Устройство для контроля состояния технических объектов Советский патент 1985 года по МПК G05B23/02 

вым входом формирователя команд, подключенного вторым входом к выходу четвертого ключа и к выходу ждущего мультивибратора, связанного выходом с управляющими входами третьих ключей, подключенных информационными входами к выходам формирователя команд, а выходами - к входам дешифратора команд, соединенного выходами с входами узла коммутации, связанного выходами с командными выходами блока задания режима контроля.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ .СОСТОЯНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее индикатор исправного состояния, первьй ключ, соединенный информационным входом с входом цепи обратной связи устройства, управляющим входом - с единичным выходом триггера Шмитта, а выходом с выходом обратной связи устройства и с выходом второго ключа, связанного управляющим входом с нулевым выходом триггера Шмитта, а также по числу контролируемых параметров N пороговых датчиков, подключенньпс входами к входам устройства, , а выходами - к первым входам дешифратора и к входам элементов НЕ, соединенных выходами с вторыми входами дешифратора, подключенного М выходами к входам индикаторов неисправностей, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок задания режима контроля, регистр воздействий и первый элемент И, связанный первым входом с выходом порогового датчика первого входа устройства, вторым входом - с-выходом элемента НЕ входа цепи обратной связи устройства, а выходом - с входом триггера Шмитта, подключенного нулевым выходом к (L+1)-My входу регистра воздействий, связанного L выходами с L командными выходами устройства, (L+1)командным выходом - с информационным входом второго ключа, L входами - с командными выходами блока задания режима контроля, соединенного входом с ()-M выходом дешифратора, а информационным выходом с входом индикатора исправного состояния . 49 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок задания режима контроля содержит формирователь команд, третьи ключи, дешифратор команд, узел коммутации, ждущий мультивибратор, четвертый ключ, элемент односторонней проводимости, первую и вторую дифференел цирующие цепочки, узел пуска-остано05 ва и второй элемент И, подключенный выходом к информационному выходу блока задания режима контроля, первым входом - к старшему разряду выхода дешифратора команд и к управляющему входу четвертого ключа, соединенного информационным входом с выходом первой дифференцирующей цепочки, подключенной входом к выходу блока задания режима контроля, к второму входу второго элемента И и к входу элемента односторонней проводимости, подключенного выходом к выходу узла пуска-останова и к входу второй дифференцирующей цепочки, соединенной выходом с пер

1

Изобретение относится к технической диагностике и молсё быть использовано для обнаружения неисправностей в радиоэлектронных объектах, имеющих произвольные связи между его функциональными элементами.

Известно устройство, содержащее группу датчиков допускового или порогового контроля параметров объекта, дешифратор кодов состояния объекта с логическими элементами НЕ на каждом входе, индикаторы состояния объекта, причем датчики непосредственно соединены с входами дешифратора, выходы которого подключены к индикаторам. Устройство реализует комбинационный поиск отказавших функциональных элементов объекта контроля (ОК) 11.

Однако данное устройство не позволяет определить место отказа среди элементов ОК, охваченных цепью обратной связи (ОС),

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее группу датчиков допускового контроля параметров ОК; группу логических элементов НЕ, дешифратор кодов состояния ОК индикаторы состояния ОК; триггер Шмитта, источник эталонных сигналов цепи ОС и два ключа, причем выход датчика каждого подключен к входу дешифратора и входу элемента НЕ, выход которого соединен с входом дешифратора, выход которого подключен к индикаторам, при этом вход триггера Шмитта соединен с одним ,из выходов дешифратора, а выходы с управляющими входами ключей, информационный вход первого из которых соединен с выходами ОК, выход с входом ОК и выходом второго КЛЮ-, ча, информационный вход которого подключен к выходу источника эталонных сигналов цепи ОС. Устройство позволяет диагностировать функциональные элементы ОК, охваченные цепью ОС L2II.

Недостатками известного устройства являются невозможность диагностирования объекта в случае необходимости подачи на его внешние входы стимулирующих воздействий, включение источника эталонных сигналов

в цепь ОС при неисправностях функциональных элементов ОК, не охвачен ных цепью ОС, что ведет к повьш1ению энергетических затрат при проведеНИИ диагностической операции, т.е. к снижению экономичности работы. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля состояния технических объектов, содержащее индикатор исправного состояния, первый ключ, соединенный информационным входом с входом цепи обратной связи устройства, управляющим входом - с единичным выходом триггера Шмитта, а выходом - с выходом обратной связи устройства и

с выходом второго ключа, связанного управляющим входом с нулевым выходом триггера Шмитта, а также по числу контролируемых параметров N пороговых датчиков, подключенных входами к входам устройства, а выходами - к первым входам дешифратора и к входам элементов НЕ, соединенных выходами с вторыми входами дешифратора, подключенного М выходами

