Устройство для автоматического контроля электротехнических и радиоэлектронных объектов

 

Союз Советскнх

Соцналнстнмескнх

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 6005М (б1) Яонолнительное к авт. свид-ву (22) 3а явлено 24.03.75 (21) 2116743/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет(43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12

{45) Дата опубликования описания 05.04.78 (51) М. Кл.

G 06 F 15/46

Государственный квинтет

Совета Мнннотроа СССР по делам нзооретеннй н OTKpblTNN (53) УДК

688.3 (088.8) (72) Автор изобретения

В. С. Гайденко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ И РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ

ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для автоматического контроля работоспособности и поиска мест отказов в сложных электротехнических и радиотехнических объектах, например системах управления и др.

Известно устройство для автоматического контроля электротехнических и радиоэлектронных объектов (1), содержащее коммутатор-нормалиэатор, измерительный блок, анализатор, преобразова- 1р тели сигналов, блоки временных уставок, само- ° контроля. прогнозирования, решающий и логический блоки, блок индикации и регистратор. Это устройство позволяет контролировать параметры контролируемого объекта и самого устройства по "жест-15 кой программе", реализуемой блоками устройства за счет соответствующего их конструктивного исполнения.

Недостаток устройства состоит в том, что оно, будучи создано для какого-либо конкретного.объекта, не может быть использовано для контроля другого объекта.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для автоматического б контроля электротехнических и радиоэлектронных объектов (2) > содержащее коммутатор, блок стимулирующих сигналов, коммутатор-йормализатор, измерительный блок, анализатор, блок самоконтроля, преобразователь сигналов, накопитель, блок вывода информации, блок индикации, регистратор, блок управления, блок выдачи команд. Выходы и входы контролируемого объекта соединены соответственно с группой входов коммутатора-нормалиэатора и с группой выходов коммутатора, первый и второй выходы коммутатора-нормализатора — соответственно с первыми входами измерительного блока и блока самоконтроля, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого связаны соответственно с первым выходом блока управления, с первым выходом блока стимулирующих сигналов, с первым выходом коммутатора, с первым выходом измерительного блока, с первым выходом анализатора. Второй и третий выходы анализатора соединены соответственно с первым входом блока вывода информации и с первым входом блока управления, второй выход которого подключен к первому входу блока выдачи команд, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока выдачи команд — соответственно с первым входом

600566 коммутатора, с первым входом коммутатора-нормализатора, с входом блока стимулирующих сигналов, с вторым входом измерительного блока, с первым входом анализатора. Первый и второй выходы блока вывода информации подключены соответственно к блоку индикации и регистратору, второй выход блока стимулирующих сигналов — к второму входу коммутатора, а второй выход измерительного блока — к второму входу анализатора. Выход блока самоконтроля соединен с вторым входом 10 блока вывода информации.

Однако у такого устройства недостаточная степень автоматизации процесса поиска отказов, приводящая к необходимости затрачивать дополнительное время на анализ результатов контроля и 16 принятые решения человеком- оператором при окончательном определении места отказа в объекте, Реализуемые этим устройством программы контроля не обеспечивают проведения контроля объектов и поиска отказов в них за минимально возможное 20 время. Эти недостатки обусловлены в основном тем, что на этапе создания сложных объектов и их устройств контроля обычно не представляется воз- можным накопить достаточно полную и достоверную информацию о распределениях возможных отказов 26 в объектах и учесть в программах контроля случайный характер возникновения отказов. При отсутствии такой информации приходится проводить контроль сложных объектов при помощи устройств, работающих по жестким детерминированным про- 30 граммам, и нельзя построить гибкие программы, в которых можно было бы предусмотреть разветвления (условные переходы) s зависимости от вероятностей возникновения отказов в объектах.

На этапе использования объектов при их кон- 35 троле перед или после применения или во время их хранения может быть накоплена необходимая информация для оценки распределений отказов в объектах. Эту информацию можно и целесообразно использовать для построения эффективных программ контроля, позволяющих проводить контроль работоспособности объектов и находить место отказа в них за минимально возможное время.

Цель изобретения — расширение функциональньи возможностей устройства для автоматического 46 контроля электротехнических и радиоэлектронных объектов, позволяющее повысить степень автоматизации, уменьшить время контроля работоспособности объектов и поиска отказов в них и тем самым увеличить эффективность контроля и поиска (с не- ь0 обходимой глубиной определения мест отказов при заранее неизвестных распределениях этих отказов в сложных объектах).

