Устройство для диагностирования взаимосвязанных электронных блоков и элементов блоков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технической диагностике и предназначено для контроля работоспособности и обнаружения отказов в радиоэлектронных объектах, состоящих из взаимосвязанных функциональных блоков и элементов блоков. Цель изобретения - повы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АЕТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4264762/24-24 (22) 19.06,87 (46) 30.11.88. Бюл. Р 44 (72) А.Н.Зюбан, В.В.Трубицын и Г.Б.Парамонов (53) 621.396 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 930275, кл . G 05 В 23/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 1121651, кл. С 05 В 23/02, 1982, „„SU„„1441356 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ

И ЭЛЕМЕНТОВ БЛОКОВ (57) Изобретение относится к технической диагностике и предназначено для контроля работоспособности и обнаружения отказов в радиоэлектронных объектах, состоящих Н3 взаимосвязанных функциональных блоков и элементов блоков. Цель изобретения — повыi 441356 шение достоверности диагностирования за счет контроля работоспособности датчиков допускового контроля. Устройство содержит группы 5 датчиков допускового контроля, группы элементов И б.f-6,3 и ИЛИ-НЕ 7.1-7,3, коммутаторы 8, 1 l, 13, дешифраторы 9, 14, блоки 10, 20 и 21 индикаторов отказов соответственно диагностируемых блоков, элементов диагностируемых блоков и датчиков допускового контроля с одноименными индикаторами

10 ° 1-10.4, 20.1-.20,4, 21.1-21.4, группу элементов НЕ 12.1-12,4, элементы 15 и 16 ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ 17, элемент НЕ 22, группы 18 и 19 ключей

f8 ° 1-18.4, 19.1-19.4 соответственно, переключатель 23 режимов работы. Для контроля отказов датчиков допускового контроля типа Постоянная l переключатель 23 устанавливается в положение l. Сигнал об отказе датчика чеИзобретение относится к технической диагностике и предназначено для контроля работоспособности и обнаружения отказов в радиоэлектронных объектах, состоящих из взаимосвязан- ных функциональных блоков и элементов блоков.

Цель изобретения — повышение достоверности диагностирования за счет

;контроля.работоспособностч допускового контроля.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 — объекты диагностиро,вания со встроенными в них датчиками цопусковога контроля; на фиг.4 " схема второго коммутатора, на фиг.5 схема первого дешифратора; на фиг.6схема первого коммутатора, на фиг,7 схема третьего коммутатора; иа фиг.8 - схема второго дешчфратара.

Устройство (фиг . 1 ) для диа гна с тиравания объекта 1, состоящего из блоков 2-4, содержит группы 5 датчиков допускового контроля, группу элемен-, тов И 6. 1 — 6.3, группу элементов

ИЛИ-НЕ 7.1-7.3, второй коммутатор 8 (первого уровня), первый дешифратор

9 (перваго уровня), блок 10 индика рез коммутатор S проходит на дешифратор 9, который с помощью коммутатора

11 подключает к дешифратору 14 датчики допускового контроля соответствующего блока диагностирования. Дешифратор 14 через группу l9 ключей включает соответствующий индикатор в блоке 21 индикаторов отказов датчиков допускового контроля. Для диагностики объекта диагностирования и контроля отказов датчиков дапускового контроля типа "Постоянный "О" переключатель 23 устанавливается в положение II Работа устройства в этом случае аналогична описанной выше, Однако, если про изошел отказ объекта диагностирова-:,. ния, а не датчика допускового контроля, сигнал с выхода дешифратора 14 включает через ключи группы 18 соответствующий индикатор блока 20 индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков. 8 ил.

