Устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи технических объектов Советский патент 1992 года по МПК G05B23/02 

Фиг /

Изобретение относится к технической диагностике, может быть использовано в системах контроля сложных технических объектов для поиска места неисправности среди элементов, охваченных цепью обратной связи, и является усовершенствованием технического решений по авт.св. N

№ 1239688.

Известно устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи технических объектов без изменения структуры при локализации неисправности, кото- рая достигается фиксацией первого вышедшего за пределы допуска контролируемого параметра и блокировкой фиксаций последующих отказовых состояний функциональных элементов, вызванных реакцией на истинный отказ, Устройство содержит датчики допускового контроля по числу выходов функциональных элементов объекта, параметры которых контролируются, логические ключи, выполненные в виде элементов НЕ и элементов И. элемент ИЛИ, RS-триггеры, индикаторы неисправности, элемент НЕ индикатор исправного состояния.

Однако известное устройство имеет недостаточную достоверность результатов ди- агностики технических объектов из-за ошибок., возникающих при выходе из строя одного или нескольких элементов устройства, включая датчики допускового контроля.

Цель изобретения -- повышение достоверности результатов диагностики технических объектов за счет контроля элементов устройства, включая датчики допускового контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи технических объектов введены формирователь эталонного сигнала, генератор тактовых импульсов и по числу датчиков допускового контроля триггеры отказов датчиков допускового контроля и индикаторы отказа датчиков, контрольный выход каждого из датчиков допускового контроля соединен со счетным входом соответствующего триггера отказов датчиков допускового контроля, выход которого подключен к входу индикатора отказа датчиков, выходы сигналов верхнего и нижнего уровней напряжения формирователя эталонных сигналов соединены с соответствующими входами датчиков допускового контроля, первый и второй тактовые входы которых подключены к соответствующим выходам синхроимпульсов, причем каждый из датчиков допускового контроля содержит первый и второй узлы контроля, первый и второй элементы И, пер- .аый и второй элементы ИЛИ, каждый из

узлов включает первый и второй пороговые элементы, первый и второй элементы НЕ, элемент И и элемент ИЛИ, информационный вход датчика допускового контроля соединен с первыми входами пороговых элементов каждого узла контроля, вторые входы первых пороговых элементов узлов контроля подключены к входу сигнала верхнего уровня датчика, вход сигнала нижнего

0 уровня которого соединен с вторыми входами вторых пороговых элементов каждого узла контроля, выходы первого и второго пороговых элементов каждого из узлов контроля соединены с входами соответствую5 щих элементов НЕ и соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов НЕ узла контроля подключены к соответствующим входам элемента И, третий вход каждого из которых

0 соединен с первым тактовым входом датчика, выход элемента ИЛИ первого узла контроля подключен к первым входам первых элементов И и ИЛИ датчика, выход элемента ИЛИ второго узла контроля соединен с

5 вторыми входами первых элементов И и ИЛИ датчика, выходы элементов И каждого из узлов контроля подключены к соответствующим входам второго элемента И, выходы первого и второго элементов И

0 соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ является информационным выходом датчика, выход второго элемента ИЛИ является контрольным выходом датчи5 ка.

На фиг, 1 и 2 представлена функциональная схема устройства; на фиг.З - схема датчика допускового контроля; на фиг.4 - временные диаграммы работы устройства.

0 Устройство содержит функциональные элементы 1-6, датчики 7 допускового контроля, формирователь 17 эталонных сигналов, генератор 18 тактовых импульсов, логические ключи 8, RS-триггеры 9, индика5 торы 10 неисправности, элемент ИЛИ 11, элемент НЕ 12, индикатор 13 исправного состояния, элемент НЕ 14, элемент И 15, триггера 19 отказов датчиков допускового контроля, индикаторы 20 отказа датчиков, а

0 также технический объект 1.6.

Датчик допускового контроля содержит первый и второй узлы 21 и 22 контроля, в состав каждого из которых входят первый 23 и второй 24 пороговые элементы, соеди5 ненные с информационным входом Вх, с входами сигналов верхнего А и нижнего В уровней напряжения датчика, с входами элементов НЕ 26 и 27, а также с первыми и вторыми входами элементов ИЛИ 25, выходы которых соединены с первым и вторым

входами элемента И 29 и с первым и вторым входами элемента ИЛИ 32, выход которого соединен с выходом Вых датчика допуско- вого контроля, выход элемента И 29 соединен с первым входом элемента ИЛИ 31, выходы элементов НЕ 26 и 27 соединены с первым и вторым входами элементов И 28, третьи входы элементов И 29 и 28 соединены с входами R и L датчика допускового контроля, выходы элементов И 28 соединены с первым и вторым входами элемента И 30, выход его соединен с выходом Е датчика допускового контроля.