Это достигается тем, что устройство содержит дополнительно дешифратор отказов, счетчик отка- 66 зов, блок расчета распределений, блок сравнения распределений, блок памяти констант, блок формирования программ, блок памяти программ. Первый, второй и третий выходы дешифратора отказов соединены соответственно с первым входом с счетчи- 60 ка отказов, с третьим входом блока вывода информации, с вторым входом блока управления, третий, четвертый, пятый и шестой выходы которого связаны соответственно с первым входом блока формирования программ, с вторым входом счетчика отказов, с первым входом накопителя,.с первым вхо. дом блока памяти программ, Первый и второй выходы накопителя подключены соответственно к входу дешифратора отказов, к четвертому входу блока вывода информации, выход счетчика отказов— к первому входу блока расчета распределений, первый н второй выходы которого соединены соответственно с первым входом блока памяти констатп, с первым входом блока сравнения распределений.

Первый, второй и третий выходы блока памяти констант соединены с вторым входом блока расчета распределений, с вторым входом блока формирования программ, с вторым входом блока сравнения распределений, первый, второй и третий выходы которого связаны соответственно с третьим входом блока формирования программ, с вторым вхо-. дом блока памяти констант, с третьим входом блока управления. Первый и второй выходы блока формирования программ подключены соответственно к второму входу блока памяти программ, третьему входу блока памяти констант, выход блока памяти программ связан с вторым входом блока выдачи команд, шестой и седьмой выходы которого соединены с первым входом преобразователя сигналов, с четвертым входом блока управления, выход преобразователя сигналов — с вторым входом. накопителя, а второй вход преобразователя сигналов — с первым выходом коммутатора-нормализатора.

Схема устройства для автоматического контроля электротехнических и радиоэлектронных объектов приведена на чертеже.

Она содержит контролируемое устройство 1, коммутатор 2, блок 3 стимулирующих сигналов, коммутатор-нормализатор 4, измерительный блок 5, анализатор 6, блок 7 самоконтроля, преобразователь 8 сигналов, накопитель 9, блок .0 вывода информации, блок 11 индикации, регистратор 12, дешифратор 13 отказов, счетчик 14 отказов, блок

15 расчета распределений, блок 16 памяти констант, блок 17 сравнения распределений, блок 18 формирования программ, блок 19 памяти программ, блок

20 управлении, блок 21 выдачи команд.

Блок 8 преобразует значение Х„ выходного параметра (сигнала) контролируемого объекта 1 в

- л код его значения х„по команде с блока 21. накопитель 9 эапоминаех коды значений(хД всех контролируемых параметров, хранит их и йо команде с блока 20 выдает в дешифратор отказов или в блок 10.

Дешифратор 13 отказов позволяет формировать модель определения места отказа в объекте в соответствии с вводимыми в него данными о разбиении множества 9. элементов этого объекта (его блоков, приборов, устройств, узлов, плат

600566 или более мелких элементов) на диагностируемые подмножества (со.,W= ia 1, апределяел мые составом проверок П (й„, j=i, g j, на-значенных для данного объекта и позволяющих диагностировать его с заданной глубиной " (с точностью до состояния подмножества элементов 40 ) при любом возможном отказе в нем. (Под проверкой Jf) понимается один или несколько взаимосвязаннйх тестов). Дешифратор 13 отказов обеспечивает по информации о результатах проведенных о проверок еерЯ, поетриающей в него иа вакопию. ля 9 в виде последовательности. Х, jCTX г), указание номера у подмножества 40<с Я и. тем самым, однозначное определение места отказа в объекте. Значение М передается в блок 10 и в счетчик 14 отказов, при этом схема блока возвращается автоматически в исходное состояние и блок готов к определению следующего отказа в контролируемом объекте. Дешифратор отказов может быть построен, например, на основе (Ах f» )- 2о размерной матрицы с использованием управляемых диодов или ферритовых колец с обмоткой смещения или же в виде схемы, основанной на использовании двух À -разрядных двоичных регистров, соединенных между собой через поразрядный двоич- 25 ный умножитель.

Счетчик отказов по информации, принимаемой с дешифратора отказов, всякий раз, когда < Р рТ, с.=. А, А «,,обеспечивает отдельно для каждого

® счет и запоминание числа К.. отказов, имевших место в объекте к моменту окончания Я „-ro цикла его контроля (ь = О, 1, 2,..., под циклом понимаются подготовительные операции, проводимые с устройством перед первым контролем объекта, а под циклом " е,ь = 1; 2.... полная проверка работоспособности объекта с поиском места отказа, если таковой в нем имеется).

По мере увеличения ь числа К,йС = 1, А растут и при достижении любым числом некоторого предельного значения . Х.. g, устанавливаемого с блока 20, весь набор чисел K< К ... К, с блока 14 автоматически выдается в блок 15. Блок

l4 может быть выполнен в виде набора двоичных счетчиков импульсов со схемой переполнения.

