Анализатор параметрических отказов Советский патент 1992 года по МПК G06F15/46 

сл

00

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при эксплуатации и проектировании объектов.

Известен анализатор параметрических отказов, содержащий пороговый блок, формирователь импульсов, первый элемент задержки, первый и второй инверторы, пять элементов И, дифференцирующий элемент, два триггера, три счетчика, регистр, генера- тор импульсов, делитель частоты и элемент ИЛИ.

Недостатками указанного анализатора являются низкая достоверность анализа, узкие функциональные возможности и вы- сокая сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является анализатор параметрических отказов, содержащий пороговый блок, два элемента задержки, два элемента ИЛИ, формирователь импульса и формирователь паузы, восемь элементов И, пять триггеров, четыре счетчика, переключатель, два инвертора, дифференцирующий элемент, регистр, генератор импульсов и делитель частоты.

Недостатками известного анализатора являются узкие функциональные возможности, не позволяющие анализировать ситуации, когда не отдельный параметр, а их совокупность приводит к отказу, и сложность конструкции.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет анализа совокупности параметров, упрощение кон- струкции анализатора и его настройки на характеристики анализируемого процесса.

Поставленная цель достигается тем. что в анализатор параметрических отказов, содержащий два формирователя импульсов. элемент НЕ, генератор импульсов, три счетчика, блок памяти минимального времени отказа и четыре элемента И, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход эле- мента НЕ подключен к первому входу четвертого элемента И, выход генератора импульсов связан с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, первая группа установочных входов анализатора соединена с группой информационных входов блока памяти минимального времени отказа, введены блок памяти минимального времени работоспособности, регистр, две схемы сравнения, группа аналого-цифровых преобразователей, блок фиксации отказов и два сумматора, информационные входы аналого-цифровых преобразователей являются информационными входами

анализатора, входы их запуска и второй вход четвертого элемента И подключены к выходу генератора импульсов, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с входами блока фиксации отказов, выход которого подключен-к входам первого формирователя импульсов, элемента НЕ и к второму входу третьего элемента И, выход первого формирователя импульсов подключен к входу сброса второго счетчика, счетный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, группа выходов первого счетчика соединена с группами входов первых слагаемых ..ервого и второго сумматоров и с первой группой входов первой схемы сравнения, группа выходов второго счетчика подключена к группе входов второго слагаемого первого сумматора и к первой группе входов второй схемы сравнения, группа информационных входов блока памяти минимального времени работоспособности является второй группой установочных входов устройства, выходы блоков памяти минимальных времен отказа и работоспособности подключены соответственно к вторым группам входов первой и второй схем сравнения, первый выход второй схемы сравнения через второй формирователь импульсов соединен с входом сброса первого счетчика и с первым входом второго элемента И, второй выход второй схемы сравнения связан с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом разрешения записи первого счетчика, группа информационных входов которого подключена к группе выходов первого сумматора, выход первой схемы сравнения связан с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика и к входу разрешения записи регистра, группы выходов третьего счетчика и регистра являются соответственно первой и второй группами выходов анализатора, группа выходов регистра подключена к группе входов второго слагаемого второго сумматора, группа выходов которого соединена с группой информационных входов регистра.

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Анализатор параметрических отказов содержит группу аналого-цифровых преобразователей 1, блок 2 фиксации отказов, первый и второй формирователи 3 и 4 импульсов, блок 5 памяти минимального времени отказа, блок 6 памяти минимального времени работоспособности, регистр 7, первый, второй и третий счетчики 8-10, с первого по четвертый элементы И 11-14, первый и второй сумматоры 15 и 16, схемы

17 и 18 сравнения, элемент НЕ 19, генератор 20 импульсов, группу 21 информационных входов, первую и вторую группы 22 и 23 установочных входов, а также первую и вторую группы 24 и 25 выходов.

Принцип работы устройства состоит в следующем.

Пусть объект имеет К анализируемых параметров. При этом возможны ситуации, когда некоторый параметр в отдельности вызывает отказ объекта или когда каждый параметр не вызывает отказа, но совокупность значений параметров вызывает отказ. Эти ситуации и учитываются предлагаемым анализатором. Анализатор регистрирует две характеристики объекта - общая продолжительность отказов и их общее количество.