к входаминдикаторов неисправностей, введены ,блок задания режима контроля, регистр воздействий и первый элемент И.связанный первым входом с выходом порогового датчика первого-входа

устройства, вторым входом - с выходом

элемента НЕ входа цепи обратной свя устройства, а выходом - с входом триггера Шмитта, подключенного нулевым выходом к (L+1)-My входу регистра воздействий, связанного L выхода ми с L командными выходами устройства, С.)-м командным выходом - с .информационным входом второго ключа L входами - с командными выходами блока задания режима контроля, соединенного входом с (М +1)-м вькодом двЕшфратора, а информационным выходом - с вьходом индикатора исправного состояния.

Блок задания режима контроля содержит формирователь команд, третьи ключи, дешифратор команд, узел коммтации, ждущий мультивибратор, четветый ключ, элемент односторонней проводимости, первую и вторую дифферен цирующие цепочки, узел пуска-останова и второй элемент И, подключенный выходом к информационному вы,ходу блока задания режима контроля, первым входом - к старшему разряду выхода дешифратора команд и к управляющему входу четвертого ключа, соединенного информационным входом с выходом первой дифференциальной цепочки, подключенной входом к выходу блока задания режима контроля, к второму входу второго элемента И и к входу элемента односторонней проводимости, подключенного выходом к выходу узла пуска-останова и к входу второй дифференцирующей цепочки, соединенной выходом с первым входом формирователя команд, подключенного вторым Входом к выходу четвертого ключа и к выходу жду- щего мультивибратора, связанного выходом с управляющими входами третьих ключей, подключенных информационными входами к выходам формирователя команд, а выходами - к входам дешифратора команд, соединенного выходами с входами узла коммутации, связанного выходами с командными выходами блока задания режима контроля.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 структурная схема блока задания режима контроля и регистра воздействия на фиг. 3 - структурная схема узла коммутации.

Устройство содержит (фиг, 1) часть объекта контроля, не охваченную цепью обратной связи 1, функциональные элементы 2, 3 и 4 объекта контроля, охваченные цепью обратной связи, пороговые датчики , элементы НЕ 6 -6f, , дешифратор 7, индикаторы неисправности 8 , индикато исправного состояния 9, первый эле- мент И 10s триггер Шмитта 11, первый 12 и второй 13 ключи, блок 14 задани режима контроля, регистр 15 воздействий.

Елок задания режима контроля содержит узел коммутации 16, второй элемент И 17, дешифратор команд

18,первую дифференцирующую цепочку

19,третьи ключи , четвертый ключ 21, ждущий мультивибратор 22, формирователь команд 23 вторую дифференцирующую цепочку 24, узел пускаостанова 25, элемент односторонней проводимости 26. Узел коммутации состоит из диодов 27, соединенных как показано на фиг. 3 (приведена конструкция на четыре входа и выхода

Регистр воздействия 15 состоит из генераторов импульсов 28.

Устройство позволяет диагностировать объект комбинационным способом по частям - за несколько шагов. Принцип его работы заключается в следующем.

Исходно предполагаются известными комбинации внешних воздействий ОК, реакциии на которые отдельных групп функциональных элементов позволяют однозначно судить об исправности последних. Известной является и последовательность подачи комбинаций к внешним входам ОК.

Устройство работает следуюор м образом.

Алгоритм диагностирования обеспечивается блоком 14.

