Устройство для диагностики системы программного управления Советский патент 1978 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в дискретных системах управления тех нологическими процессами. Известно устройство для программн го управления, содержащее блок зада ния, сравнивающий блок, блок логической обработки, исполнительный элемент и блок индикаторов ij . Недостатком данного устройства является отсутствие контроля системы в про цессе работы. Известно также устройство, содержащее коммутирующие элементы и блок логики, позволяющее диагностидировать контролируемую систему 2. Его недостатком является отсутствие блоков памяти, задержки и программного блока, что приводит к невозможности определения сложных отказов. Наиболее близким техническим решением является устройство для диа ностики системы программного управления, содержащее блок инда1кации и блок обработки информации, один из входов которого соединены с выходами блоков ввода, и прямой и инверсный выходы соответственно через одни из входов двух приемников информации и первый элемент ИЛИ соединены с одними из входов блока вывода, блока памяти и блока задержки, вторые и третьи входы которых подключены соот-. ветствено к выходу программного блока и блока задания опорного напряжения, а одни из выходов блока вывода, блока пгиляти и блока задержки соединены со входами второго элемента ИЛИ, с которым соединен выходтретьего приемника информации, один из входов которого подключен к выходу инвертора, а выход второго элемента ИЛИ соединен через блок контроля со входом программного блока, причем вторые входы блока памяти и блока за-. держки подключены к сортветствукшим входам блока ввода .Его недостатком является низкая достоверность контроля. Целью изобретения является повышение достоверности контроля, что достигается тем, что в известном устройстве установлены третий и четвертый элемент ИЛИ, четвертый приемник.информации и два элемента НЕ, причем один из выходов блока обработки информации и выход первого элемента ИЛИ соединены соответственно через элементы НЕ со входами третьего элемента ИЛИ и непосредственно подключены.ко входу четвертого элемента ИЛИ, выхо которого соединен со вторым входом третьего приемника информации, а выход третьего элемента ИЛИ подключен к одному из входов четвертого приемника информации, второй вход которого соединен с выходом программного блока, соединенного также со входом инвертора/ с другими входами первого, второго приемников информации и блока обработки информации, а его выход подключен ко второму элементу ИЛИ, выходы третьего и четвертого приемников информации сое динены с блоком индикации, другие входы которого подключены к выходам двух элементов НЕ, соединенных со входами третьего элемента ИЛИ, Устройство по. данному изобретению иллюстрируется фигурами 1 и 2, где на фиг. 1 представлена блоксхема устройства, а на фиг. 2 - таблица состояний. Устройство содержит . блоки 1 ввода и 2 вывода информации, блоки 3 памяти и 4 задержки, блок 5 обработки информации, первый и второй элементы -6 и 7 ИЛИ, элемент 8 НЕ, программный блок 9, блок 10 задания опорного напряжения, блок 11 контроля, блок 12 индикации, приемники 13 16 информации, третий и четвертый эл менты 17 и 18 ИЛИ, элементы 19 и 20 НЕ, индикаторы 21. Блок ввода 1 предназначен для ввода входных переменных и обеспечи вает на своем выходе получение прямого и инверсного значений данной переменной. Блок вывода информации 2 состоит из нескольких самостоятельных выходных каналов, предназначенных для управления механизмами технологиче кого объекта в соответствии с залож .ной в программный блок 9: программой Блок памяти 3 состоит из несколь ких элементов память (на чертеже не показаны) с входами включения и отключения. Блок задержки 4 состоит из нескол .