2 торов отказов диагностируемых блоков с индикаторами 10,1-10."- отказов на первом уровне диагностирования и индикатором.10,4 нормального функциони- 1

5 рования, первый коммутатор 11, группу элементов НЕ 12.1-12.4, третий коммутатор 13 (второго уровня),, второй дешифратор 14 (второго уровня), первый элемент ИЛИ-НЕ 15, второй 16.1

10 и третий 16.2 элементы ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ 17, первую группу 18 ключей

" ключами 18. l — 18.4,вторую группу 19 . ключей с ключами 19. 1-19. 4, блок 20 индикаторов отказов элементов диагностиру15 емых блоков с индикаторами 20. 1-20. 4, блок 21 индикаторов отказов датчиков допускового контроля с индикаторами

21.1-21,4, элемент НЕ 22 и переключатель 23 режимов работы, На фиг.1-8

a0sëöèÿèH 24-6? обозначены входные и вь1ходные шины и входы отдельных блоков устройства.

Объект диагностирования (фиг.2) разбит на два уровня диагностирования. первый уровень — блоки 2,3,4; второй уровень — элементы 2.1, 2 ° 2„

3.1, 3,2„ 4,1, 4,2 соответствующих блоков, соединенные между собой параллельно. Кроме того, на фиг, 2

56 4 му дешифратору 9, за исключением того, что отсутствует выходная шина

45 и имеются четыре входные 50-53 и четыре выходные шины 56-59.

li

Дешифраторы выполнены на основе треугольной резистйвно-диопной матрицы, с помощью которой можно осуществлять дешифрирование двоичного обратного экономного кода ШеннонаФано, каждое сообщение которого имеет вид: 0; 10; 110; 1......., 10. Таб,лицы состояний любых объектов при одиночных отказах легко приводятся к коду Шеннона-Фано, если каждый эле, мент объекта имеет порядковый но" мер, больший номера элемента, от которого он функционально зависит.

Табл.1 и 2 представляют собой таб лицы кодовых комбинаций (сообщений), которые имеют вид треугольной матрицы:

Т а блица 1

39 40. 41

44 — отказал блок 3

45 - объект исправен

1 0

1 1 1

Таблица2

Входы

50 51 52 53

0

1 1 0

1 1 1 0

Устройство работает следующим образом.

Датчики допускового контроля (пер. вичные преобразователи с дискретным выходом) преобразуют физические величины контролируемых параметров в сигз 14413 представлена группа 5 датчиков допускового контроля с датчиками 5.1

5.12, Датчики 5.2, 5,4, 5.6, 5.10, 5.12 являются дополнительными к соответствующим основным (5.1, 5,3, 5.5, 5.7, 5,9 ° 5.11), контролирующим со ответствующие выходные элементы 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 4.1, 4.2 соответствующих диагностируемых блоков 2, 3, 4, Объект диагностирования (фиг.3)

1О разбит на два уровня диагностирования: первый уровень - блоки 2, 3, 4; второй уровень — элементы 2.1 - 2.4, 3.1 — 3.4, 4. 1 — 4.3 соответствующих

15, блоков, соединенные между собой последовательно. Кроме того, на фиг.3 представлена группа 5 датчиков допускового контроля с датчиками 5.1-5.12 допускового контроля. Датчик 5.12 является допопнительным к основному (S.11), контролирующему выходной элемент 4.3 диагностируемого блока 4.

Второй коммутатор 8 (фиг,4) выполнен на.элементах 2И-ИЛИ 8.1-8.3, Выходы Входы первая группа информационных входов

24 — 26 коммутатора 8 подключена к выходам 27 — 38 группы 5 датчиков через элементы И 6.1-6.3, а вторая 42 - отказал блок 1 0 группа информационных входов 61 — 63 подключена к блоку датчиков через

43 — отказал блок 2 1 0 элементы ИЛИ-НЕ 7,1 — 7 ° 3 (фиг,1).

Первый дешифратор 9 кода состояний на первом уровне диагностирования (фиг.5) состоит из элементов НЕ 9. 19.3, диодов 9.4-9.12 и резисторов 35

9,13-9.16, входных 39-42 и выходных

42-45 шин. /

Первый коммутатор 11 (фиг. 6) вы- Выходы полнен на элементах И 11.1"11.12 и элементах ИЛИ 11.13-11.16.

