Способ диагностирования объекта, состоящего из последовательно соединенных функциональных блоков, охваченных обратными связями, и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано в системах контроля сложных объектов, например, изделий авиационной техники

Цель изобретения - повышение достЬ- верности поиска причины отказа

Способ диагностирования объекта заключается в фиксации первого отказа блока по результатам допускового контроля и блокировании фиксаций последующих отказов, для каждого функционального блока обьекта диагностирования формируется сигнал, пропорциональный разности между продолжительностью отказа и временем нормальной работы. Из полученных сигналов выбирается максимальный и фиксируется номер соответствующего ему функционального блока объекта диагностирования. Для выходного параметра объекта диагностирования формируется сигнал, равный разности продолжительности отказа и ее допустимого значения и при положительной величине сигнала фиксируют номер отказавшего и приведшего к отказу функциональных блоков объекта диагностирования.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока управления; на фиг. 3 - функциональная схема блока вычисления максимума; на фиг. 4 - функциональная схема генератора линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН).

Устройство, реализующее способ, содержит функциональные блоки 1-6. группы датчиков 7 допускового контроля, группу ключей 8, первую группу RS-триггеров 9, группу индикаторов 10 отказа, группу элементов ИЛИ 11, элемент НЕ 12, элемент И 13, элемент НЕ 14, индикатор 15 исправного состояния, объект 16 контроля, блок 17 управления с выходами 18 и 19. группу элементов 20 И, группу ГЛИН 21, блок 22 вычисления максимума, вторую группу RS- триггеров 23, группу индикаторов 24 причины отказа, элемент ИЛИ 25.

Блок 17 управления (фиг. 2) содержит элемент 26 задержки, элемент И 27, RS- триггер28, элемент ИЛИ-НЕ 29. одновибра- тор 30.

Блок 22 вычисления максимума (фиг. 3) содержит конденсатор 31, резистор 32, аналоговый ключ 33, компараторы 34 напряжений, источник 35 постоянного напряжения, элементы И 36, элемент ИЛИ-НЕ 37.

ГЛИН 21 (фиг. 4) содержат первые усилители 38, диоды 39 и 40, резисторы 41 и 42. вторые усилители 43. интегрирующий конденсатор 44, диод 45, источник 46 постоянного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда параметры функциональных блоков 1-6 объекта 16 находятся в поле допуска, на выходных блоках 7, 17, 21, 22 сигнал равен О По сигналу Сброс (фиг. 3) на прямом выходе 18 RS- триггера 28устанавливается сигнал 1, а по окончании сигнала Сброс на выходе 19 одновибратора 30 появляется импульс, обнуляющий RS-триггеры 9 и 23 При этом индикаторы 10 и 23 выключены, а индикатор 15 включен.

При выходе параметров за поле допуска могут возникнуть два типа отказа: скачкообразный отказ (сбой) и постоянный отказ. Процесс накопления сбоев ведет к постоянному отказу, причем, сбои одного блока мо гут привести к постоянному отказу другого. Независимо от типа отказа при сю возникновении в блоках 1-6 на выхода/, соответствующих датчиков 7 устанавливаете;

0 сигнал 1. Этот сигнал устанавливает выходы соответствующих RS-триггеров 9 в состояние 1, так как ключи 8 открыты, одновременно закрывая ключи 8. связанны своими вторыми входами с укгзпнными

5 датчиками 7. Тем самым исключается воз можность переключения остальных RS триггеров 9. Спустя время, обусловленное переходными процессами в блоклх 1 -6, параметры этих блоков могу1 оказаться за

0 пределами поля допуск. Однако из-з-ч блокировки ключей 8 в состоянии Г буду находиться только те RS-триггоры 9. и соответствующих которым Ьлока/ 1 G произошел истинный отказ.

5Сигналы с датчиков 7 и RS-r rrepo b

поступают на элементы И 20. При равенстве обоих сигналов 1 на выходе элементов / О установится сигнал 1. Выходы элементов 20 связаны с соответствующими входами

0 ГЛИН 21. Таким образом. сигн:;п 1 будет подан только на ГЛИН, номер которого соответствует номеру RS-триггера 9. н;иодя щемуся в состоянии 1, а следовательно, и номеру отказавшего блока 1 б, а время воз

5 действия сигнала 1 соответствует време ни нахождения в состоянии 1 датчика 7, т.е. времени нахождения соответствующего блока 1-6 в состоянии Отказ.