ких элементов задержка (на черте же не показаны) с программными входа ми включения. Блоки вывода информации 2, памяти 3 и задержки 4 включают в себя эле мент И, дополнительный приемник инфо мации и сигнальный блок, предназначенный для контроля и указания места неисправности соответствующего блок (на чертеже не показаны). Все приемники информации 13-16, я ляются элементами с ключевой характеристикой, содержащие, вход ввода информации и программируемый вход. Блок обработки информации 5 сост ит из приемников информации, выходы которых объединены элементом ИЛИ-НЕ и имеют прямой и инверсный выход. Программный блок 9 содержит (на чертеже на показаны) задающее устройство, например привод, распределитель и т.д., и программоноситель (переносчик информации), например, осветительная лампа, магнит, воздушный поток, прошивочные провода ферритовых ячеек и т.п. Воспринимающим элементом приемника информации может использоваться соответственно Фотодиод, фототриод, фотосопротивление, геркон, ферритовые ячейки и т.п. Одни из входов (р„ и р„,р,ияр,) приемников блока обработки информации 5 подключены соответственно к прямому и инверсному выходу блоков ввода 1. и инверсный выходы блока обработки информации 5 соединены соответственно с одними из входов приемников информации 13 и 14, выходы которых через элемент ИЛИ , б подключены к одним из входов блоков вывода 2, памяти 3 и задержки 4. Вторые и третьи входы блоков вывода 2, памяти 3 и задержки 4 соединены соответственно с блоком задания опорного напряжения 10 и выходом программного блока 9. Прямой вход блока обработки информации 5 и выход элемента ИЛИ 6 непосредственно соединены со входами элемента ИЛИ 17 и через элементы НЕ 19 и 20 подключены к другому элементу ИЛИ 18. Выходы элементов ИЛИ 17 и 18 соединены с одним из входов приемников информации сЬответственно 15 и 16. Вторые входы приемт НИКОВ информации 15 и 16 подключены соответственно через элемент НЕ 8 и непосредственно к выходу программного блока 9, соединенного также со вторым и входами приемников информации 13, 14 и блока обработки информации 5. Выходы элементов НЕ 19 и 20, соединенные со входами элемента ИЛИ 18, подключены к блоку индикации 12, с которым также соединены выходы приемников информации 15 и 16, связанные с входами элемента ИЛИ 7, выход которого подключен ко входу блока контроля 11. Одни из выходов блоков вывода 2, памяти 3 и задержки 4 предназначены для выдачи инфор1 1ации о контроле своих блоков и подключены через элемент ИЛИ 7 к блоку контроля 11. Блок контроля 11 обеспечивает остановку задакадего устройства программного блока 9 в случае неисправности блоков ввода 1, блока обработки информации 5, элемента ИЛИ 6, приемников информации 13 и 14, а также выхода из строя блоков вывода 2, памяти, 3, задержки 4 и сигнализации о яеисправности работы устройства. Выход блока контроля 11 соединен со входом программного блока 9. Приемники информации 13 и 14 пред назначены для программирования функц дизъюнкция и конъюнкция над входными переменными, поступающими с блоков ввода 1,которые обрабатываются в бло ке обработки информации 5 по програм ме, заложенной в программном блоке 9 Таблица состояний (фиг. 2) имеет строки входные Р т,---р ,. ..рр для программирования функций элементов И и ИЛИ, контрольную X и столбцы S - , Входные строки предназначены для программирования значений входных пе ременных. На каждую переменную предусматривается две строки - одна р используется для программирования прямого значения переменной, а вторая f - инверсного. Строки элементов И и ИЛИ предназн чены для настройки выхода с блока об работки информации 5 на реализацию операции конъюнкция или дизъюнкция, причем в каждом столбце программируе ся выполнение только одной операции. Контрольная строка X предназначена для программирования переменной X , настроенной для контроля блоков ввода 1, блока обработки информа ции 5, приемников информации 13 и 14, элемента ИЛИ 7 и целостности взаимосвязей между ними. Неисправности указанных блоков пр емников информации и элемента ИЛИ 7 могут привести к потере общей работоспособности или нарушению алгоритм функционирования устройства по входу и выдаче ложных команд управления на исполнительные механизмы. Каждый столбец 5, -г- S { таблицы состояний соответствует одному из состояний устройства (такту его работы). Программирование таблицы состояни заключается в образовании в ней то,.