Генератор тактовых импульсов состоит из мультивибратора, который формирует сигнал с периодом Т/2, двух делителей на два, на выходах которых формируется сигнал с периодом Т и 2Т соответственно.

Устройство работает следующим образом.

На входы Вх.1 - Вх.6 датчиков 7-1 - 7-6 допускового контроля поступают сигналы от функциональных элементов технического объекта 16 в виде меняющегося уровня напряжения в заданных пределах (фиг.4а).

На входы А и В датчиков 7-1 - 7-6 допускового контроля поступают верхний и нижний уровни напряжения от формирователя 17 эталоннных сигналов, а на входы и R этих датчиков поступают синхроимпульсы с периодом Т и 2Т соответственно от генератора 18 тактовых импульсов.

В исходном состоянии, когда параметры функциональных элементов 1-6 технического объекта 16 находятся в поле допуска и датчики 7-1 - 7-6 допускового контроля исправны, то на выходах пороговых элементов 23 и 24 узлов 21 и 22 контроля этих датчиков присутствуют сигналы О, которые через элементы ИЛИ 25 и 32 поступают на выходы Вых.1 - Вых.6 датчиков. При этом на выходах логических ключей 8-1 - 8-6 сигналы отсутствуют, а RS-триггеры 9-1 - 9-6 сигналом Сброс по S-входу установлены в исходное состояние и индикаторы 10-1 - 10-6 выключены, а индикатор 13 включен, что свидетельствует о том, что параметры функциональных элементов технического объекта 16 находятся в поле допуска. Одновременно сигналы О, поступающие с выходов пороговых элементов 23 и 24 узлов 21 и 22 контроля датчиков 7-1 - 7-6 допускового контроля, запрещают прохождение синхроимпульсов с периодом 2Т через элементы И 29 и разрешают сигналам, формируемым с выхода элементов НЕ 26 и 27 указанных узлов контроля, прохождение синхроимпульсов с периодом Т (фиг.46) через элементы И 28 и 30, ИЛИ 31 и выходы Е датчиков на счетные входы триггеров 19-1 - 19-6. при

этом индикаторы 20-1 - 20-6 мигают с периодов 2Т (фиг.4в), сигнализируя, что датчики 7-1 - 7-6 допускового контроля исправны. Когда параметры функциональных элементов 1-6 технического объекта 16 находятся в поле допуска, но при этом имеется неисправность в датчике допускового контроля, например в одном из пороговых элементов 23 и 24 узла 21 контроля, на выходе

0 которого присутствует сигнал 1, то при этом на выходах элементов НЕ 26 и 27 узла 21 контроля формируется сигнал, запрещающий прохождение синхроимпульсов с периодом Т через элемент И 28. и. соответ5 ственно, синхроимпульсы не поступают на счетный вход триггера 19 и индикатор 20 не мигает, сигнализируя о неисправности датчика.

Аналогично положение, когда появля0 ются неисправности в элементах Н Е 26 и 27, И 28 и 30, ИЛИ 31, при которых синхроимпульсы с периодом Т не поступают на счетный вход триггера 19. Если в результате неисправности одного из пороговых элемен5 тов 23 и 24 узла 21 контроля на его выходе присутствует сигнал О, то эта неисправность не нарушает работу данного датчика и. соответственно, не влияет на достоверность диагностики, так как при этом с «узла 21

0 контроля выдается сигнал, совпадающий с сигналом, выдаваемым с исправного узла 22 контроля, при этом индикатор 20 мигает с периодом 2Т, свидетельствуя о фактическом состоянии функционального

5 элемента технического объекта 16,

Когда параметр одного или нескольких функциональных элементов технического объекта 16, например 1 и 6, выходит за пределы, например, нижнего поля допуска, а дат0 чики 7-1 и 7-6 исправны, то на выходах пороговых элементов 23 узлов 21 и 22 контроля этих датчиков присутствует сигнал Г. Если параметр функциональных элементов выходит за пределы верхнего поля допуска,

5 то сигнал 1 присутствует на выходах пороговых элементов 24 узлов 21 и 22 контроля датчиков 7-1 и 7-6 допускового контроля. При этом на выходах логических ключей 8-1 и 8-6 появляется сигнал, который воздейст0 вует на R-входы триггеров 9-1 и 9-6, переводя их в противоположное состояние. В связи с этим включаются индикаторы 10-1 и 10-6, сигнализируя, что параметры функциональных элементов 1 и 6 технического объ5 екта 16 выходят за пределы поля допуска, а индикатор 13 выключается.