Блок 15 расчета распределений, получив чис- 45 ла (К,.с.=,,1,А" и запросив из блока

16 памяти констант начальное (априорное) распрео т 1

Пепение (Рк, A = .,А 1, раечитювает по байесовской схеме апостериорное многомерное распределение Р, ., K.= X,A } отказов в объекте и

L выдает.это распределение в блок 17.

Блок 16 памяти констант запоминает и хра0 нит начальное распределение отказов {Рь,.Ф= 1,А выдает по запросу в блоки 15, 17, 18 и перезаписыа а вает на распределение (Р,," ; <= I,A ", а также запоминает и хранит значения стоимости (времени) проведения проверок р 1 (ж,,сс.А " ) и г„ выдает эти значения по запросу в блок 18. Начальа ное распределение.. 1 Р,й,,< =1,А 1 и стоимости бО проверок определяются с некоторой степенью доверия по информации, получаемой на этапе отработки и испытаний образца объекта, а в отсутствии такой информации начальное распределение задается равномерным, à croHMocrH проверок одинаковыьш. Эти данные вводятся в блок 16 заранее.

Блок 17 производит сравнительную статистическую оценку пришедшего в него из блока 15 апостериорного распределения с начальным (априорным) распределеним, запрашиваемым блоком

17 из блока 16. В качестве критерия сравнения этих распределений может быть взят X2 -критерий. Если эти распределения статически не различимы, то они стираются и из блока 17 в блок 2д

Выдается сообщеш е, по которому блок 20 подает команду в счетчик 14 отказов на увеличение числа до некоторого нового значения Кзo (K г, 2 1 ( с)Р-,д <.„) и процесс работы блоков 14, 15, 16, 17 повторяется при накоплении дополнительных данных об отказах объекта в счетчике 14. Если же апостериорное распределение оказалось статически отличимо от априорного, то апостериорное распределение выдается в блок 18, а также записывается в блок 16 вместо ранее хранимого в нем начального (априорного) распределения отказов конт, олируВмого объекта. Одновременно блок 17 выдает соответствующее сообщение в блок 20, по которому он своей командой обнуляет счетчики блока 14, и оставляя число Кэ,д прежним.

Блок 18 формирования программ по команде с блока 20 производит формирование програмэс мы. ч. контроля работоспособности и программы

13" поиска отказов в объекте по собственным алгоритмам с минимизацией среднего времени их реализации. Для этого используется: начальное распределение из блока 16 — при формировании начальных программ ц е,. ц o, . апостериорное распределение из блока 17 — при формировании программ ч „, u < О, также значения стоимости (временн) t (ййэ,р. р Ь ) проведения проверок . 1 ; П, запрашиваемые блоком 18 из блока 16. Программы формируются в блоке 18 в виде последовательностей проверок

1 юа где ь = О, 1,2,...;.Я E fl, X. z tl; n.;

m i, -- число проверок в этих программах, o причем программа может содержать операторы условных переходов,. определяющих порядок проведения каждой последующей проверки в зависимости от фактического исхода (результата) и едыдущей проверки. Блок 18 может быть выполнен в виде счетно-решающего устройства с собственной оперативной памятью. ьс 0S

Блок 19 запоминает программы о и и хранит их на время использования н перезаписывает на новые программы, приходящие иэ блока 18.

Блок 20 с началом проведения лроверок объекта вьщает команду в блок 19, который засылает проверку Ж из программы 9, в блок 21.

600566

Блок 21 формирует соответствующие коьянды, управляющие работой блоков 2 — 6 и 8, реализующих эту проверку Ж1, а в блок 20 выдает со4 общение об этой реализации. После прохождения проверки З и оценки ее результата (положитель с

1 ньй результат — значение контролируемого парамет ра находится в норме, отрицательньй результат— это значение вне нормы) блоком 6 подается соответствующее сообщение в блок 20, который н слу. чае положительного, результата вызывает из блока 10 с

19 в блок 21 следующую проверку Л », так про2 С цесс контроля продолжается вплоть до Л1„.. В с случае отрицательного результата проверки

s 1 блок 20 вызывает в блок 21 проверку Г иэ

4 программы u . При первом и последующих от&ь рицательных результатах проверок из и блок

20 дает команду в блок 9 и вся накопленная в нем на данном ъ- м цикле 1 контроля информация о параметрах объекта х j поступает в блок 13, где и определяется место отказа С . При этом М из блоков 13 в блок 20 выдается сообщение,,по которому прекращается проведение дальнейших

ФЗ проверок согласно программе й1., После того, как отказ в объекте будет устранен, продолжается проведение проверок иэ ц °, начиная с той, кото- 25 рая дала отрицательный результат, или снова с перC вой проверки ° . При положительном результааC те всех проверок из о ° объект считается работоспособным, о чем выдается соответствующая инфор мацня блока 10 на блок 11. 30

Блок 20, кроме того, по желанию человекаоператора позволяет прервать процесс проведения проверок на любом его этапе, провести выборочно любую проверку из программы и; или ц и включить блок 7 на проведение дополнительной самопроверки блоков 2 — 6.