пологий, которая разрешает или запре щает прохождение сигнала и ведется в соответствии с алгоритмом управления конкретного технологического про цесса. Работа устройства заключается в непрерывном перемещении во времени каждого столбца программных таблиц состояний, записанных в программном блоке 9, одновременно по всем программируемым в данном столбце строкам При этом происходит сра внение фактического входного слова (р на выходах блока обработки инфор мации 5 с программным, заданным в каждом столбце таблицы сюстояний. Если фактическое входное слово соответствует программному, то на выходе элемента ИЛИ 6 появится сигнал,который поступит на вход блоков вывода 2 памяти 3 и задержки 4. Те блоки, которые запрограммированы на данном столбце таблицы состояний от блока программирования 9, пропускают сигнал в блоки вывода 2, памяти 3 и задержки 4. Контроль работоспособности блоков ввода 1, обработки информации 5, приемников информации 13 и 1-4, элемента ИЛИ 6, а также целостности взаимосвязей между ними производится в двух состояних работы устройства при использовании двух способов диагностирования. В первом состоянии, то есть когда устройство переходит из одного состояния в другое производится контроль исправности блока обработки информации 5 (прямой выход), элемента ИЛИ 6, приемников информации 13 и 14 на отсутствие в них отказов, вызывающих постоянные сигналы на их выходах. Приемник информации 15 в данном состоянии работы устройства с помощью элемента НЕ 8 nporpauviMHруется по одному из своих входов для приема информации по другому входу от прямого выхода блока обработки информации 5, элемента ИЛИ 6, приемников информации 13 и 14 через элемент ИЛИ 17, При наличии неисправности типа постоянного сигнала указанных выше блока,. (Элемента и приемников информации, приемник информации 15 выдаст сигнал через элемент ИЛИ 7 блоку контроля 11, который остановит работу программного блока 9. При этом, блок контроля 11 сигнализирует о неисправности, а блок индикации 12 высветит информацию, что останов работы устройства произошел между тактами его работы, соответствующими зоне нексправностей устройства. Под зоной неисправкостей Б данном состоянии работы устройства подразумеваются неисправности типа постоянного сигнала на прямом выходе блока обработки информации 5, элемента ИЛИ б, приемников информации 13 и 14. Соответствующий выключенный (-о бесточенныЯ) индикатор блока индикации 12, соединенный через элемент НЕ 19 с выходом блока обработки информации 5 или - через элелюнт НЕ 20 с выходом элемента ИЛИ 6, определяет неисправный узел. Под узлом подразумевается сменная коисТрукционно-функциональная единица изделия (субблок), бусловленная разбиением функционашьной схемы на конструктивные узлы, с елью увеличения ремонтопригодности зделия. Таким образом, диагностирование казанных выше неисправностей осуествляется аппаратнглм способом ежду тактами работы устройства. Во втором состоянии работы устройтва при контроле исправности блоков вода 1, обработки информации 5 (пряой выход), элемента ИЛИ б н примника информации 13 на отсутствие в; их отказов, вызыва1ощих постоянные сигналы О на их выходах, а также нарушение взаимосвязей между ними производится на определенных тактовых состояниях работы устройства, наприMep,S г- S то есть программноаппаратным способом. Контроль указанных неисправностей при данном способе контроля осуществляется с помощью элементов ИЛИ 18, НЕ 19 и 20, приемника информации 16 и теста, приведенного на фиг. 2. При этом, на приемники информации блока обработки информации 5, связанного с блоками ввода 1, последовательно на каждом такте работы устройства в режиме контроля подаются тест-сигналы 11 (фиг. 2). При исправном состоянии блоков ввода 1, обработки информации 5 (прямой выход) воздействие данного теста 11 при любых состояниях Д , р , , , приводит к появлению сигнала ,« j на прямом выходе блока обработки информации 5, который будет инвертирован элементом НЕ 19 и не поступит через элемент ИЛИ 18 на приемник информации 16. При выходе из строя хотя бы одного из блоков- ввода 1, таким образом, чт на их выходах будут присутствовать постоянные сигналы О, приведет к появлению сигнала О на выходе блока обработки информации 5, которы через элементы НЕ 19, ИЛИ 18 поступит на один из входов приемника информации 16, второй вход которого запрограммирован на данном такте для контроля от блока программирования 9 Приемник информации 16 сработает и выдаст сигнал через элемент ИЛИ 7 на блок контроля 11, который остановит работу программного блока 9 и сигнализирует о неисправности. При Э.