Сигнал 1, поступающий но вход ГЛ Hi I

0 21, вызывает рост напряжения на пыходе

глин У ВЫХ . t где V()ac напря.

к, о

жение отрицательного насыщения усилителя 38 (фиг. 4): RI - сопротивление резистора

5 41;С -емкость конденсатора44; ti - время воздействия сигнала 1,

При сбое параметры блоков 1-6 через некоторое время войдут в пределы поля допуска и на выходах датчика 7 и соответст0 венно элементов 20 установится сигнал О При этом напряжение на выходе ГЛИН 21

w j г

будет убывать ,,x - -г б гт Ь

где У+нзс-- напряжение положительною насыщения усилителя 38; R2 - сопротивление резистора 42: to время воздействия сигнала О. При неоднократном повторении сбоев напряжение на выходах ГЛИН 21 (фиг. 5) будет пропорционально

5

Kiti-K2to, где , K2- 1/Rz Ki и K2 подбираются для каждого ГЛИН, исходя из статистических данных о числе и продолжительности сбоев, допустимых для блоков 1-6.

При каждом отказе блоков 1 6 сигнал 1 с датчиков 7 через элемент ИЛИ 25 поступает на управляющий вход блока 22 вычисления максимума Этот сигнал закрывает ключ 33 (фиг 3), отключая питание от конденсатора 31. Конденсатор 31 разряжается через резистор 32, следовательно, напряжение на вторых входах компараторов 34 начинает падать При его равенстве напряжению на первом входе одного из компараторов 34 на его выходе формируется сигнал 1 На риходе соответствующего элемента И 36 устанавливается сигнал Т а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 37 сигнал 0 который устанавливает выходы элементов 36 в, состояние О Таким образом при кэждом отказе на выходе элемента 36 номер кото рого соответствует номеру ГЛИН имеющего на выходе максимальное напряжение формируется короткий импульс Этот им пульс устанавливает соответствующий RS триггер 23 в состояние 1

Наличие отказа в однсм из блоков 1 6 спустя некоторое время приведет к выходу за пределы поля допуска выходного пара метра объекта (блок 6) При лом сигнал V с датчика 7-6 поступает на первый вход элемента И 27 и блока 17 управления (фиг 3) непосредственно а на второй через элемент 26 задержки Если продолжительность сигнала 1 будет меньше постоянной времени элемента 26 то на выходе элемента 27 не будет импульса Сигнал с датчика 7-6 поступает также на элемент ИЛИ 29 и по его окончании на выходе одновибратора 30 формируется импульс обнуляющий RS триггеры 9, 23

Если же продолжительность сигнала 1, на выходе датчика 7-6 будет большей постоянной времени элемент 26 то через время, равное постоянной времени элемента 26, на выходе элемента 27 появляется сигнал 1. Этот сигнал установит прямой выход RS-триггера 28 в состояние 0 и инверсный выход RS-триггера 28 в состояние 1, при этом заблокируется элемент ИЛИ 29 и одновибратор 30. Индикаторы 10 и 24, подключенные к тем RS-триггерам 9 23 на выходах которых присутствует сигнал 1, включится, индикатор 15 выключится

Постоянная времени элемента 26 выбирается, исходя, например из допустимого времени нахождения выходною сигнала объекта 16 вне поля допуска не приводящему к отказу объектов соединенных с его

выходом В противном случае считается, что на одном из блоков 1 6 объекта 16 произошел постоянный отказ Таким образом, при постоянном отказе индикатор 10 укажет номер отказавшего блока, а индикатор 24 - номер блока, у которого время нахождения - в отказовом состоянии было к данному моменту максимально, т е укажет причину постоянного отказа

0Формула изобретения

1Способ диагностирования объекта, состоящего из последовательно соединенных функциональных блоков, охваченных обратными связями, основанный на опреде5 лении отказавшего функционального блока путем контроля выхода за пределы поля допуска его параметре фиксации отказа функционального 6noKd в момент выхода за пределы поля допуска его параметров и од0 повременном блокировании фиксаций последующих отказов, вызванных реакцией блоков функционально связанных с выхо дом отказавшего блока отличающийся тем что с целью повышения достоверности

5 результата диагностирования для каждого функционального блока объекта формируют сигнал длительность которого пропорциональна разности между продолжительностью отказа и временем нормальной работы

0 функционального блока из полученных сигналов выбирают сигнал максимальной длительности и фиксируют номер соответ- ств/ющего ему функционального бпока, для выходного параметра объекта формируют