С помощью первого коммутатора 11 входы второго дешифратора через тре- 56 - отказал первый тий коммутатор могут подключаться элемент (датчик) к любой группе датчиков допускового контроля, контролирующих элементы 45 57 - отказал второй определенного диагностируемого бло- элемент (датчик) ка, обуславливая диагностирование на втором уровне. 58 - отказал третий

Третий коммутатор 13 (фиг.7) ана- элемент (датчик) логичен второму коммутатору 8 и вы- 50 полнен на элементах 2И-ИЛИ 13.1-13.4, 59 — отказал четверпервая группа информационных входов тый элемент (датчик)

46 — 49 коммутатора подключена к выходам первого коммутатора 11 непо средственно, а вторая ГРуппа информа" 55 ционных входов 64-67 через группу элементов НЕ 12 ° 1-12.4 (фиг.1), Второй дешифратор 14 (фиг.8) по принципу построения аналогичен первоб 6 на входы 39-41 первого дешифратора 9 поступают через группу элементов ИЛИНЕ 7.1-7.3, третий коммутатор 13 подключает информационные входы 64-67 к выходам 50-53 (работа коммутатора 13 показана на фиг.7), и сигналы от соответствующих датчиков допускового контроля, контролирующих соответству,ющие элементы диагностируемого блока, ! на входы 50-53 второго дешифратора

14 поступают через группу элементов

НЕ 12.1-12.4 в инвертированном виде.

В случае отказа какого-либо датчиtea блока 3, например датчика 5.7,на его выходе 33 даже при выключенном объекте диагностирования будет сигнал вида "1", на входах всех остальных датчиков будут сигналы "0". Поэтому на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7.2 будет сигнал "0", на выходах элементов ИЛИНЕ 7.1-?.3 будут сигналы "1" (фиг.1).

Следовательно, на входы 39 - 41 пер.вого дешифратора 9 через коммутатор

8 поступает кодовая комбинация вида .

"101", которая, согласно табл.1, обусловит появление сигнала "1" толь ко на выходной шине 43 и включение индикатора 10,2 отказа второго бло:ка 3. Кодовая комбинация "101" на входах 39 — 41 первого дешифратора 9 появляется при отказе любого датчика (5.5 - 5.8) второго блока 3.

Сигнал "1" который обусловил включение индикатора 10.2 отказа второго блока 3, одновременно поступает по шине 43 на вторые входы элементов

11.5-11.8 И (фиг.б), открывая их для пропуска сигналов от датчиков 5.55.8,. контролирующих элементы: отказавшего блока 3, на входы 50 - 53 второго дешифратора 14 через группу элементов НЕ 12.1-12.4 и второй коммутатор 13 (фиг. 1) в инвертированном виде, На входах 50-53 второго дешифратора 14 образуется кодовая комбинация

"1101" которая, согласно табл.2, обусловит появление сигнала "1" толь ко на выходной шине 58 и включение индикатора 21.3 отказа третьего датчика контролируемого блока 3, т..е. датчика 5.7 допускового контроля.

Все индикаторы блока 20 индикаторов технического состояния элементов диагностируемых блоков выключены, так как кодовые комбинации в случаях отказов датчиков, поступающие на входы дешифраторов 9, 14, а следовательно, и на входы элементов ИЛИ-НЕ 15, 16.1, 5 144135 налы вида "1" (параметр в норме) или

"0" (параметр не в норме), которые поступают через соответствующие элементы группы элементов И 6,1-6 ° 3 (фиг.1) на информационные входы 2426 коммутатора 8 и через элементы группы элементов ИЛИ-НЕ 7.1-7.3 — на информационные входы 61-63 коммутатора 8, а с выходов 39-41 коммутатора

8 поступают на соответствующие входы первого дешифратора 9, кроме того, с выходов 40 и 41 через элемент ИЛИНЕ 15 поступают на первый вход элемента ИЛИ 17. Одновременно сигналы вида "1" и "0" со всех датчиков допускового контроля одного из диагностируемых блоков через коммутатор 11 поступают на информационные входы 46 — 49 64 — 67 второго .комму9

20 татора 13, причем на информационные входы 46-49 непосредственно, а на ин" формационные входы 64-67 " через группу элементов НЕ 12.1-12.4. Сигналы с выходов 50-53 коммутатора 13

5 поступают на соответствующие входы второго дешифратора 14, кроме того, 1через группу элементов ИЛИ-НЕ 16.1"

16,2 на второй и третий входы элемента ИЛИ 17.

