Устройство для диагностирования взаимосвязанных электронных блоков и элементов блоков Советский патент 1988 года по МПК G05B23/02 

27

Г

j

L. . .1 II. I «И Т ТЧ У 1Ч И11.А

с S

(Л CZ

4

СО СЛ

О5

шение достоверности диагностирования за счет контроля работоспособности датчиков допускового контроля. Устройство содержит группы 5 датчиков допускового контроля, группы элементов И 6.1-6,3 и ИЛИ-НЕ 7,1-7.3, коммутаторы 8, 11, 13, дешифраторы 9s 14, блоки 10, 20 и 21 индикаторов отказов соответственно диагностируемых блоков, элементов диагностируемых блоков и датчиков допускового контроля с одноименными индикаторами 10.1-10,4, 20.1.г20.4, 21.1-21.4, . группу элемен тов НЕ 12.1-12,4,. элементы 15 и 16 , элемент ИЛИ 17, элемент НЕ 22, группы 18 и 19 ключей 16.1-18.4, 19.1-19.4 соответственно, переключатель 23 режимов работы. Для контроля отказов датчиков допускового контроля типа Постоянная 1 переключатель 23-устанавливается в положение I, Сигнал об отказе датчика че

рез коммутатор 8 проходит на дешифратор 9, который с помощью коммутатора 11 подключает к дешифратору 14 датчики допускового контроля соответствующего блока диагностирования. Дешифратор 14 через группу 19 ключей включает соответствующий индикатор в блоке 21 индикаторов отказов датчиков допускового контроля. Для Диагностики объекта диагностирования и контроля отрсазов датчиков допускового контроля типа Постоянньй О переключатель 23 устанавливается в положение II. Работа устройства в этом случае аналогична описанной выше. Однако, если про- изошел отказ объекта диагностирова- П НИН, а не датчика допускового контро- ляд сигнал с выхода дешифратора 14 включает через ключи группы 18 соот- ветствуюш,ий индикатор блок а 20 индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков. 8 ил.

Изобретение относится к технической диагностике и предназначено для контроля работоспособности и обнаружения отказов в радиоэлектронных объектах, состоящих из взаимосвязанных функциональных блоков и элементов блоков. Цель изобретения - повы

1.

Изобретение относится к технической диагностике и предназначено для контроля работоспособности и обнару™ жения отказов в радиоэлектронных объектах, состоящих из взаимосвязан- ных функциональных блоков и элементов блоков.

Цель изобретения повышение дос- ;товерности диагностирования за счет ;контроля.работоспособности допусково™ го контроля.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства на фиг.2 и 3 - объекты диагностиро ,вания со встроенными в них датчиками цопускового контроля; на - схема второго коммутатора| на фиг,5 схема первого дешифратора на фиг,6 схема первого .коммутатора нафиг87 - схема третьего коммутатора на фиг.8 - схема второго дешифратора

Устройство (фиг,1) для диагностирования объекта 1, состоящего из бло™ ков 2-4, содержит группы 5-.датчиков допускового контроля, группу элемеи тов и 6.1 - 6.3, группу элементов ИЛИ-НЕ 7..3, второй коммутатор 8 (первого уровня), первый дешифратор 9 (первого уровня), блок 10 индикаррроз отказов диагностируемых блоков . с индикаторами 10.1-10.3 отказов на первом уровне диагностирования и индикатором. 10.4 нормального функциони5 ровакия, первый коммутатор 11, группу элементов НЕ 12.1-12.4, третий коммутатор 13 (второго уровня), второй деншфратор 14 (второго уровня), первый элемент ИЛИ-НЕ ISj второй 16,1

10 н третий 16,2 элементы ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ 17, первую группу 18 ключей с ключами 18,1-18.4,вторую группу 19 . ключей с ключами 1 9.1 -19.4, блок 20 индикаторов отказов элементов диагностиру 15 емых блоков с индикаторами 20.1-20,4,, блок 21 индикаторов отказов датчиков допускоБого контроля с индикаторами 21,1-21,45 элемент НЕ 22 и переключатель 23 режимов работы. На

20 дозицнями 24-67 обозначены входные и выходные шины и входы отдельных .блоков устройства.

