и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве дпя диагностирования, содержащем датчики допускового контроля, выходами подключенные к входам блока распознавания кода состояний, и индикаторы, блок распознавания кода состояний выполнен из элементов И по числу диагностируемых блоков, а также из коммутатора и первого и второго дешифраторов, а индикаторы разделены на две группы - И1щикаторы технического состояния диагностируемых блоков и индикаторы технического состояния элементов диагностируемых блоков, входы блока распознавания кода состояний соединены с информационными входами коммутатора и. через соответствующие элементы И с одним из входов первого дешифратора, подключенного выходами к входам индикаторов технического состояния диагностируемых блоков и к управляющим входам коммутатора, выхода которого через второй дешифратор соединены с входами индикаторов состояния элементов диагностируемых блоков. Кроме того, первый и второй дешиф раторы выполнены на основе треугольной резистивно-диодиой матрицы, у которой каждый ее выход через резистор соединен с выходом источника питания, а кажяай вход через соответствующий резделительный диод, включенный в непроводящем направлении, соединен с соответствующим выходом матрицы и через соответствующий элемент НЕ - с катодом соответствующего разделительного диода, каяздый из которых установлен со стороны резисторов лишь до главной диагонали матрицы. На фиг. 1 И 2 приведены различные объекты диагностирования со встроенными в них датчиками допускового контроля; на г. 3 - функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 4 - схема дешифратора; нэ фиг.5 схема коммутатора. . Объекты диагностирования (.1,2 разбиты на два уровня; блоки t,2 и 3 функциональные элементы высшего уров ня, а элементы 4-11 блоков 1,2 и 3 функциональные элементы.низшего уров ня. Выходной сигнал каждого функционального элемента контролируется соответствукяцим датчиком 12-19. Датчики преобразуют зические величины контролируемых параметров в двоичные сигналы вида 1 (параметр в пределах нормальных значений) или О (па раметр вне пределов нормальных зв(аче ний). 514 Устройство (фиг. 3) содержит элементы И 20, 21 и 22, первый дешифратор 23 (высшего уровня), индикатор 24 нормального функционирования объекта, индикаторы 25, 26 и 27 отказов на высшем уровне диагностирования, коммутатор 28, второй дешифратор 29 (низшего уровня), индикаторы 30, 31 и 32 отказов на низшем уровне. Элементы 20-22, дешифраторы 23, 29 и коммутатор 28 являются элементами блока распознавания кода состояний, индикаторы 24-27 являются индикаторами технического состояния диагностируемых блоков, а индикаторы 30-32 - индикаторами технического состояния элементов диагностируемых блоков. Дешифраторы 23 и 29 кода состояний объекта на соответствующем уровне (фиг. 4) состоят из логических элементов НЕ 33-35, диодов 36-44 и резисторов 45-48. Каждый дешифратор имеет входные шины 49(50), 51(52), 53(54) и выходные шины 55, 56, и 57, которые соединены со светоизлучающи,ми диодными индикаторами 25(30), 26(31), 27(32) соответственно. Дешифратор 23 имеет, кроме того, выходную шину 58, соединенную с индикатором 24 нормального функционирования объекта. Коммутатор 28 (фиг. 5) содержит входы, являющиеся информационными и соединенные с шинами 59-67, и входы, являющиеся управляющими и соединенные с шинами 55-58, а также элементы И 68-76 и элементы ИЛИ 77-79. Входы дешифратора, соединенные с шинами 49,51 и 53, через элементы И 20-22 подключены лишь к тем датчикам, которые контролируют объект на высшем уровне (на уровне блоков). Входы дешифратора 29, связанные с шина в1 50, 52 и 54, с помощью коммутатора 28 могут подключаться к любой группе датчиков, контролирзтщих определенную группу элементов блока, обусловливая диагностирование объекта на низшем (втором) уровне. Дешифратор 23 управляет коммутатором 28. Дешифраторы выполнены на основе треугольной резистивно-диодной матриiQd, с помощью которой МОЖНО осуществлять дешифрирование двоичного обратного экономного кода Шеннона-Фзно, каждое сообщение которого имеет вид: 0; 10; 110; 1...10. Таблицы состояНИИ любых объектов при одиновных отказах легко приводятся к коду Шеннона-Фэно, если каждый функциональный элемент объекта, имеет порядковый номер, больший номера элемента, от которого он функционально зависит. Таблица таких кодовых комбинаций (сообщений) имеет вид треугольной матрицы: отказал 4 отказал отказал 6 58 - объект исправенУстройство работает следунщим об разом. Датчики (первичные измерительные преобразователи с дискретным выходо преобразуют физические величины кон ролируемых параметров функциональны элементов в сигнатл вида 1 (параметры в норме) или О (параметры не в норме), которые поступают чере соответствующие элементы- И 20-22 на основные входы и через элементы НЕ 33-35 на дополнительные входы де шифратора 23. Одновременно сигналы вида 1 и О со всех датчиков одн го из диагностируемых блоков через коммутатор 28 поступают на основные входы непосредственно и через элеме ты НЕ 33-35 на дополнительные входы дешифратора 29. С выходов сигналы могут поступать на соответствукячие индикаторы 25-27 и 30-32, а также на индикатор нормального функционирования объекта. При этом индикаторы включаются при поступлении на их входы сигналов ви да 1 (напряжение высокого потенциала) . При исправном объекте диагностирования на выходах всех датчиков об разуются сигналы вида 1, на всех входах дешифратора 23 также появляются единичные сигналы. Поэтому на дополнительных входах дешифратора 23 появляются нулевые потенциалы, диоды 36, 38 и 41 открьшаются, через резисторы 45, 46 и 47 течет ток, напряжение источника питания матрицы полностью прилагается к резисторам 45-47 и на выходных шинах 55, 56, 57 образуются низкие (нулевые) потенциалы. Диоды 42, 43 и 44 при этом закрыты, высокими единичными потенциалами, на выходной шине 58 образуется высокий потенциал, который и обуславливает включение индикатора 24. Поскольку у дешифратора 29 шина 58 отсутствует, все его индикаторы выключены. В случае отказа какого-либо функционального элемента блока 2, например элемента 9,. на выходе датчика 17, контролирующего отказавптй функциональный элемент, а также датчиков 18 и 19, контролирукифпс выходные параметры функционапыв 1х элементов, зависимых от отказавшего элемента, появляются сигналы ввда О. Это приводит к тому, что на шины 49, 51 и 53 поступает кодовая комбинация вида 100 и поэтому все диоды нулевой шины одновременно закрыты, а из всех индикаторов высшего уровня включен индикатор 26 отказавшего элемента. Такое сочетание сигналов 100 на входах дешифратора 23 появляется при отказе любого элемента (7, 8 или 9) блока 2. Единичный сигнал, включивший индикатор отказа блока 2, одновременно по нулевой шяне поступает на вторые входы элементов И 71-73 коммутатора 28, открывая их дпя пропуска сигналов от датчиков, контролирующих функциональные элементы отказавшего блока 2, на шины 50, 52 и 54. На выходах элементовГ ИЛИ 77-79 коммутатора 28, а значит, на входах дешифратора 29 при отказе элемента 9 образуется совокупность сигналов 110. Появление совокупности или комбина- ции сигналов 110 на шинах 50, 52 и 54 означает поступление высоких положительных потенциалов на шины 50 и 52 и нулевого потенциала на шину 54. На дополнительных входах матрицы образуются инвертированные сигналы, обусловленные элементами НЕ 33-35. Все диоды, соединякяцие вертикальные и гсфизонтальные шины матрицы и на катоды которых подаются

