Устройство для диагностирования функциональных блоков в системе Советский патент 1986 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при диагностировании технического состояния сложных объектов.

Цель изобретения - расширение i функциональных возможностей устройства путем обеспечгения возможности диагностирования., с точностью до неработоспособного функционального . блока и повышение точности диагностирования за счет более точной оценки влияния данного функционального блока на выходной-сигнал системы.

На фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг-. 2 - схема блока распознавания класса технического состояния системы; на фиг. -3 - схема -поясняющая работу блока классификации; на фиг. 4 - схема блока классификации. -

Устройство диагностирования системы, включающей функциональные блоки 1.1-r.k+m+n (фиг . 1) . содержит первый блок 2.1 вычитания,дополняй- тельные первые блоки 2.2-.2.k - 2.k + +.m-2.k. +m+n вычитания, блок 3 эталонов, блок 4.1.1 умножения, дополнительные блоки 4.1.2-4.k + тл jt п.- 4.k+n+m.n умножения, вторые блоки 5.k+1.1 - 5.k+m.n - 5k.+n+m.n вычитания, выключатели 6.1 - 6.п, третьи блоки 7.1 7.п вычитания и блок 8 распознавания класса технического состояния системы. На фиг. 1 показаны также выходы 9.1-9.п диагностируемой системы содержит блоки 10.1 - 10.1 классификации, дешифратор 11 и индикаторы 12.

Блок lO.i классификации содержит двухпороговые компараторы 13.1 и 13.2, блок 14 .задания пороговых значений и злемент И 15.

Устройство для диагностирования функциональных блоков в системе (фиг. 1) работает следующим образом.

В режиме Диагностирование на k входов устройства (входы функциональных блоков 1.1, 1.2,...,1.k) поступают тестовые сигналы, в качестве которых могут быть использованы рабочие сигналы в диагностируемом режиме,поступающие с выходов предыдущей системы, либо сигналы, иммитируюпще диагностируемый рабочий режим от генератора этих сигналов (на фиг. 1 не показан) . С выходов диагностируемых функциональных блоков 1.1 сигналы

поступают на входы соответствующих блоков 2.1 вычитания, на другие входы которых поступают сигналы заданного значения этих сигналов от блока 3 эталонов. Выходной сигнал каждого ИЗ блоков 2.1 вычитания представляет соб.ой величину отклонения реального, сигнала соответствующего диагностируемого функционального блока 1.1 от его заданного значения. Сигнал с- выхода каждого из блоков 2.1 вычитания поступает на входы.блоков 4.1,.. .,4..k+n+m+m.n умножения, число кото-, рых равно числу диагностируемых выхо- дов системы, где происходит его умножение на соответствующий коэффициент смещения. В результате на выходе каж- дого-блока 4.1.1,...,4.n+k+m.n умножения формируется сигнал, пропорцио- нальньш величине смещения сигнала, снимаемого с одного из выходов 9.1 - 9.П системы, относительно заданного значения вследствие отклонения от заданного значения сигнала на

выходе данного функционального бло

ка 1.1. Например, выходной сигнал блока 4.1.1 умножения показьюает насколько смещается от оптимального состояния сигнал системы диагностируемых функциональнь1х блоков 1. 1, 1.2, ...,,1.k+m+n на ее выходе 9.1 вследствие погрешности на выходе блока 1.1. На работу функциональных блоков 1.1 - 1.k, являюш псся входами системы, не оказьшают влияния другие функциональные блоки системы, поэтому выходные сигналы соответствующих им блоков 4.1.24.1.П умножения показывают величину смещения соответствующих выходных сигналов системы от заданных значений вследствие погрешности в работе только данного функционального блока 1.1.

Выходной сигнал остальных функциональных блоков 1 .k+1,...., 1 .k+m+n, формируется с учетом погрешностей как самих этих функциональней блоков, так .и тех функциональных блоков,которые оказывают влияние на формирование их входного сигнала. Например, на погрешность выходного сигнала функционального блока 1.k+m оказьюает влияние его собственная погрешность и погрешности функциональных блоков

1.1, 1.2,...,1.k+m-1.Поэтому на выходах блоков 4.k+m.1,...,4.k+m.n умножения формируются сигналы, пропорциональные изменению выходных сигнач 12

лов соответственно на выходах 9,1 - 9.П системы для заданного смещения сигнала блока 1.k+m.

. В блоке,например, 5.k+m.1 вычута- ния из полученного в блоке 4.k+mo1 значения вычитаются сигналы, пропорциональные смещению сигнала на выходе 9.1 системы из-за влияния других блоков 1.1 - k+m-1 системы . (кроме блока 1.k+m). В результате на выходе .блока 5.К+т.1 вычитания получается сигнал, характеризующий влияние отклонения параметра только блока.1.k+m , на сигнал на выходе 9.1 системы, а влияние других блоков устраняется.