Объект диагностирования (фиг,2) разбит на два уровня диагностирова™

5 нияг первый уровень - блоки 2,3,45 второй уровень - элементы 2.1, 2,2,

3, i.. 4,1; 4,2 соответствующих блоков, соединенные между собой параллельно, Кроме того, на фиг. 2

представлена группа 5 датчиков допус- кового контроля с датчиками 5,1 - 5.12. Датчики 5.2, 5.4, 5.6, 5.10, 5.12 являются дополнительными к соответствующим основным (5.1, 5.3, 5.5 ,5.7, 5.9. 5.11), контролирующим со- ответствующие выходные элементы 2.1,

Объект диагностирования (фиг.З) разбит на два уровня диагностирования: первый уровень - блоки 2, 3, 4; второй уровень - элементы 2.1 - -2.4, 3.1 - 3.4, 4.1 - 4.3 соответствующих блоков, соединенные между собой последовательно. Кроме того, на фиг.З представлена группа 5 датчиков допус- кового контроля с датчиками 5.1-5.12 допускового контроля. Датчик 5.12 является дополнительным к основному (5.11), контролирующему выходной элемент 4.3 диагностируемого блока 4.

Второй коммутатор 8 (фиг.4) выполнен на.элементах 2И-ИЛИ 8.1-8.3, первая группа информационных входов 24-26 коммутатора 8 подключена к выходам 27 - 38 группы 5 датчиков через элементы И 6.1-6.3, а вторая группа информационных входов 61-63 подключена к блоку датчиков через элементы ИЛИ-НЕ 7.1 - 7.3 (фиг.).

Первый дешифратор 9 кода состояний на первом уровне диагностирования (фиг.5) состоит из элементов НЕ 9.19.3,диодов 9.4-9.12 и резисторов 9.13-9.16, входных 39-42 и выходных 42-45 шин./

Первый коммутатор 11 (фиг.6) выполнен на элементах И 11.1-11.12 и элементах ИЛИ 11.13-11.16.

С помощью первого коммутатора 11 входы второго дешифратора через третий коммутатор могут подключаться к любой группе датчиков допускового контроля, контролирующих элементы определенного диагностируемого блока, обуславливая диагностирование на втором уровне.

Третий коммутатор 13 (фиг.7) аналогичен второму коммутатору 8 и выполнен на элементах 2И-ИЛИ 13.1-13.4, первая группа информационных входов 46 - 49 коммутатора подключена к выходам первого коммутатора 11 непог

средственно, а вторая группа информа- 55 разом.

ционных входов 64-67 через группу Датчики допускового контроля (пар- элементов НЕ 12,1-12.4 (фиг.1). вичные преобразователи с дискретным

Второй дешифратор 14 (фиг.8) по выходом) преобразуют физические вели- принципу построения аналогичен перво- чины контролируемых параметров в сиг

0

5

му дешифратору 9, за исключением того, что отсутствует выходная шина 45 и имеются четыре входные 50-53 и четыре выходные шины 56-59. ii

Дешифраторы выполнены на основе треугольной резистйвно-диопной матрицы, с помощью которой можно осуществлять дешифрирование двоичного обратного экономного кода Шеннона- Фано, каждое сообщение которого имеет вид: 0; 10; 110; 1...10. Таб,лицы состояний любых объектов при одиночных отказах легко приводятся к коду Шеннона-Фано, если каждый объекта .«меет порядковый но мер, больший номера элемента, от которого он функционально зависит.