При регистрации характеристик учитываются следующие условия:

отказ фиксируется в случае, когда интервал неработоспособности объекта превышает время Гомакс. при этом в длительность отказа после первого выхода за пределы зоны работоспособности включаются все интервалы кратковременного возврата в зону работоспособности гр которые меньше времени гр МИн. а также все интервалы выхода за границы зоны работоспособности Точаст, 70ч между интервалами Г0 также включаются в длительность общего интервала отказа Г0 общ;

отказ считается закончившимся, если после очередного выхода за границы работоспособности и возврата интервал работоспособности превысит время тр мин;

если обшая длительность отказа не превышает времени То макс отказ не фиксируется.

Фиксация отказа заключается в инкте- ментировании счетчика 10 (значение No) и в добавлении общего времени отказа в суммарное время г0Ј , хранящееся в регистре 7. Длительность текущего отказа Г0 хранится в счетчике 8, длительность очередного интервала работоспособности - в счетчике 9.

Анализатор работает следующим образом.

Исходное состояние счетчиков и регистров нулевое (соответствующие цепи не показаны). В регистры 5 и 6 по входам 22 и 23 заносятся в двоичном коде значения Г0 макс (минимальный интервал неработоспособности, при котором фиксируется отказ) и 7р мин (минимальная необходимая для решения некоторой задачи длительность работоспособного состояния объекта). Во все одноразрядные ячейки блока 2 заносятся

значения 1 или О последующему правилу: если совокупность значений параметров (задающих адрес соответствующей ячейки блока 2) приводит к отказу, в соответствующую ячейку блока 2 записывается 1, в противном случае - О.

Формирователь 3 формирует короткий положительный импульс по положительному фронту входного сигнала.

Алгоритм работы анализатора следующий. При нахождении объекта в рабочем состоянии (нулевой сигнал с выхода блока 2 и единичный с выхода элемента НЕ 19) открыт элемент И 14 и импульсы с генератора

29 подсчитываются счетчиком 9 как тр. Появление факта отказа (единичный сигнал на выходе блока 2) вызывает начало анализа данного отказа. При этом возникает несколько вариантов соотношения длительностей отказов и работоспособности.

Пусть после начала анализа (включения устройства) сначала имеет место интервал времени больший, чем тр МИн. Далее рассмотрим работу устройства в различных случаях.

Пусть имеет место длительный (г0бщ То макс) непрерывный отказ и после него вновь длительный (гр трмин) интервал работоспособности объекта. В этом случае

при появлении единичного сигнала с выхода блока 2 срабатывает формирователь 3, сбрасывающий счетчик 9. Сигналом с элемента НЕ 19 закрывается элемент И 14 и открывается элемент И 13, импульсы с генератора

20 начинают поступать на счетчик 8. После окончания интервала отказа вновь закрывается элемент И 13 и открывается элемент И 14: производится подсчет тр после данного отказа. Так как тр гр Мин, то после тр мин

появляется положительный сигнал на выходе Больше или равно устройства 18. срабатывает формирователь 4 и сигнал через элемент И 12 инкрементируется в счетчик 10; длительность данного отказа добавляется к содержимому регистра 7 и вновь (в скорректированном виде) записывается в регистр 7.

Пусть имеет место короткий (Тообщ Гомакс) непрерывный отказ и поеле него длительный интервал работоспособности. В данном случае импульс с формирователя 4 не проходит через элемент И 12, закрытый нулевым сигналом с выхода Больше блока 17. Этот импульс

сбрасывает счетчик 8, но отказ не регистрируется.

Пусть длительность отказа произвольная, после чего следует кратковременный интервал работоспособности тр гр Мин- При

этом выход объекта в область отказа вызывает появление сигнала с выхода олока J, который, проходя через открытый элемент И 11, поступает на счет в счетчик 8, записывая в него код с сумматора 15, равный суммарному времени отказа и кратковременного возвращения в зону работоспособности, после чего сбрасывается счетчик 9 и работа по анализу данного отказа продолжается. Окончание этого режима работы осуществляется аналогично одному из описанных вариантов работы устройства.

Если после начала работы устройстве первый отказ наступает через интервал времени, меньший Тр Мин, то при нулевом начальном состоянии счетчика 8 в него записывается время первоначального кратковременного интервала работоспособности устройства.