С выходов 42-45 первого дешифратора 9 сигналы поступают на соответствующие индикаторы 10.1-10.4 блока 10 индикаторов.

С выходов 56-59 второго дешифратора 14 сигналы поступают соответствен- З5 но через первую и вторую группы клю" чей 18, 19 на соответствующие индикаторы 20. 1-20.4 и 21.1-21.4 блоков 20 и 21 индикаторов.

С выхода элемента ИЛИ 17 сигналы поступают на управляющие входы ключей первой 18 и второй 19 группы, причем на управляющие входы первой группы

18 непосредственно, а на управляющие входы второй группы ключей 19 через элемент НЕ 22, Индикаторы включаются при поступлении на их входы сигналов "1" (напряжение высокого потенциала).

В исходном состоянии для выявления 50 в датчиках отказов, вызванных ошибками типа "постоянная "1",. переключатель 23 режимов работы устанавливается в положение I. При этом; второй коммутатор 8 (фиг,1) подключает ин- 55 формационные входы 61-63 к выходам

39-41 (работа коммутатора 8 показана на фиг.4), и сигналы с выходов 27-38 групп 5 датчиков допускового контроля

1441356

16. 2, представляют собой сочетания из единиц и одного нуля, то обязательно хотя бы на один из входов каждого из элементов ИЛИ-НЕ 15, 16.1, 16. 2 поступает сигнал "1", следовательно, на выходах этих элементов будут сигналы "0", на выходе элемента

ИЛИ 17 также будет сигнал "0", в результате ключи 18.1 †18.4 первой группы 18, подключающие блок 20 индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков, заперты, ключи 19.1

19.4 второй группы 19, подключающие блок 21 индикаторов отказов датчиков допускового контроля, открыты.

Для выявления в датчиках отказов типа "постоянный "0", а также технического диагностирования переключатель 23 режимов работы устанавливается в положение II. При этом коммутатор 8 подключает информационные входы 24 — 26 к выходам 39 — 41 (фиг,1), и сигналы от групп 5 датчиков допускового контроля на входы

39 — 41 первого дешифратора 9 поступают через группу элементов И 6. l

6..3, коммутатор 13 подключает информационные входы 46 — 49 к выходам

50 — 53 и сигналы от соответствующих датчиков допускового контроля, контролирующих соответствующие элементы диагностируемого блока, на входы

50-53 второго дешифратора 14 поступают непосредственно в прямом виде.

В случае отказа какого-либо датчика блока 3, например датчика 5.7, на его выходе независимо от (состояния элемента 3.3, который он контролирует, будет сигнал "0", на выходах всех остальных датчиков допускового контроля будут сигналы "1", Поэтому на выходе элемента И 6.2 будет сигнал "0", на выходах элементов И 6.1 и 6,3 будут сигналы "1" °

Следовательно, на входы 39-41 первого дешифратора 9 через коммутатор 8 поступает кодовая комбинация вида "101", которая аналогично опи1 санному выше обусловит включение индикатора 10.2 отказа второго блока 3 и подключение с помощью коммутатора . 11 датчиков 5.5 — 5 8 контролирующих элементы отказавшего блока 3, к входам 50-53 второго дешифратора 14.

Когда образуется кодовая комбинация вида "1101", работа второго дешифра-, тора 14 и индикаторов блоков 20 и 21 ничем не отличается от описанной. выше.