Та&л.1 и 2 представляют собой таб« лицы кодовых комбинаций (сообщений), которые имеют вид треугольной мат рицы:

Таблица 1

25

30

35

40

56- отказал первый элемент (датчик)

57- отказал второй элемент (датчик)

58- отказал третий элемент (датчик)

59- отказал четвертый элемент (датчик)

Устройство работает следующим обналы вида 1 (параметр в норме) или; О (параметр не в норме), которые поступают через соответствующие элементы группы элементов И 6.1-6.3 (фиг,1) на информационные входы 24 - 26 коммутатора 8 и через элементы группы элементов ИЛИ-НЕ 7,1-7.3 - на информационные входы 61-63 коммутатора 8, ас выходов 39-41 коммутатора 8 поступают на соответствующие входы первого деигифратора 9, кроме того, с выходов 40 и 41 через элемент ИЛИ- НЕ 15 поступают на первьй вход элемента ИЛИ 17, Одновременно сигналы вида 1 и О со всех датчиков допускового контроля одного из диагностируемых блоков через коммутатор 11 поступают на информационные входы 46 - 49, 64 - 67 второго комму- ;татора 13, причем на информационные входы 46-49 непосредственно, а на ин- ; формационные входы 64-67 - через . группу элементов НЕ 12,1-12.4, Сигналы с выходов 50-53 коммутатора 13 поступают на соответствующие входы второго дешифратора 14, кроме того, |через группу элементов ШШ-НЕ 16.1- 16,2 на-второй и третий входы элемента ИЛИ 17.С выходов 42-45 первого дешифратора 9 сигналы.поступают на соответствующие индикаторы 10,1-10.4 блока 10 индикаторов,

С выходов 56-59 второго дешифрато1441356

10

на входы 39-41 первого дешифратора 9 поступают через группу элементов ИЛИ- НЕ 7,1-7.3, третий коммутатор 13 подключает информационные входы 64-67 к 5 выходам 50-53 (работа коммутатора 13 показана на фиг,7), и сигналы от соответствующих датчиков допускового контроля, контролирующих соответству- ,ю1цие элементы диагностируемого блока, |на входы 50-53 второго дешифратора 14 поступают через группу элементов НЕ 12Л-12,4 в инвертированном виде,

Б случае отказа какого-либо датчи- ka блока 3, например датчика 5,7,на его выходе 33 даже при выключенном объекте диагностирования будет сигнал вида 1, на входах всех остальных датчиков будут сигналы О, Поэтому на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7,2 будет

15

20

сигнал О , на выходах элементов ИЛИНЕ 7.1-7,3 будут сигналы 1 (фиг,1). Следовательно, на входы 39 - 41 пер- вого дешифратора 9 через коммутатор 25 8 поступает кодовая комбинация вида

101

которая, согласно табл.1.

30

обусловит появление сигнала 1 толь- ;КО на выходной шине 43 и включение 1индикатора 10,2 отказа второго бло- |ка 3. Кодовая комбинация 101 на входах 39-41 первого дешифратора 9 появляется при отказе любого датчика (5,5 - 5,8) второго блока 3,

Сигнал 1, который обусловил включение индикатора 10,2 отказа втора 14 сигналы поступают соответствен- 35 рого блока 3, одновременно поступает но через первую и вторую группы клю- по шине 43 на вторые входы элементов

чей 18, 19 на соответствующие индикаторы 20,1-20,4 и 21,1-21.4 блоков 20 и 21 индикаторов,

С выхода элемента ИЛИ 17 сигналы поступают на управляющие входы ключей первой 18 и второй 19 группы, причем на управляющие входы первой группы 18 непосредственно, а на управляющие входы второй группы ключей 19 через элемент НЕ 22,

Индикаторы включаются при поступлении на их входы сигналов 1 (напряжение высокого потенциала).

В исходном состоянии для выявления 50 индикатора 21.3 отказа третьего дат- в датчиках отказов, вызванных ошибка- чика контролируемого блока 3, т.,е,

ми типа постоянная 1 , переключатель 23 режимов работы устанавливается в положение I. При этом; второй коммутатор 8 (фиг,1) подключает информационные входы 61-63 к выходам 39-41 (работа коммутатора 8 показана на фиг,4), и сигналы с выходов 27-38 групп 5 датчиков допускового контроля

на входы 39-41 первого дешифратора 9 поступают через группу элементов ИЛИ- НЕ 7,1-7.3, третий коммутатор 13 подключает информационные входы 64-67 к выходам 50-53 (работа коммутатора 13 показана на фиг,7), и сигналы от соответствующих датчиков допускового контроля, контролирующих соответству- ,ю1цие элементы диагностируемого блока, |на входы 50-53 второго дешифратора 14 поступают через группу элементов НЕ 12Л-12,4 в инвертированном виде,

Б случае отказа какого-либо датчи- ka блока 3, например датчика 5,7,на его выходе 33 даже при выключенном объекте диагностирования будет сигнал вида 1, на входах всех остальных датчиков будут сигналы О, Поэтому на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7,2 будет

сигнал О , на выходах элементов ИЛИНЕ 7.1-7,3 будут сигналы 1 (фиг,1). Следовательно, на входы 39 - 41 пер- вого дешифратора 9 через коммутатор 5 8 поступает кодовая комбинация вида

101

которая, согласно табл.1.