После доработки или модернизации контролируемого объекта предлагаемое устройство контроля легко построит, если это необходимо, новые программы его контроля, если внести соответствую-.40 щие измененные данные в блоки 13.и 16.

При подготовке устройства к контролю новых объектов с блока 20 подаются команды на обнуление счетчиков блока 14 и на стирание программ в блоке 19, затем вводятся новые данные 45 в блоки 14 и 16 и формируются начальные програм. мы контроля работоспособности нового объекта и поиска отказов в нем.

Таким образом, предлагаемое устройство контроля за счет введенных в него блоков 13 — 19 обес50 печивает, кроме автоматического контроля работоспособности объектов и самоконтроля, также автоматическое определение мест отказов в них, расчет и оценку распределений этих отказов и самопрограм55 мирование своей работы с минимизацией среднего времени контроля работоспособности и поиска отказов.

Устройство позволяет корректировать программы своей работы в случае доработки и модерниза60 ции контролируемого объекта, заменить эти программы на новые, если необходимо контролировать другой объект, а также автоматически реагировать на возможные изменения распределений отказов в зависимости or времени жизни обьектов.

Формула изобретения

Устройство для автоматического контроля электротехнических и радиоэлектронных объектов, содержащее коммутатор, блок стимулирующих сигналов, коммутатор-нормализатор, измерительный блок, анализатор, блок самоконтроля, преобразователь сигналов, накопитель, блок вывода информации, блок индикации, регистратор, блок управления, блок выдачи команд, причем выходы и входы контролируемого объекта соединены соответственно с группой входов комму1атора-нормализатора и с группой выходов коммутатора, первый, и второй выходы коммутатора-нормализатора соединены соответственно с первыми входами измерительного блока и блока самоконтроля, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с первым выходом блока управления, с первым выходом блока стимулирующих сигналов, с первым выходом коммутатора, с первым выходом измерительного блока, с первым выходом анализатора, второй и тоетий выходы анализатора соединены соответственно с первым входом блока вывода информации и с первым входом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом блока выдачи команд, первьй, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока выдачи команд соединены соответственно с первым входом коммутатора, с первым входом коммутаторанормализатора, с входом блока стимулирующих сигналов, с вторым входом измерительного блока, с первым входом анализатора,первьй и второй выходы блока вывода информации соединены соответственно с блоком индикации и регистратором, второй выход блока стимулирующих сигналов соединен с вторым входом коммутатора, второй выход измерительного блока соединен с вторым входом анализатора, выход блока самоконтроля соединен с вторым входом блока вывода информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, устройство содержит дополнительно дешифратор отказов, счетчик отказов, блок расчета распределений, блок сравнения распределений, блок памяти констант, блок формирования программ, блок памяти программ, . причем первый, второй и третий выходы дешифратора отказов соединены соответственно с первым входом счетп ка отказов, с третьим входом блока вывода информации, с вторым входом блока управления, третий, четвертый, пятьй и шестой выходы которого соединены соответственно с первым входом блока формирования программ, с вторым входом счетчика отказов, с первым входом накопителя, с первым входом блока памяти программ, 600566

10 первый н второй выходы накопителя соединены соответственно с входом дешифратора отказов, с четвертым входом блока вывода информации, выход счетчика отказов соединен с первым входом блока расчета распределений, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом блока памяти констант, с первым входом блока сравнения распределений, первый, второй и третий выходы блока памяти констант соединены с вторым входом блока расчета распределений, с вторым вхо- 1р дом блока формирования программ, с вторым входом блока сравнения распределений, первый, второй. и третий выходы которого соединены соответственно с третьим входом блока формирования программ, с вторы входом блока памяти констант, с третьим 15 входом блока управления, первый и второй выходы блока формирования программ соединены соответственно с вторым входом блока памяти программ, с третьим входом блока памяти констант, выход блока памяти программ соединен с вторым входом блока выдачи команд, шестой и седьмой выходы которого соединены с первым входом преобразователя сигналов, с четвертым входом блока управления, выход преобразователя сигналов соединен с вторым входом накопителя, второй вход преобразователя сигналов соединен с первым выходом ком. мутатора-нормализатора.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР У 264793, кл. G 06 F 15 46 1970.

2. Гайденко В. С. и др. Основы построения автоматизированных систем контроля сложных объектов. Под ред. Кузнецова П. И. М., "Энергия, 1969. с. 430 — 443, 600566

Составитель В. Крылова

Техред Н.Андрейчук

Редактор И. Грузова

Корректор Л. Небола

Заказ 1898/60

Тираж 826 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 и

Ф

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4