ТОМ, индикатор блока индикации 12, связанный с приемником информации 16 укажет, что останов работы устрой ства произошел при выполнении контрольного теста 11, локализовав тем самым зону неисправностей. А второй индикатор блока индикации 12 соединенный с прямым выходом блока обработки информации 5 через элемент НЕ 19, укажет на неисправный узел. Обнаружение неисправностей типа посто-янный сигнал на прямом выходе блока обработки информации 5, элемента ИЛИ 6, приемника информаци 13, а также обнаружение нарушения взаимосвязей в блоке обработки информации 5, между элементом ИЛИ 6 . и приемником информации 13 производи ся аналогично описанному выше. Отличие состоит лишь в том, что для обна ружения неисправностей типа постоянного сигнала О на выходе элемента ИЛИ 6, приемника информации 13 и нарушения взаимосвязи между ними используют элемент НЕ 20, соединенный с приемником информации 16 через второй вход элемента ИЛИ 18. А место неисправного узла, при этом, укажет соответствую1 1й индикатор блока индикации 12, соединенный с выходом элемента НЕ 20. Таким образом, при программноаппаратном способе производится обнаружение неисправностей устройства отличных от неисправностей при аппаратном способе контроля. Это дает возможность с помощью индикаторов блока индикации 12, соединенных с приемниками информации 15 и 16, определять зону неисправностей с высокой достоверностью. Формула изобретения Устройство для диагностики системы программного управления, содержащее блок индикации и, блок обработки информации, одни из входов которого соединены;с выходами блоков ввода, и прямой и инверсный выходы соответственно через одни их входов двух приемников информации и первый элемент ИЛИ соединены с одними из входов блока . вывода, блока памяти и блока .задержки, вторые и третьи входы которых подключены соответственно к выходу программного блока и блока задания опорного напряжения, а одни из выходов блока вывода, блока памяти и блока задержки соединены со входами второго элемента ИЛИ, с которым соединен выход третьего приемника информации, один из входов которого подключен к выходу инвертора, а выход второго элемента ИЛИ соединен через блок контроля со входом программного блока, причем вторые выходы блока памяти и блока задержки подключены к соответствующим входам блока ввода, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в йем установлены третий и четвертый элемент ИЛИ, четвертый приемник информации и два элемента НЕ, причем один из выходов блока обработки информации и выход первого элемента ИЛИ соединены соответственно через элементы НЕ со входами третьего элемента ИЛИ и непосредственно подключены ко входу четвёртого элемента ИЛИ, выход Kotoporo соединен со вторым входом третьего приемника информации, а выход третьего элемента ИЛИ подключен к одному из входов четвертого приемника информации, второй вход которого соединен с выходом программного блока, соединенного также со входом инвертора, с другими входами первого, второго приемников информации и блока обработки информации, а его выход подключен ко второму элементу ИЛИ, выходы третьего и четвертого приемников информации соединены с блоком индикации, другие входы которого подключены к выходам двух элементов НЕ, сх единенных со входами третьего элемента ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР 300879, кл. G 05 F 5/18, 1969.

2.Основы технической диагностики. Под ред. П. П. Пархоменко, э М., 1976, стр. 105-121.

3.Авторское свидетельство СССР 512455, кл. G05 В 23/02, 1974.

аг.г

г