5 сигнал, длительность которого равна разности продолжительности отказа и ее до пустимого значения и при ПОЛОЖИТРЛЬНОЙ величине сигнала фиксируют номера отказавшего и приведшего к отказу функцио0 нальных блоков

2Устройство для диагностирования объекта состоящего из последовательно соединенных функциональных блоков, охваченных обратными связями, содержащее

5 группу датчиков допускового контроля группы группу индикаторов отказа и исправного состояния элемент НЕ, по числу функциональных блоков в контуре обратной связи группу ключей и первую группу

0 RS-триггеров а по числу обратных связей группу элементов ИЛИ. выход каждого датчика допускового контроля группы соединен с информационным входом соответствующего ключа группы, управляющий

5 вход которого соединен с выходом датчика допускового контроля группы подключенного к предшествующему функциональному блоку объекта, выходы датчиков допускового контроля группы, связанные с функциональными блоками с подсоединенными

обратными связями, соединены с управляющими соответствующих ключей группы через соответствующий элемент ИЛИ группы, выход каждого из ключей группы соединен с входом установки соответствующего RS- триггера первой группы, выход каждого из которых подключен к первому информационному входу соответствующего индикатора отказа группы, а информационный вход индикатора исправного состояния подключен к выходу элемента НЕ.отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результата диагностирования, устройство содержит по числу функциональных блоков объекта группу элементов И, группу генераторов линейно изменяющихся напряжений, вторую группу RS-триг- геров и группу индикаторов причины отказа, а также блок управления, блок вычисления максимума и элемент ИЛИ, входы которого соединены с первыми входами элементов И группы и с выходами датчиков допускового контроля группы, вторые входы элементов И группы соединены с выходами соответствующих НЗ-тригг ров первой группы, а выходы - с входами запуска соответствующих генераторов линейно изменяющихся напряжений, выходы каждого из которых соединены с информационными входами блока вычисления максимумов, вход разрешения которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выходы - с входами установки соответствующих RS-триггеров второй группы, выходы которых соединены с входами установки индикаторов причины

отказа группы, входы сброса которых, входы сброса индикаторов отказа группы и вход элемента НЕ соединены с первым выходом сброса блока управления, второй выход сброса которого соединен с входами сброса

RS-триггеров первой и второй групп, информационный вход - с выходом соответствующего датчика допускового контроля группы, а вход сброса блока управления является входом сброса устройства, причем блок управления содержит элемент задержки, элемент И, триггер, элемент ИЛИ и форми рователь импульса, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход является выходом записи блока управления, вход

сброса которого соединен с входом установки триггера и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом элемента задержки и первым входом элемента И и является входом Пу.к блокуправления, к выходу разрешения которого подключен прямой выход триггера, инверсный выход которого соединен с третьим вхо дом элемента ИЛИ, второй вход и выход элемента И соединены соответственно с выходом элемента задержки и входом сброса триггера.

о r-

СО Ј

ft

Изобретение относится к средствам технической диагностики и может быть использовано в системах контроля сложных объектов, например изделий авиационной техники. Цель изобретения состоит в повышении достоверности поиска и причины отказа. Сущность способа заключается в том, что фиксируется первый отказ функционального блока по результатам допускового контроля и блокируется фиксация последующих отказов, для каждого функционального блока формируется сигнал, пропорциональный разности продолжительности отказа и времени нормальной работы, из полученных сигналов выбирают максимальный и фиксируют номер соответствующего ему функционального блока, для выходного параметра объекта диагностирования формируется сигнал, равный разности продолжительности отказа и ее допустимого значения, и при положительной величине сигнала фиксируются номера отказавшегося и приведшего к отказу блоков. Реализация предложенного способа основана на применении устройства, содержащего группы датчиков допускового контроля, индикаторов отказа, причины отказа и исправного состояния, RS - триггеров и ключей, элементов И, генераторов линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), блоки управления и вычисления максимума, элемент ИЛИ и индикаторы причины отказа. Реализация предложенного способа с учетом рассмотренного устройства позволяет: расклассифицировать отказы по их физической природе (сбои и постоянные отказы)

по информации о продолжительности и интенсивности сбоев судить о причинах отказа

предотвращать фиксацию ложных отказов

фиксация сбоя предотвращает регистрацию отказа и тем самым неработоспособное состояние, что позволяет реализовать цель изобретения. 4 ил.