Сигналы с выходов Вых.1 и Вых.6 датчиков 7-1 и 7-6 допускового контроля воздействуют на вторые входы логических ключей 8-2 и 8-3 соответственно, которые эапираются и исключают фиксацию отказа функциональных элементов 2 и 3 технического объекта,16, вызванного подачей на них сигналов с параметрами, выходящими за пределы поля допуска. Спустя некоторое время, обусловленное физической задержкой срабатывания элементов 2 и 3, на выходах Вых.2 и Вых.З датчиков 7-2 и 7-3 допускового контроля может появиться сигнал об их отказе. Однако из-за блокировки логических ключей 8-2 и 8-3 фиксации отказа триггерами 9-2 и 9-3 не производится. Далее сигнал с выхода Вых.2 датчика 7-2 допускового контроля через элемент ИЛИ 11 как и сигнал с выхода Вых.6 датчика 7-6 допускового контроля, поступает на блокировку логического ключа 8-3, а сигнал с Вых.З датчика 7-3 допускового контроля - на блокировку логических ключей 8-1 и 8-4. На R-входе триггера 9-1 сигнал отказа функционального элемента t пропадает, но индикатор 10-1 остается включенным.

Последовательно все логические ключи блокируются, но зафиксированные триггерами 9 истинные отказы обеспечивают горение соответствующих индикаторов 10, позволяя достоверно идентифицировать место неисправности в контуре обратной связи. Одновременно сигналы, формируемые на выходах пороговых элементов 23 и 24 узлов 21 и 22 контроля датчиков 7-1 и 7-6 допускоаого контроля, поступают на входы элементов НЕ 26 и 27 этих узлов контроля, на выходах которых формируется сигнал, запрещающий прохождение синхроимпульсов с периодом Т через элементы И 28. 8 то ж© эремя сигнал с указанных пороговых датчиков поступает на входы элементов ИЛИ 25, разрешая прохождение синхроимпульсов с периодом 2Т(фиг.4г) через элементы И 29, ИЛИ 31 и выходы Е датчиков 7-1 и 7-6 допускового контроля на счетные входы триггеров 1§-1 и 19-6, и индикаторы 20-1 и 20-6 мигают с периодом 4Т (фиг.4д), сигнализируя, что датчики 7-1 и 7-6 допускоаого контроля исправны.

Когда параметры функциональных элементов 1 и 6 технического объекта 16 выходят за пределы поля допуска, но при этом имеется неисправность в датчике допускового контроля, например в одном из пороговых элементов 23 и 24 узла 21 контроля, на выходе которого присутствует сигнал 0я, то при этом яа входе элемента ИЛИ 25 узла 21 контроля формируется сигнал, запрещающий прохождение синхроимпульсов с периодом 2Т через элемент И 29, и, соответственно, синхроимпульсы не поступают на счетный вход триггера 19 и индикатор 20 не

мигает, сигнализируя о неисправности датчика,

Аналогично положение, когда появляются неисправности в элементах ИЛИ 25, И

29, ИЛИ 31, при которых синхроимпульсы с периодом 2Т не поступают на счетный вход триггера 19. Если в результате неисправности одного из пороговых элементов 23 и 24 узла 21 контроля на его выходе присутствует

сигнал 1, то эта неисправность не нарушает работу данного датчика и, соответственно, не влияет на достоверность диагностики, так как при этом с узла 21 контроля выдается сигнал, совпадающий с

сигналом, выдаваемым с исправного узла 22 контроля, при этом индикатор 20 мигает с периодом 4Т, свидетельствуя о фактическом состоянии функционального элемента технического объекта 16.

Наличие неисправности в датчике допускового контроля, когда эта неисправность не влияет на достоверность диагностики, выявляется при изменении состояния функциональных элементов технического объекта, так как при этом в двух узлах контроля датчика виды сигналов на выходах пороговых элементов различны за счет неисправности одного из них.

Для наглядности работы устройства в

таблице приведены показания индикаторов 20 для различных состояний датчиков 7 допускового контроля и функциональных элементов технического объекта 16.

Контроль работы элементов устройства

обеспечивается индикаторами 20-1 - 20-6 совместно с индикаторами 10-1 - 10-6 и индикатором 13. При этом индикаторы 20-1 - 20-6 сигнализируют о состоянии датчиков 7-1 - 7-6 допускового контроля, а индикаторы 10-1 - 10-6 и 13 - о состоянии всех остальных элементов устройства.