На выходе блоков 5.ij вьиитания формируется сигнал, пропорциональнь1й величине смещения соответствующего сигнала системы на выходе 9.j отно- сительно оптимального вследствие погрешности в работе данного функционального блока 1.1.

Если из общего отклонения каждо- го выходного сигнала системы вычесть ту величину,крторую вносит в это отклонение погрешность в работе определенного функционального блока 1.1,возникет состояние, моделирующее такое техни -ческое состояние системы из блоков 1,1, 1,2,..., 1.k+m+n, как если бы этот функциональный блок 1.1 был заменен заведомо исправным, а все остальные остались без изменения.Поэтому сигнал с выхода 9.j системы поступает на вход блока 7.j вычита- ния, на другие входы которого через выключателя 6.1 - 6.k+m.n поступают величины, пропорциональные смещению сигнала системы на выходе 9.j вследствие погрешности в работе функциональных блоков 1. 1, 1.2,...,1 .k+m+n. Если все выключатели 6.1, 6.2,...,6k+ +m+m разомкнуты,на входы блока 7.J вычитания сигналы не поступают.

В этом случае сигналы с выходов блоков 2.k+m+1,..,,2k+m+n вычитания, харйстеризующие отклонение от заданных значений сигналов на входах системы, поступают на входы блока 8 распознавания класса технического состоя- .ния диагностируемой системы, который определяет класс, к которому относится реальное техническое состояние системы.

Если данное техническое состояние системы не удовлетворяет требованиям эксплуатации или оператор решает улучшить его классе он замыкает первый

, ю |

2о 5

0

0

0

5

1994

ключ 6.1. в этом случае на входы блоков 7.1.,...,7.п вычитания поступают величины смещения выходных сигналов системы вследствие погрешности в работе функционального блока 1.1 и на выходах блоков 7.1,...,7.п вычитания появляется набор сигналов, моделирующих режим включения вместо функционального блока 1.1 такого же заведомо исправного блока.Блок 8 распоз- навания класса технического состояния диагностируемой системы фиксирует изменение технического состояния системы при замене функционального блока 1.1 на заведомо исправньй. Оператор, отметив изменившееся состояние,вновь замыкает ключ 6.1 и замыкает ключ . 6.2. При этом моделируется состояние системы как-в случае замены функционального блока 1.2 заведомо исправным и т.д., пока не будет осуществлено моделирование технического -состояния, возникающего в результате замены каж- дого функционального блока заведомо исправным. Затем, исходя из реальных условий эксплуатации (наличие ЗИПа, стоимость замены,требуемое улучшение - технического состояния системы и т.д.) функциональный блок 1.1, приз- , нанный неработоспособным в рамках требуемого технического состояния системы, подвергается замене или по возможности, соответствующим образом регулируется.После вьшолнения этих « ррераций оператор вновь размыкает ключи 6.1, 6.2,...,6k+n+m и проверяет изменившееся техническое состояние системы после замены (регулировки) неработоспособного функционального блока.

Для целей самоконтроля устройства необходимо замкнуть все ключи 6.1, 6.2,...,6k+n+m.B этом случае сигналы на выходах блоков 7.1,...,7.п вычитания должны отсутствовать,что легко установить с помощью милливольтметра тестера и т.д. или дополнительных индикаторных элементов (на фиг. 1 не показаны) в цепях выходов блоков 7.1,...,7.п вычитания.

Блок 8 распознавания класса технического состояния диагностируемой системы (фиг. 2) работает следующим образом.

Сигналы с диагностируемых выходов 9.1 - 9.П, преобразованные блоками 7.1 - 7.П, поступают на соот- ветствукнцие входы блоков 10.1 - 10.1 классификации.

Если техническое состояние удовлетворяет данному классу, на выходе соответствующего блока 10.1 классификации появляется, логическая едини- ца, если же не удовлетворяет - логический ноль. Эти. логические сигналы поступают на вход дешифратора 11, сигнал на выходе которого является сигналом, фиксирующим то или иное техническое состояние системы. Этот сигнал поступает на входы индикаторов 12 для указания класса технического состояния, к которому.относится техническое состояние диагнос- тируемдй системы, что обеспечивается свечением индикаторов.

Блок 10 классификации работает следующим образом.

На входы двухпороговых компарато- ров 13.1 и 13.2 поступают сигналы У . и У с выходов 9.1 и 9.2 сисуе мы (фиг. 3) соответственно. На их вторые входы поступают сигналы верхних пороговых значений .ь и У 1О. ь а на третьи входы-сигналы нижних пороговых значений У/||7кд.ц и соответственно с вьтходов блока 14 задания пороговых значений.

