Устройство для диагностики системы программного управления

Сфюэ Сфветскнх Сецналнстнческнх РеслублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ощ 634241 61) Дополнительное к авт. свил-ву 20476 (21) 2344732/18 - 2ием заявки Ю(22) Заявл 1 Э фГт 0 23 02 с присоеди Государственный комите Совета Министров ССС но делам изобретений и открытий43) Опубликовано 2511 ллетень % 43 45) Дата опубликования описания 26,11.7 Авторыизобретеии Ю, Н. Камыиин, А. М ч и Н. П. Матвиенк Конотопский электромеха дена Трудового Кра еский завод Кра ого Знамениый металлист(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СИСТЕМЫ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в дискретных системах управления технологическими процессами.Известно устройство для программного управления, содержащее блок задания, сравнивающий блок, блок логической обработки, исполнительный элемент и блок индикаторов 11 . Недостатком данного устройства являет 10 ся отсутствие контроля системы в процессе работы.Известно также устройство, содержащее коммутирующие элементы и блок логики, позволяющее диагностицнровать контролируемую систему 121. Его недостатком является отсутствие блоков памяти, задержки и программного блока, что приводит к невозможности определения сложных отказов.Наиболее близким техническим решением является устройство для диагностики системы программного управления, содержащее блок индикации 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 памяти и блока задержки соединены со входами второго элемента ИЛИ, с которым соединен выходтретьего приемника информации, один иэ 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 сортветствующим входам блока ввода 1 31, Его недостатком является низкая достоверность контроля.Целью изобретения является повьааение достоверности контроля, что достигается тем, что в известном устройстве установлены третий и иетвертый 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 элементаИЛИ и непосредственно подключеиы Ковходу четвертого элемента ИЛИ, выходкоторого соединен со вторым входомтретьего приемника информации,а выход третьего элемента ИЛИ подключен к одному из входов четвертогоприемника информации, второй входкоторого соединен с выходом програм 5много блока, соединенного также совходом инвертора, с другими входамипервого, второго приемников информации и блока обработки информации,а его выход подключен ко второму30элементу ЙЛИ, выходы третьего ичетвертого приемников информации соединены с блоком индикации, другиевходы которого подключены к выходамдвух элементов НЕ, соединенных со )5входами 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 3памяти и 4 задержки, блок 5 обработки информации, первый и второй 25элементы 6 и 7 ИЛИ, элемент 8 НЕ,программный блок 9, блок 10 заданияопорного напряжения, блок 11 контроля, блок 12 индикации, приемники 1316 информации, третий и четвертый эле менты 17 и 18 ИЛИ, элементы 19 и 20НЕ, индикаторы 21.Блок ввода 1 предназначен дляввода входных переменных и обеспечивает на своем выходе получение прямого и инверсного значений даннойпеременной,Блок вывода инФормации 2 состоитиз нескольких самостоятельных выхоцных каналов, предназначенных дляуправления механизмами технологичес 40кого объекта в соответствии с заложенной в программный блок 9.программой.Блок памяти 3 состоит из нескольких элементов память (на чертежене показаны) с входами включения и 45отключения.Блок задержки 4 состоит из несколь.ких элементов задержка (на чертеже не показаны) с программными входами включения, 50Блоки вывода информации 2, памяти3 и задержки 4 включают в себя эле"мент И, дополнительный приемник информации и сигнальный блок, предназначенный для контроля и указания места 55неисправности соответствующего блока.информации и программируемый вход.Блок обработки информации 5 состоит из приемников информации, выходы которых объединены элементом ИЛИ-НЕ и имеют прямой и инверсный выход. 65 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 фото- диод, фототриод, фотосопротивление, геркон, ферритовые ячейки и т.п,Одни из входов (р, и р, ирр,Р Р) приемников блока обработки информации 5 подключены соответственно к прямому и инверсному выходу блоков ввода 1. Прямой 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 б 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 соответственно 15 и 16. Вторые входы прием 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 информации о контроле своих блоков и подключены через элемент ИЛИ 7 к блоку контроля 11.Блок контроля 11 обеспечивает остановку задающего 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 неисправности работы устройства, Выход блока контроля 11 соединен со входом программного блока 9.Приемники информации 13 и 14 предназначены для программирования Функциидизаюнкция и конъюнкция над входнымипеременными, поступающими с блоковввода 1,которые обрабатываются в блоке обработки информации 5 по программе, заложенной в программном блоке 9.Таблица состояний (фиг. 2) имеет 5строки входные У ,."р,рр дляпрограммирования функций элементов Ии ИЛИ, контрольную Х и столбцы8 +ЯВходные строки предназначены для 10программирования значений входных переменных, На каждую переменную предусматривается две строки - одна риспользуется для программированияпрямого значения переменной, а втоРая р - инверсного.Строки элементов И и ИЛИ предназначены для настройки выхода с блока обработки информации 5 на реализациюоперации конъюнкция или дизъюнкция,причем в каждом столбце программируется выполнение только одной операции.Контрольная строка х 1. предназначена для программирования йеременнойХ, настроенной для контроля блоков ввода 1, блока обработки информации 5, приемников информации 13 и14, элемента ИЛИ 7 и целостностивзаимосвязей между ними.Неисправности указанных блоков приемников информации и элемента ИЛИ 7могут привести к потере общей работоспособности или нарушению алгоритмафункционирования устройства по входуи выдаче ложных команд управленияна исполнительные механизмы. 35Каждый столбец 5, + З), таблицы состояний соответствует одномуиз состояний устройства (такту егоработы).