0

обусловит появление сигнала 1 толь- ;КО на выходной шине 43 и включение 1индикатора 10,2 отказа второго бло- |ка 3. Кодовая комбинация 101 на входах 39-41 первого дешифратора 9 появляется при отказе любого датчика (5,5 - 5,8) второго блока 3,

Сигнал 1, который обусловил включение индикатора 10,2 отказа вто11,5-11,8 И (фиг,6), открывая их для пропуска сигналов от датчиков 5,5- 5,8j. контролирующих элементы; отказавшего блока 3, на входы 50 - 53 второго дешифратора 14 через группу элементов НЕ 12,1-12.4 и второй коммутатор 13 (фиг,1) в инвертированном виде.

На входах 50-53 второго дешифратора 14 образуется кодовая комбинация 1101, которая, согласно табл.2, обусловит появление сигнала 1 только на выходной шине 58 и включение

датчика 5,7 допускового контроля. Все индикаторы блока 20 индикаторов технического состояния элементов ди- 55 агностируемых блоков выключены, так как кодовые комбинации в случаях отказов датчиков, поступающие на входы девгафраторов 9, 14, а следовательно, и на входы элементов ИЛИ-НЕ 15, 16.1,

результате ключи 18.1 - 18.4 первой группы 18, подключающие блок 20 индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков, заперты, ключи 19,1 - 19.4 второй группы 19, подключающие блок 21 индикаторов отказов датчиков допускового контроля, открыты.

Для выявления в датчиках отказов типа постоянный О, а также технического диагностирования переключатель 23 режимов работы устанавлива

ется в положение II. При этом коммутатор 8 подключает информационные входы 24 - 26 к выходам 39-41 (фиг.1), и сигналы от групп 5 датчиков допускового контроля на входы 39-41 первого дешифратора 9 поступают через группу элементов И 6.1 - 6.3, коммутатор 13 подключает информационные входы 46 - 49 к выходам 50 - 53 и сигналы от соответствующих датчиков допускового контроля, контролирующих соответствующие элементы диагностируемого блока, на входы 50-53 второго дешифратора 14 поступают непосредственно в прямом виде.

В случае отказа какого-либо датчика блока 3, например датчика 5.7, на его выходе независимо от /состояни элемента 3.3, который он контролирует, будет сигнал О, на выходах всех остальных датчиков допускового контроля будут сигналы 1. Поэтому на выходе элемента И 6.2 будет сигнал О, на выходах элементов И 6.1 и 6,3 будут сигналы 1.

Следовательно, на входы 39-4 первого дешифратора 9 через коммутатор 8 поступает кодовая комбинация вида 101, которая аналогично описанному выше обусловит включение индикатора 10.2 отказа второго блока 3 и подключение с помощью коммутатора 11 датчиков 5.5 - 5.8, контролирующих элементы отказавшего блока 3, к входам 50-53 второго дешифратора -14. Когда образуется кодовая комбинация вида 1101, работа второго дешифратора 14 и индикаторов блоков 20 и 21 ничем не отличается от описанной. выше.