Так, если индикаторы 20-1 - 20-6 мигают с периодом 4Т, когда параметры функциональных элементов технического объекта 16

выходят за пределы поля допуска, то должны быть включены какие-то из индикаторов 10-1 - 10-6, а если индикаторы 20-1 - 20-6 мигают с периодом 2Т, когда параметры функциональных элементов технического

объекта 16 находятся в поле допуска, то должен быть включен индикатор 13,

Если указанный порядок индикации не совпадает, то это свидетельствует о наличии неисправности в каких-то элементах устройстаа, так как при этом датчики допускового контроля исправны.

Применение предлагаемого решения исключает ложную информацию о состоянии технического объекта, которая может

возникнуть при наличии неисправности в устройстве.

Изобретение расширяет функциональные возможности устройства за счет контроля его элементов, включая датчики допускового контроля, и повышает достоверность информации о состоянии технического объекта.

Ф о р м у л а и зо б р е те н и я

Устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи технических объектов по авт.св. № 1239688, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов диагностики технических объектов за счет контроля элементов устройства, в него введены формирователь эталонного сигнала, генератор тактовых импульсов и по числу датчиков до- пускового контроля триггеры отказов датчи- ков допускового контроля и индикаторы отказа датчиков допускового контроля, контрольный выход каждого из датчиков допускового контроля соединен со счетным входом соответствующего триггера отказов датчиков допускового контроля, выход которого подключен к входу индикатора отказа датчика допускового контроля, выходы сигналов верхнего и нижнего уровней напряжения формирователя эталонных сигналов соединены с соответствующими входами датчиков допускового контроля, первый и второй тактовые входы которых подключены к соответствующим выходам синхроимпульсов, причем каждый из датчиков допускового контроля содержит первый и второй узлы контроля, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ,

каждый из узлов контроля включает в себя первый и второй пороговые элементы, первый и второй элементы НЕ, элемент И и элемент ИЛИ, информационный вход датчика допускового контроля соединен с первыми входами пороговых элементов каждого узла контроля, вторые входы первых пороговых элементов узлов контроля подключены к входу сигнала верхнего уровня датчика допускового контроля, вход сигнала нижнего уровня которого соединен с вторыми входами вторых пороговых элементов каждого узла контроля, выходы первого и второго пороговых элементов каждого из узлов контроля соединены с входами соответствующих элементов НЕ и соответствующими входами элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ЙЕ узла контроля подключены к соответствующим входам элемента И, третий вход каждого из которых соединен с первым тактовым входом датчика допускового контроля, выход элемента ИЛИ первого узла контроля подключен к первым входам первых элементов И и ИЛИ датчика допускового контроля, выход элемента ИЛИ второго узла контроля соединен с вторыми входами первых элементов И и ИЛИ датчика допускового контроля, выходы элементов И каждого из узлов контроля подключены к соответствующим входам второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ является информационным выходом датчика допускового контроля, выход второго элемента ИЛИ - контрольным выходом датчика допускового контроля.

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано в системах контроля сложных технических объектов для поиска места неисправности среди элементов, охваченных цепью обратной связи. Целью изобретения является повышение достоверности результатов диагностики технических объектов за счет контроля элементов устройства, включая датчики допускового контроля, Устройство для диагностики отказов элементов контура обратной связи технических объектов содержит датчики 7 допускового контроля, логические ключи 8, RS-триггеры 9, индикаторы 10 неисправности, элемент ИЛИ 11, элементы НЕ 12,14, индикатор 13 исправного состояния, элемент И 15. формирователь 17 эталонных сигналов, генератор 18 тактовых импульсов, триггеры отказов датчиков допускового кон-фоля, индикаторы отказов датчиков допускового контроля. Применение предлагаемого решения расширяет функциональные возможности устройства за счет контроля элементов устройства, включая датчики допускового контроля, и повышает достоверность ин- формации о состоянии технического объекта. 4 ил. Вых. fe VI СЛ Ч hO

Состояние датчиков

Состояние параметров функциональных элементов технического объекта

на на

на

на

В пределах поля допуска В пределах поля допуска

В пределах поля допуска

За пределами поля допуска

За пределами поля допуска

За пределами поля допуска

Состояние индикаторов (период мигания)

2Т О

2Т

4Т О

4Т

ч

fT

S

&

AI

М

г

«5

I

Т

«

а

g

kkkkkkkkkkkk

В

&

JL

r i-i r-i г- j/

1i k к ,

JL

Фиг. 4