Если сигнал У с выхода системы больше Нижнего порогового значения У КЛ. н и меньше верхнего порогового значения y-iH КЛ.6 на выходе двух- порогового компаратора 13.1 появляется сигнал логической единицы.Анало- гично, если сигнал Уг п кл- Н меньше верхнего порогового значения Уг кЛ.Б. на выходе двухпорогового компаратора 13.2 появляется сигнал логической единицы.Оба этих логических сигнала поступают на вход логического элемента И 15 на выходе которого появляется сигнал логической единицы,свидетельствующий о том,что техническое состояние системы удовлетворяет требованиям второго класса технического состояния.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность диагностирования с точностью до функ ционального блока, а также самоконтроля, что расширяет его функциональные возможности, а также- позволяет учитьшать зависимость отклонения парметров данного функционального бло- ка от отклонения параметров других функциональных блоков, что повьш1ает точность диагностирования.

-

сюt5

20 25

зо 350

50а55

45

Формула изобретения

1. Устройство .для диагностирования функциональных блоков в системе, содержащее блок эталонов,соединенньй первым выходом с первым входом соответствующего первого блока вычитания, соединенного выходом с соответствующим входом блока умножения, к первых. In вторых и Ц третьих входов, отличающееся тем,что, с целью повьш1ения точности диагностирования и расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности диагностирования с точностью до неработоспособного функционального блока,в него введены дополнительные Первые блоки вычитани.я, дополнительные блоки умножения, вторые блоки вычитания, третьи блоки вычитания, выключатели, блок распознавания класса технического состояния системы, причем первые входы каждого второго блока вычитания, с номером bj ( + 1-гг.) соеди нены с выходами соответствующих блоков умножения с номерами tj (1 4 L), вторые входы кавдого второго блока вычитания с номером tj (к + К44 К+ mj 1 -и ) соединены с выходами соответствующих вто- рых блоков вычитания с номерами ; (I выходы всех вторых блоков вычитания с номерами 1 ( , j 1 - Ч ) соединены с первыми вьщо- дами j -X замыкающих контактов L-X вьжлючателей, соединенных вторыми вьшодами с первыми входами соот-. ветствующИх j -х третьих блоков вычитания (J 1 -Ц ), входы каждого блока умножения с номером tj (1 1 -к. + 1 -h ) соединены с выходом соответствукядего t го первого блока вычитания, первьй вход каждого С-го первого блока вьгчита- ния ( 1) соединен с соответствующим выходом блока эталонов, второй вход каждого и -го первого блока вычитания (1 4 . 4 К. ) соединен с соответствующим первым входом устройства, второй вход каждого i -го первого блока вычитания (К. + 1 4 KJ + tn ) соединен с соответствующим вторым входом устройства,, выходы всех вторых блоков умножения с номерами Ij (, 1-О соединены с первыми выводами j-х за- мыкакяцих контактов и -х вЬпслючателей ,

соединенных вторыми вьшодами с вторыми входами соответствующих J-х третьих блоков вычитания, первые входы вторых блоков вычитания с номерами Ij где t (k+m4 1j-(l -b Ti-thj, 1 - П .соединены с выходами соответствующих блоков умножения, соединенных входами с соответствующими третьими входами устройства и соответст- вующими входами j -х третьих блоков вычитания, выходы блоков вычитания с номерами tj где i (К,+ 1п + 1) - .(K+Mi+n) j 1 - соединены с первыми вьтодами размыкающих контактов соответствующих выключателей,.соединенных вторыми вьшодами с четвертыми входами соответствующих третьих блоков вычитания, а выходы третьих блоков вычитания соединены с соответ- ствующими. входами блока распознавания класса технического состояния системы.

2.Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем,что блок распознавания класса технического состояния системы -содержит блоки классификации, входы которых являются входами блока, выходы соединены с соот-. ветствующими входами дешифратора, . соединенного выходами с вхо - дами соответствукяцих индикато - ров.

3.Устройство по п. 2, о т л и- чающееся .тем,что блок классификации содержит двухпороговые компараторы, первые входы которых являются входами блока, вторые входы соединены с соответствующими выходами блока задания пороговых значений, выходы соединены с соответствующими

элемента является

И , выход выходом бло

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при диагностировании технического состояния сложных объектов. Цель изобретения- расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности диагностирования,с точностью до неработоспособного, функ.ционального-блока и повышение тач кости диагностирования за счет более точной оценки влияния данного функци-. онального блока на выходной сигнал системы. Устройство для диагностирования функциональных блоков в системе содержит блоки вычитания, умножения, блок эталонов, выключатели и блок распознавания класса текнкчес- кого состояния систеьад, который, в свою очередь, содержит блоки классификации, включающие двухпороговые компараторы, задатчик пороговых значений и элемент И, дешифратор и индикаторы. Данное устройство, имея режимы диагностирования и самоконтроля, позволяет проводить диагностирования с точностью до функциональ- HoVo блока, учитывает зависимость отклонения параметров данного функционального блоке от отклонения параметров других функциональных блоков, повьшая тем самым точность диагностирования. 2з,п, ф-лы, 4 ил. с (Л ю 4 со со

9tH.f

Редактор А.Огар

(Риг, if

Составитель И.Швец

Техред Л. Олейник Корректор М.Шароши

Заказ 3487/42 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4