лей, блок фиксации отказов и два сумматора, информационные входы аналого-цифровых преобразователей являются информационными входами анализатора, входы их

5 запуска и второй вход четвертого элемента И подключены к выходу генератора импульсов, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с входами блока фиксации отказов, выход которого подклю10 чен к входу первого формирователя импульсов, элемента НЕ и к второму входу третьего элемента И, выход первого формирователя импульсов подключен к входу сброса второго счетчика, счетный вход которого соеди15 нен с выходом четвертого элемента И, группа выходов первого счетчика соединена с группами входом первых слагаемых первого и второго сумматоров и с первой группой входов первой схемы сравнения, группа

yv ll vsviwivwi--

Таким образом, предлагаемый анализа- 20 выходов второго счетчика подключена к

тор учитывает не только отказы по отдельным параметрам, но и по их совокупности, что расширяет его функциональные возможности, кроме того, конструкция и настройка предлагаемого устройства упрощены в сравнении с известным. Формула изобретения Анализатор параметрических отказов, содержащий два формирователя импульсов, элемент НЕ, генератор импульсов, три счетчика, блок памяти минимального времени отказа и четыре элемента И, выход пер- вого формирователя импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход элемента НЕ подключен к первому входу четвертого элемента И, выход генератора импульсов связан с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, первая группа установочных выходов анализатора соединена с группой информационных входов блока памяти минимального времени отказа, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет анализа совокупности параметров, упрощения конструкции анализатора и его настройки на характеристики анализируемого процесса, в него введены блок памяти минимального времени работоспособности, регистр, две схемы сравнения, группа аналого-цифровых преобразоватеСоставитель С.Кишенский Техред М.Моргентал

группе входов второго слагаемого первого сумматора и к первой группе входов второй схемы сравнения, группа информационных входов блока памяти минимального време- 25 ни работоспособности является второй группой установочных входов устройства, выходы блоков памяти минимальных времен отказа и работоспособности подключены соответственно к вторым группам входом первой и второй схем сравнения, первый выход второй схемы сравнения через второй формирователь импульсов соединен с входом сброса первого счетчика и с первым входом второго элемента И, второй выход второй схемы сравнения связан с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом разрешения записи первого счетчика, группа информационных входов которого подключена к группе выходов первого сумматора, выход первой схемы сравнения связан с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика и к входу разрешения записи регистра группы выходов третьего счетчика и регистра являются соответственно первой и второй группами выходов анализатора, группа выходов регистра подключена к группе входов второго слагаемого второго сумматора группа выходов которого соединена с группой информационных входов регистра.

30

35

40

45

50

Редактор А.Огар

Корректор М.Максимишинец

лей, блок фиксации отказов и два сумматора, информационные входы аналого-цифровых преобразователей являются информационными входами анализатора, входы их

запуска и второй вход четвертого элемента И подключены к выходу генератора импульсов, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с входами блока фиксации отказов, выход которого подклю0 чен к входу первого формирователя импульсов, элемента НЕ и к второму входу третьего элемента И, выход первого формирователя импульсов подключен к входу сброса второго счетчика, счетный вход которого соеди5 нен с выходом четвертого элемента И, группа выходов первого счетчика соединена с группами входом первых слагаемых первого и второго сумматоров и с первой группой входов первой схемы сравнения, группа

--

выходов второго счетчика подключена к

группе входов второго слагаемого первого сумматора и к первой группе входов второй схемы сравнения, группа информационных входов блока памяти минимального време- ни работоспособности является второй группой установочных входов устройства, выходы блоков памяти минимальных времен отказа и работоспособности подключены соответственно к вторым группам входом первой и второй схем сравнения, первый выход второй схемы сравнения через второй формирователь импульсов соединен с входом сброса первого счетчика и с первым входом второго элемента И, второй выход второй схемы сравнения связан с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом разрешения записи первого счетчика, группа информационных входов которого подключена к группе выходов первого сумматора, выход первой схемы сравнения связан с вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу третьего счетчика и к входу разрешения записи регистра, группы выходов третьего счетчика и регистра являются соответственно первой и второй группами выходов анализатора, группа выходов регистра подключена к группе входов второго слагаемого второго сумматора, группа выходов которого соединена с группой информационных входов регистра.

Корректор М.Максимишинец

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике. Устройство содержит 2 формирователя 3 и 4 импульсов, 1 элемент НЕ 19, генератор 20 импульсов, три счетчика 8-10, блок 5 памяти минимального времени отказа, четыре элемента И 11-14, блок 6 памяти минимального времени работоспособности, регистр 7, две схемы 17 и 18 сравнения, группу аналого-цифровых преобразователей 1, блок 2 фиксации отказов и два сумматора 15 и 16. 1 ил