13568

Если объект диагностики и датчики допускового контроля работоспособны, то на выходах всех датчиков образуются сигналы 1, которые через элементы И 6.1-6.3 и коммутатор 8 поступают на входы 39-41 первого дешифратора 9. В результате (фиг.5) диоды 9.4, 9.6, 9.9 открываются, через резисторы 9.13 - 9.15 течет ток, напряжение источника тока матрицы полностью пр илагается к этим резисторам и на выходных шинах 42-44 образуются нулевые потенциалы - сигналы О. 15 Диоды 9.10-9.12 при этом закрывают0

ся, на выходной шине 45 образуется высокий потенциал - сигнал 1, который и обуславливает включение индикатора 10.4 нормального функционирова0

5

На входах второго дешифратора 14 также будут сигналы Г, которые поступают от шины 45 первого дешифратора 9 через элементы ИЛИ 11.135 11.16 (фиг.6) и коммутатор 13, но, поскольку у второго дешифратора 14 выходная шина, подобная выходной шине 45 первого дешифратора 9, отсутствует, на всех его выходах 56 - 59 низкие нулевые потенциалы, следовательно, все индикатооы блоков 20 и 21 выключены (фиг.8).

Случаи отказов элементов диагностируемых блоков будем рассматривать в строго последовательном объеме диагностирования (фиг.З) и в строго параллельном объекте диагностирования (фиг. 2), так как если устройство работает при определении отказов в строго последовательном и параллельном объектах диагностирования, то оно однозначно будет работать при определении отказов в объекте диагностирования с различными связями между элементами.

В) случае отказа какого-либо элемента блока 2, например элемента 2.2 (фиг.З), на выходе датчика 5.2 допус- кового контроля, контролирующего отказавший элемент, а также на выходе датчиков 5.3 - 5.12 допускового контроля, контролирующих выходные параметры элементов, зависимых от отказавшего, будут сигналы О. Поэтому на выходах элементов 6.1 - 6.3

5 будут также сигналы О (фиг.1). Следовательно, на входы 39 - 41 первого :дешифратора 9 через коммутатор 8 поступает кодовая комбинация 000, которая, согласно табл.1, обусловит

0

5

0

появление сигнала 1 только на выходной шине 42 и включение индика-| тора 10.1 отказа первого блока 2, f Кодовая комбинация 000 на входах 39-41 первого дешифратора 9 появляется при отказе любого элемента (2,1- 2,4) первого блока 2,

Одновременно сигналы О с шин 40 и 41 поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ-15 первого уровня диагностирования, следовательно, на выходе этого элемента будет сигнал 1, который, проходя через элемент ИЛИ 17, открывает ключи 18.1-18,4 первой группы 18, подключающие блок 20 индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков, и, прокодЯучерез элемент НЕ 22, закрывает ключи 19,1 - 19,4 второй группы 19.

Сигнал 1, который обусловил включение индикатора 10,1 -отказа блока 1, одновременно с помощью комму- .татора 11 блоков подключает выходы 27 - 30 датчиков 5.1 - 5,4, контролирующих элементы отказавшего блока 2, к входам 50-53 второго дешифратора 14 через коммутатор 13.

На входах 50 - 53 второго дешифратора 14 образуется кодовая коЫби- нация 1011, которая, согласно табл.2, обусловит появление сигнала 1 только на выходной шине 57 и - включение индикатора 20,2 отказа второго элемента диагностируемого блока 2, т.е, элемента 2,2,

В случае отказа какого--шибо элемента блока 4, например элемента 4,1 (фиг,2), на выходах датчиков 5,9 - 5,10, контролирующих отказавший элемент, будут сигналы О, на вькодах всех остальных датчиков будут сигналы 1, Поэтому: на выходе элемента И 6,3 будет сигнал О, на выходах элементов И 6,1 и 6,2 будут сигналы

нация 0011, Одновременно сигналы

О с шин 50 и 51 поступят на входы элемента ИЛИ-НЕ 16,1, следовательно, на выходе этого элемента будет сиг нал 1, который, проходя через элемент ИЛИ 17, откроет ключи 18,1- 18,4 первой группы 18, подключающие блок 20 индикаторов, и, проходя рез элемент НЕ 22, закроет ключи 19,1 - 19,4 второй группы 19, подключающие блок 21 индикаторов.

Кодовая комбинация ООП, которая образуется на входах 50 - 53

ig второго дешифратора 14, обусловит, согласно табл,2, появление сигнала 1 только на выходной шине 56 и включение индикатора 20,1 отказа первого элемента диагностируемого блока 4, т,е, элемента 4,1,

При диагностировании объекта диагностирования (фиг,2), исходя из того, что в диагностируемых блоках 2, 3, 4 всего только по два элемента,

25 индикаторы 20,2 и 20,4 блока 20 индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков не используются.