Если объект диагностики и датчики допускового контроля работоспособны, то на выходах всех датчиков образуются сигналы "1", которые через элементы И 6.1-6,3 и коммутатор 8 поступают на входы 39-41 первого дешифратора 9. В результате (фиг.5) диоды

9.4, 9.6, 9.9 открываются, через резисторы 9. 13 — 9. 15 течет ток, напряжение источника тока матрицы полностью прилагается к этим резисторам и на выходных шинах 42-44 образуются нулевые потенциалы — сигналы "0".

Диоды 9.10-9.12 при этом закрываются, на выходной шине 45 образуется высокий потенциал — сигнал "1", который и обуславливает включение индикатора 10,4 нормального функционирования объекта.

На входах второго дешифратора 14 также будут сигналы "1", которые поступают от шины 45 первого дешифратора 9 через элементы ИЛИ 11.. 1311. 16 (фиг.6) и коммутатор 13, но, поскольку у второго дешифратора 14 выходная шина, подобная выходной шине 45 первого дешифратора 9, отсутствует, на всех его выходах 56 - 59 низкие нулевые потенциалы, следовательно, все индикаторы блоков 20 и 21 выключены (фиг.8), Случаи:отказов элементов диагностируемых блоков будем рассматривать в строго последовательном объеме диагностирования (фиг.3) и в строго параллельном объекте диагностирования (фиг.2), так как если устройство работает при определении отказов в строго последовательном и параллель" ном объектах диагностирования, то оно однозначно будет работать при определении отказов в объекте диагностирования с различными связями между элементами, В случае отказа какого-либо элемента блока 2, например элемента 2.2 (фиг.3), на выходе датчика 5.2 допускового контроля, контролирующего отказавший элемент, а также на выходе датчиков 5.3 — 5. 12 допускового контроля, контролирующих выходные параметры элементов, зависимых от отказавшего, будут сигналы "0", Поэтому на выходах элементов 6,1 — 6.3 будут также сигналы "0" (фиг.1), Следовательно, на входы 39- — 4 1 первого дешифратора 9 через коммутатор 8 по" ступает кодовая комбинация "000 которая, согласно табл. 1, обусловит

9 144 появление сигнала "1" только на выходной шине 42 и включение индика- тора 10. 1 отказа первого блока 2, Кодовая комбинация "000" на входах

39-4! первого дешифратора 9 появляется при отказе любого элемента (2,12.4) первого блока 2, Одновременно сигналы "0" с шин

40 и 41 поступают на входы элемента

ИЛИ-НЕ 15 первого уровня диагностирования, следовательно, на выходе этого элемента будет сигнал "1", который, проходя через элемент ИЛИ 17, открывает ключи 18.1-18.4 первой группы 18, подключающие блок 20 индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков, и, проходя. через элемент НЕ 22, закрывает ключи 19.1

19.4 второй группы 19.

Сигнал "1", который обусловил включение индикатора 10. 1 -отказа блока 1, одновременно с помощью комму.татора 11 блоков подключает выходы 27 - 30 датчиков 5. l — 5.4, контролирующих элементы отказавшего блока 2, к входам 50 — 53 второго дешифратора 14 через коммутатор 13.

На входах 50 — 53 второго дешифратора 14 образуется кодовая комбинация "1011", которая, согласно табл.2, обусловит появление сигнала

".1" только на выхоцной шине 57 и включение индикатора 20.2 отказа второго элемента диагностируемого блока 2, т,е. элемента 2.2.

В случае отказа какоголибо элемента блока 4, например элемента 4.1 (фиг,2), на выходах датчиков 5.95.10, контролирующих отказавший элемент, будут сигналы "0", на выходах всех остальных датчиков будут сигналы "1". Поэтому на выходе элемента

И 6.3 будет сигнал "0", на выходах элементов И 6.1 и 6,2 будут сигналы

"1" (фиг.1). Следовательно, на выходы 39-41 первого дешифратора 9 через коммутатор 8 поступает кодовая комбинация вида "110", которая согласно табл,1, обусловит появление сигнала

"1" только на выходной шине 44 и включение индикатора !0.3 отказа третьего блока 4, одновременно с помощью коммутатора 11 подключит выходы 35 - 38 датчиков 5.9 — 5.12, контролирующих элементы:отказавшего блока 4, к входам 50 - 53 второго дешифратора 14 через коммутатор 13.