Программирование таблицы состояний 40заключается в образовании в ней то.,- пологии, которая разрешает или запрещает прохождение сигнала и ведетсяв соответствии с алгоритмом управления конкретного технологического процесса.Работа устройства заключается внепрерывном перемещении во временикаждого столбца программных таблицсостояний, записанных в программномблоке 9, одновременно по всем программируемым в данном столбце строкам.При этом происходит сравнение фактического входного слова А,рс(р р о )на выходах блока обработки информации 5 с программным, заданнымв каждом столбце таблицы состояний.Если фактическое входное слово соответствует программному, то на выходеэлемента ИЛИ б появится сигнал, который поступит на вход блоков вывода 2,памяти 3 и задержки 4. Те блоки, которые запрограммированы на данномстолбце таблицы состояний от блокапрограммирования 9, пропускают сигнал в блоки вывода 2, памяти 3 изадержки 4.Контроль работоспособности блоковввода 1, обработки информации 5,приемников инФормации 13 и 14, элемента ИЛИ б, а также целостностивзаимосвязей между ними производитсяв двух состояних работы устройствапри использовании двух способов диагностированияВ первом состоянии, то есть когдаустройство переходит из одного состояния в другое производится контрольисправности блока обработки информации 5 (прямой выход), элемента ИЛИ6, приемников информации 13 и 14 наотсутствие в них отказов, вызывающих постоянные сигналы 1 на ихвыходах. Приемник информации 15 вданном состоянии работы устройствас помощью элемента НЕ 8 программируется по одному иэ своих входовдля приема инФормации по другому входу от прямого выхода блока обработкиинформации 5, элемента ИЛИ 6, приемников информации 13 и 14 через эле"мент ИЛИ 17,При наличии неисправности типапостоянного сигнала фф 1 указанныхвьпае блокса.,элемента и приемников ин"Формации, 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 работыустройства произошел между тактамиЕго работы, соответствующими зоненеисправностей устройства. Под зонойнеисправностей в данном состоянииработы устройства подразумеваютсянеисправности типа постоянного сигнала 1 на прямом выходе блокаобработки информации 5, элемента ИЛИ6, приемников информации 13 и 14.Соответствующий выключенный (обесточенный) индикатор блока индикации12, соединенный через элемент НЕ19 е выходом блока обработки информации 5 или - через элемент НЕ 20с выходом элемента ИЛИ 6, определяетнеисправный узел. Под узлом подразумевается сменная конструкционно-Функциональная едчница иэделия (субблок),обусловленная разбиением Функциональной схемы на. конструктивные узлы, сцелью увеличения ремонтопригодностиизделия.таким образом, диагностированиеуказанных выше неисправностей осуществляется аппаратным способоммежду тактами работы устройства.Во втором со тоянии работы устройства при контроле исправности блоковввода 1, обработки информации 5 (прямой выход), элемента ИЛИ 6 и приемника инФормации 13 на отсутствие в,ннх отказов, вызывающих постоянные45 сигналы0на их выходах, а также нарушение взаимосвязей между ними производится на определенных тактовых состояниях работы устройства, напри. - мер, Ь + 5+, то есть программноаппар тным способом.Контроль указаннйх 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 10 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 5 состоянии блоков ввода 1, обработки информации 5 (прямой выход) воздействие данного теста 11 при любых состояниях А, р , .ф , приводит к появлению сигнала,1 ф на прямом 20 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 ,ц из блоков ввода 1, таким образом, что на их выходах будут присутствовать постоянные сигналы 0, приведет к появлению сигнала ф 0 на выходе блока обработки информации 5, который ЗО 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 этом, индикатор блока индикации 12, связанный с приемником информации 16 укажет, что останов работы устройства 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.50Обнаружение неисправностей типа постоянный сигнал 0 на прямом выходе блока обработки информации 5, элемента ИЛИ 6, приемника инФормации13, а также обнаружение нарушения взаимосвязей в блоке обработки инФормации 5, между элементом ИЛИ б и приемником информации 13 производится аналогично описанному выше. Отличие состоит лишь в том, что для обна ружения неисправностей типа постоянного сигнала 0 на выходе элемен.та ИЛИ 6, приемника информации 13 и нарушения взаимосвязи между ними используют элемент НЕ 20, соединенный с приемником информации 16 через вто рой вход элемента ИЛИ 18. А место иеисправного узла, при этом, укажет соответствующий индикатор блока индикации 12, соединенный с выходом элемента НЕ 20Таким образом, при программноаппаратном способе производится обнаружение неисправностей устройства отличных от неисправностей при аппаратном способе контроля. Это дает воэможность с помощью индикаторов блока индикации 12, соединенных с приемниками информации 15 и 16, определять зону неисправностей с высокой достоверностью.Формула изобретенияУстройство для диагностики системы программного управления, содержащее блок индикации и блок обработки инФормации, одни из входов которого соедйнены" 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в Нем 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 непбсрецственно подключены ко входу четвертого элемента ИЛИ, выход 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, вы634241 10 Составитель В. Диановтор Д. Мепуришвили Техред Э.Чухик Корректор В. Сер аэ 6760/45 ЦНИИПИ Госуд ПП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 фил ходы третьего и четвертого приемников информации соединены с блоком индикации,другие входы которого подключены к выходам двух элементов НЕ,соединенных со входами третьего элемента ИЛИ.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: Тираж арственного ко делам изобрете 35, Москва, Ж1. Авторское свидетельство СССР 9 300879, кл, 6 05 7 5/18, 1969.2. Основы технической диагностики. Под ред. П. П. Пархоменко, ффЭф, М., 1976, стр. 105-121.3. Авторское свидетельство СССР 9 512455, кл. б 05 В 23/02, 1974. 91 Подписноетета Совета Министрой и открытий Раушская наб., д. 4