20

30

35

40

Формула изобретения

Устройство для диагностирования взаимосвязанных блоков и элементов блоков, содержащее по числу диагностируемых блоков группы датчиков до- пускового контроля, группу элементов И, блок индикаторов отказов диагностируемых блоков, блок Индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков5 первый коммутатор, перрый и второй дешифраторы, выходы датчиков допускового контроля группы подключены к входам соответствующих элементов И группы и к информационным входам первого коммутатора, управляющие входы которого соединены

1 (фиг,1). Следовательно, на выхо- 5 выходом первого дешифратора, кото- ды 39-41 первого дешифратора 9 через рые подключены к входам блока индика- коммутатор 8 поступает кодов ая комби- тора отказов элементов диагностируе- нация вида 110, которая согласно

мых блокор, отличающееся тем, что, с целью повышения достовертабл,1, обусловит появление сигнала 1 только на выходной шине 44 и включение индикатора 10,3 отказа третьего блока 4, одновременно с помощью коммутатора 11 подключит выходы 35 - 38 датчиков 5,9 - 5,12, контролирующих элементы :отказавше.го блока 4, к входам 50 - 53 второго дешифратора 14 через коммутатор 13, На входах 50 - 53 второго дешифратора 14 образуется кодовая комби

0011, Одновременно сигналы

О с шин 50 и 51 поступят на входы элемента ИЛИ-НЕ 16,1, следовательно, на выходе этого элемента будет сигнал 1, который, проходя через элемент ИЛИ 17, откроет ключи 18,1- 18,4 первой группы 18, подключающие блок 20 индикаторов, и, проходя через элемент НЕ 22, закроет ключи 19,1 - 19,4 второй группы 19, подключающие блок 21 индикаторов.

Кодовая комбинация ООП, которая образуется на входах 50 - 53

второго дешифратора 14, обусловит, согласно табл,2, появление сигнала 1 только на выходной шине 56 и включение индикатора 20,1 отказа первого элемента диагностируемого блока 4, т,е, элемента 4,1,

При диагностировании объекта диагностирования (фиг,2), исходя из того, что в диагностируемых блоках 2, 3, 4 всего только по два элемента,

индикаторы 20,2 и 20,4 блока 20 индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков не используются.

Формула изобретения

Устройство для диагностирования взаимосвязанных блоков и элементов блоков, содержащее по числу диагностируемых блоков группы датчиков до- пускового контроля, группу элементов И, блок индикаторов отказов диагностируемых блоков, блок Индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков5 первый коммутатор, перрый и второй дешифраторы, выходы датчиков допускового контроля группы подключены к входам соответствующих элементов И группы и к информационным входам первого коммутатора, управляющие входы которого соединены

5 выходом первого дешифратора, кото- рые подключены к входам блока индика- тора отказов элементов диагностируе-

мых блокор, отличающееся тем, что, с целью повышения достовер50 ности. диагностирования за счет контроля работоспособности датчиков до- пускового контроля, устройство содержит группу элементов ИПИ-НЕ, второй и третий коммутаторы, переключатель

55 режимов работы, группу элементов НЕ, с первого по третий элементы ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ, блок индикаторов отказов датчиков допускового контроля, первую и вторую группы ключей и элемент НЕ,

LbjEir-г

27 28

Т -29 50 J/ Jf J5 jy 35 56 57 58 Pua.Z

27 28 29 50

51 32 55 jy Фае.5

V

:т1

Щ Л5. И I

-

35 56 57 58

jy

VтVтV

55 56 57 58

П 28 29 30 -Si 32 ЗЪ 3 5ff 36 37 3g

Фш.6

ff

1441356

% 64 7 65 8 66. 49 67

%. 7

Л

:

Составитель А.Андерсон Редактор М.Циткина Техред Л.ОлийныкКорректор Э.Лончакова

Заказ 6285/50

Тираж 866

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

. ff

Подписное