На входах 50 — 53 второго дешифратора 14 образуется кодовая комби1356 10 нация "0011". Одновременно сигналы

"0" с шин 50 и 51 поступят на входы элемента ИЛИ-НЕ 16.1, следовательно, на выходе этого элемента будет сигнал " 1", который, проходя чер ез элемент ИЛИ 17, откроет ключи 18.118.4 первой группы 18, подключающие блок 20 индикаторов, и, проходя через элемент НЕ 22, закроет ключи

19.1 - 19.4 второй группы 19, подключающие блок 21 индикаторов.

Кодовая комбинация "0011", которая образуется на входах 50 — 53 второго дешифратора 14, обусловит, согласно табл,2, появление сигнала только. на выходной шине 56 и включение индикатора 20.1 отказа первого элемента диагностируемого блока 4, т.е. элемента 4 1.

При диагностировании объекта диагностирования (фиг.2), исходя из того, что в диагностируемых блоках

2, 3, 4 всего только по два элемента, индикаторы 20.2 и 20.4 блока 20 индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков не используются.

Формула изобретения

ЗО

Устройство для диагностирования взаимосвязанных блоков и элементов блоков, содержащее по числу диагностируемых блоков группы датчиков до" пускового контроля, группу элементов И, блок индикаторов отказов диагностируемых блоков, блок индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков, первый коммутатор, первый и второй дешифраторы, выходы датчиков допускового контроля каждой группы подключены к входам соответствующих элементов И группы и к информационным входам первого коммутатора, уп" равляющие входы которого соединены

45 с выходом первого дешифратора, которые подключены к входам блока индикатора отказов элементов диагностируемых блоког, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достовер50 ности диагностирования за счет контроля работоспособности датчиков допускового контроля, устройство содержит группу элементов ИЛИ-НЕ, второй и третий коммутаторы, переключатель

55 режимов работы, группу элементов НЕ, с первого по третий элементы ИЛИ-HE элемент ИЛИ, блок индикаторов отказов датчиков допускового контроля, первую и вторую группы ключей и элемент НЕ, !

1441356

Я7 ЛУ Zu 50 51 дГ 55 Ю л Яб 57 58

Ю8. 3 выходы датчиков допускового контроля каждой группы соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ-НЕ группы, выходы которых подключены к первой группе информационных входов второго коммутатора, вторая группа информационных входов и выходы которого соединены с выходами элементов И группы и входами первого дешифратора, пара входов старших разрядов которого подключена к входам первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй и третий входы которого под-. ключены соответственно к выходам вто1 рого и третьего элементов ИЛИ, входы которых соединены с соответствующими парами выходов третьего коммутатора, которые подключены к входам второго дешифратора, выходы которого соединены с информационными входами одно именных ключей первой и второй группы, управляющие входы и выходы ключей второй группы подключены соответ5 ственно к выходу элемента НЕ и входам блока индикаторов отказов датчиков допускового контроля, выход элемента ИЛИ соединен с входом элемента

НЕ и управляющими входами ключей g первой группы, выходы которых подключены к входам блока индикаторов отказов элементов диагностируемых блоков, выходы первого коммутатора соединены с входами элементов НЕ группы и с первой группой информационных входов третьего коммутатора, вторая группа информационных входов которого соединена с выходами элементов HE группьг, управляющие входы второго и третьего коммутаторов подключены к выходам переключения режимов работы.

>4<>zse Я

1441356

Чб бФ 97 б5 ЧВ 66 .

Фие. 7

Составитель А.Андерсон

Редактор M,Öèòêèíà Техред Л.Олийнык КоРРектор Э.Лончакова

М Ю Ю 4ВЮ

Заказ 6285/50 Тираж 866

Подписное

8HHHiiH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4