Первый шаг диагностирования начинается с нажатия кнопки Пуск в узле пуска-останова 25, содержащем (не показаны) R-S-триггер, в котором используется один выход, а на входы S и R соответственно через два кнопочных включателя Пуск и Стоп с контактами на замыкание в определенные моменты подаются перепады напр 1жения вида 1. С нажатием кнопки Пуск перепад вида 1 прикладывается к входу S триггера (триггер исходно находится в нулевом состоянии) и переводит его в единичное состояние. При этом единичный 5 перепад через элемент односторонней проводимости (диод) 26 поступает на первую дифференцирующую цепоч ку 19 и импульсом от дифференцирова ния переднего фронта перепада, который проходит через открытый в исходном состоянии ключ 21, запуска ется нсдущий мультивибратор 22 и фор мирователь команд 23, Применение триггера в элемент 25 коммутации предотвращает повторное срабатывание мультивибратора 22 и формирователя команд 23 при : возможном многократном нажатии кноп ки Пуск в начале процесса диагнос тики. При срабатьюании мул )Тивибратор 22 формирует кратковременный и шyльc, которым запираются ключи 20 на время переходньйс процессов в формирователе команд 23, представля ющем собой асинхронный двоичный счетчик, для формирования кода используются состояния цепочки тригге ров. При срабатывании первого триггера формирователя команд 23 на пер вом выходе последнего появляется ходах остаются сигналы О,таким образом формируется код первой .команды, который после отпирания клю чей 20, в результате возвращения . мультивибратора 22 в исходное состо яние , прикладывается к входам дешиф ратора 18 команд. В результате дешифрования кода пер вой команды на первом выходе дешифратора 18 команд появляется сигнал 1, .который поступает на один из входов узла 16 коммутации, представ ляющего собой вентильную матрицу, .. позволяющую, при воздействии на один из ее входов сигнала 1 получать на ее выходах определенную комбинацию сигналов 1 и О. Поэтому на выходе узла 16 коммутации возникает комбинация управляющих сигналов 1 и О для регистра воздействий 15. Сигналы 1 воздействуют на соответ ствующие генераторы Р мпульсов 28 ре гистра воздействий, переводя их в состояние генерации. Полученная таким образом первая комбинация стандартных сигналов под водится к определенным входам O.K. Заранее определены комбинации входных воздействий ОК и их последовательность подачи (для варианта изображенного на фиг. 3); 16 первая: 1-й и 4-й генераторы / ТТ 1 / rt ( 1-4 ) ; вторая: 1-й, 2-й и 4-й генераторы (1-2-4); третья: 2-й и 3-й генераторы (2-3); четвертая: 1-й и 3-й генераторы (1-3). На первом шаге диагностирования к дешифратору 18 команд приложена кодовая комбинация 100, под воздействием которой на первом его выходе а следовательно, и на первом входе узла 16 коммутации возникает сигнал 1, который, прикладываясь через диоды 27 и 27д к генераторам 28 и 28;, , переводит их в состояние генерации за счет воздействия на коммутирующий элемент в цепи питания соответствующего генератора (не показан) . В силу противоположной полярности включения диодов 27, 27j , а также 27g по отношению к 1-му входу действующий на входе 1 узла 16 коммутации сигнал 1 не проходит на другие его выходы. Таким образом включена требуемая комбинация входных воздействий ОК - 1-4, которая подвод.1тся к соответствующим его входам. Сигналы, прикладываемые к входам ОК, вызывают реакции соответствующих его функциональных элементов, которые воспринимаются датчиками 5, преобразующими их значение в сигна(параметр в норме) или О (параметр не в норме). Таким образом отдельный шаг диагностирования позволяет выявить место отказа в той части ОК, работа которой однозначно определяется прикладываемой к входам объекта комбинацией входных воздействий .(в конкретном случае комбинацией 1-4). Если данная часть ОК исправна, то на выходах датчиков 5, контролирующих эту часть объекта, образуются сигналы 1 (соответственно на выходах смежных элементов 6 НЕ - сигналы О) и на (М + 1)-м выходе дешргфратора 7. При исправной части объекта, проверяемой на отдельном шаге, сигнала 1 поступает с (М+1)-го выхода дешифратора 7 в блок 14 на вход первой дифференцирующей цепи 19, в результате чего импульсом от дифференцирования переднего фронтаj которьш проходит через открытый в исгг ходном состоянии ключ 21, запускает ся ждущий мультивибратор 22, а первый триггер формирователя команд 23 переводится в исходное состояние, п котором в единичное состояние переводится второй триггер. Таким образом, только во втором разряде образованного кода команды на включение очередной комбинации входных сигналов ОК будет 1, а во всех осталь 0 (в конкретном слуных разрядах чае 010). Одновременно с этим в результате запирания импульсом мультивибратора 22 ключей 20, снимается код команды предьщущего шага с входом дешифрато ра 18 команд, что приводит к сня-1 тию управляющих сигналов 1 с соответствующих входов регистра 15 последний прекращает генерацию сигналов предьщущего шага (1-4) и на (М+1)-м выходе дешифратора 7 вновь образуется сигнал О, при этом диод 26 предотвращает прохождение этого перепада к второй дифференцирующей цепочки 24, чем обеспечивается устойчивость работы формирователя команд 23. После возвращения мультивибратора 22 в исходное состояние новый код команды (конкретно 010) через открытые ключи 20 прикладывается к входам де шифратора 18 команд и все указанные выше процессы при исправных функциональных элементах ОК, проверяемых данной комбинацией входных (конкре но 1-2-4), повторяются. Весь процесс диагностирования объекта продо жается до тех пор, пока не будут ис пользованы все имеющиеся комбинации входных сигналов (конкретно 1-4, 1-2-4,2-3, 1-3). Если послед ний шаг не указывает на неисправность объекта, то на выходе элемента 17 И появляется сигнал 1, так как на один его вход поступает 1 с (М + 1)-го выхода дешифратора 7, а на второй вход - сигнал 1 с К-го выхода дешифратора 18 команд, которьй управляется включением последней комбинации входных сигналов ОК. Кроме того, сигнал 1 с К-го выхода дешифратора 18 команд одновременно прикладывается к управляющему входу ключа 21 и переводит его в закрытое состояние, что в последующем предотвращает срабатывание мультивибратора 22 и формирователя команд 23. Поэтому если на последнем шаге диагностирования на (м+1)-м выходе дешифрато7 появляется сигнал 1, то мультивибратор 22 и формирователь 23 останутся в прежнем состоянии. Сигнал Г с выхода элемента 17 И поступает на вход индикатора 9. исправного состояния, KOTOpbDi включается и сигнализирует об исправном состоянии ОК и конце его диагностирования . Диагностирование заканчивается нажатием кнопки Стоп в узле пуска-останова 25, в результате чего единичный перепад напряжения подводится к входу R триггера, который при этом возвращается в исходное состояние, при котором на единичном выходе потенциал /гадает до нуля. Р1мпульсом от дифференцирования перепада с высокого уровня на низкий за счет цепи 24,формирователь команд 23 переводится в исходное состояние, при котором на его выходах будут только сигналы О и, следовательно, снимаются управляющие сигналы с входов регистра. 15. При этом генераторы регистра 15 прекращают подачу воздействий к входам ОК и индикатор 9 исправного состояния выключается. Процесс диагностирования закончен. Б случае неисправности ОК на некотором шаге диагностирования дешифратор 7 среагирует на отказ функционального элемента. При этом на одном из выходов, подключенном к одному из индикаторов 8) -8м неисправностей возникает сигнал 1, включающий индикатор, который сигнализирует об отказе одного из М функциональных элементов ОК. Поскольку в этом случае на (|У + 1)-м выходе дешифратора 7 действует сигнал О, то Ьчередная комбинация входных сигналов ОК может быть подана только после устранения выявленной неисправности (т.е. когда на (М +1)-м выходе дешифратора 7 вновь будет сигнал 1). Кроме того, при исправном ОК, когда на выходах датчиков 5 действуют сигналы ,1, а при выходах элементов 6 НЕ - сигналы О, на выходе элемента 10 И действует сигнал О, так как один вход подключен к выходу датчика 5, а второй ход к выходу элемента 6}. НЕ. Это позволя9