7112

положительные потенциалы с вертикальных шин матрицы, запираются и становятся непроводящими электрический ток.

При описанном распределении потенциалов диоды 36, 38 и 44 открыты, а остальные диоды закрыты. Поэтому через резисторы 45, 46 и 48 протекает электрический ток по соответстдующим цепям: плюс источника тока, резистор 45, диод 36, элемент НЕ 33, минус источника тока; плюс источника тока, резистор 46, диод 38, элемент НЕ 34, минус источника тока; плюс источника тока, резистор 48, диод 44, шииа 54, элемент ИЛИ 79 коммутатора, минус источника тока. Напряжение источника тока практически полностью падает на резисторах 45, 46 и 48, поэтому на входах индикаторов 30 и 31 образуются низкие (нулевые) потенциалы и указанные индикаторы не включгиотся. Через резистор 47 ток не протекает, так как диоды 39, 40 и 41 закрыты высокими потенциалами со стороны вертикальных шин коммутатора. Поэтому высокий потенциал источника тока через резистор 4-7 поступает на

гг

F

-ИЗ

8

ход индикатора 32 и обусловливает его включение.

Таким образом, при отказе функциоального элемента 9 контролируемого объекта, в устройстве для диагностирования включаются индикаторы 26 и 32, что означает отказ третьего элемента 9 во втором блоке 2. Остальные индикаторы выключены.

Предлагаемое устройство для технического диагностирования сложных раиоэлектронных объектов, состоящих из взаимосвязанных блоков, отличается от известных своей простотой, ми1шмально необходимым количеством логических элементов и индикаторов, низкой стоимостью, возможностью одним устройством без его перенастройки диагностировать различные объекты, имеющие различные функциональные связи между элементами и различное число элементов. Значительное сокращение числа индикаторов улучшает уело- ВИЯ для восприятия информации от индикаторов, что обусловливает сокра- щение времени поиска нужного индикатора и уменьшает вероятность ошибок оператора при считывании результата диагностирования.

8$ §9 tt

9U9.t

наш

111 ii

чин чип

и вв 9t

а п f« is ft 91

M

9(50)

1(52)

У5

JLJr s; 53

iL

.

.17

23

Heona

Ommtf

gawrgj/ J ватазГ OmmtS

-p OmircaJff

ваипаЗ

53(ffy)

2S(30)

4itf

47

2S(31) 27(32)

4f

f 61Г,

2f

fpuf.f

.57 Sf

-55

J LS L

74 I 75 I 7f

72 7J

s:s

77

69

5t

I

3 r

T9

т

5«