ет триггеру Шмитта 11 находиться в таком состоянии, при котором ключ 12 закрыт, а ключ 13, включенный по информационному входу и выходу в ра- разрьш цепи ОС элементов 2, 3 и 4 объекта, открыт. При этом на (м+1)-м выходе дешифратора 7 действует сигнал 1, что является признаком исправности объекта.

Если неисправность ОК окажется в каком-либо из элементов 2, 3 и А, охваченных цепью ОС, то на выходах датчиков 5, контролирующих выходы 2, 3 и 4 объекта, появится сигнал О, а на выходах датчиков 5, контролирующих другие выходы, будет действовать сигнал 1. В этом случае на первый вход элемента 10 И поступает сигнал 1, так как этот вход соединен с выходом датчика , который контролирует 2-й выход ОК, откуда нормальный сигнал непосредственно поступает к элементам 2, 3 и 4, охваченным цепью ОС.

На второй вход элемента 10 И также поступает сигнал 1 с выхода элемента 6 НЕ, вход которого подключен к выходу датчика 5, контролирующего выход функционального элемента 4 (2-й выход ОК, где сигнал при неисправности любого из элементов 2,3 или 4 отсутствует и поэтому на выходе датчика образуется сигнал 0 а следовательно, на выходе смежного с ним элемента НЕ будет сигнал 1).

В результате этого на выходе элемента 10 И образуется сигнал 1,

5601110

под действием которого триггер Шмит та 11 изменит свое состояние на противоположное , ключ 13 закроется, разрывая цепь ОС объекта, а ключ 12 5 откроется, подключая (1-.-1)-й выход регистра воздействий к (1+1)-му входу ОК, Одновременно с этим перепад напряжения на нулевом выходе триггера Шмитта 11, прикладываясь к

10 (jL+1)-My (конкретно 5-му) генератору импульсов, переводит его в состояние генерации, в результате чего стандарпый сигнал через открытьш ключ 12 поступает на (1+1)-й вход ОК, 15, что позволяет отдельной диагностической операцией выявить место отказа среди элементов объекта, охваченных цепью ОС.

Применение предложенного устрой-,:

20 ства существенно расширяет возможность при диагностировании технических объектов комбинационным способом по сравнению с базовым устройством, в качестве которого принят

Кроме того, при пошаговом диагностировании отдельных типовых структур возможно значительное упрощение схемы дешифратора за счет сокращения числа разрядов кодой состояния ОК.

/fL L+i