Устройство для диагностирования троированных дискретных схем автоматики

(19) В 23/02 ЕН ТЕЛ ЬСТВ Х АВТОРСКОМУ С равнения сигналов на каналов при ее работе, контроля существенно справности реэервироэтики может быть исОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 1120503, кл. Н 05 К 10/ОО, 1984.2, Авторское свидетельство СССРМ 1100766, кл, Н 05 К 10/00, 6 05 В 23(02,1983,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТРОИРОВАННЫХ ДИСКРЕТНЫХСХЕМ ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ Изобретение относится к технике испытаний и контроля технических систем и может быть использовано для диагностирования троированных дискретных схем электроавтоматики.В.настоящее время для повышения надежности устройства ав 1 оматики широко применяют троирование их схем,Известны устройства контроля дискретных схем автоматики, которые основаны на установлении соответствия между реакцией схемы на стимулирующий (тестовый) сигнал с ожидаемым результатом (1. При их несовпадении фиксируется неисправность схемы, Такие устройства сложны, громоздки, так как требуют наличия специальных программ проверки, источников стимулирующих сигналов, средств коммутации, сравнения и фиксации полученных результатов, а также устройств сопряжения с обьектом контроля,При контроле иванных схем автом(57) Сущность изобретения: формирование адреса отказа в матричной памяти путем сопоставления двух серий импульсов, одна из которых формируется мультиплексором и кольцевым регистром, а другая - дешифратором. Устройство содержит распределитель импульсов, коммутатор, источник, три датчика-преобразователя, дифференцирующие элементы, выпрямители, формирователи прямоугольных импульсов мультиплексор, элементы И, дешифратор, кольцевой регистр, блок латричнои памяти, блок индикации. 1 ил 2 табл,пользован принцип свыходах идентичныхПри этом устройствоупрощается.Известно устройство для диагностирования многоканальных резервированных 4 систем 12), содержащее по числу каналов и К-разрядных шин и по числу разрядов К и- ь) разрядных блоков совпадения, (и - 1)-разрядный счетчик, блок анализа, элемент д ИЛИ, счетчик, блок коммутации, инвертор,Устройство позволяет определить неисправный канал системы путем анализа возможных сочетаний результатов сравнения напряжений на выходах каналов системы с некоторым допустимым значением. Однако известное устройство не позволяет выявить тип отказа в неисправном канале, а также зафиксировать результаты диагностирования при работе системы в разных режимахНаиболее близким к изобретению является устройство для индикации отказав я резервированных системах (3), содержащее5 10 15 20 25 30 35 40 три коммутатора. мультиплексор, генератор, реле времени, коммутатор сигналов, дешифратор, кольцевой регистр, элементы И, блок памяти и цифровой индикатор.Известное устройство позволяет выявить как номер неисправного канала, так и номер отказавшего выхода и тип отказа, причем результаты диагностирования системы по мере опроса выходов резервных каналов запоминаются в блоке памяти и по окончанию диагностирования могут быть отображены на цифровом индикаторе, Таким образом, известное устройство обладает большей глубиной и меньшим временем диагностирования, так как процесс диагностирования не прерывается при обнаружении отказов 2.Недостатком известного устройства является недостаточно высокая надежность из-за наличия большого числа связей с объектом диагносгирования, а также необходимость в специальной конструктивной доработке обьекта для целей диагностирования.Целью изобретения является упрощение устройства диагостирования,Для достижения указанной цели в устройство для диагностирования троированных дискретных схем злектроавтоматики, содержащее мультиплексор, коммутатор, дешифратор, групга выходов которого соединена с груг 1 пой информационных гходов строк матричного запоминающего блока, группа выходов которого соединена с группой информационных входов блока индикации, источник питания, кольцевой регистр, и три элемента И, введены распределитель управляющих импульсов, три дифференцирующих элемента, три выпрямителя, три формирователя п рямоугол ьн ых импульсов и три датчика-преобразователя тока, размещенных в цепях питания трех дискретных схем электроавтоматики, инфоомационные выходы трех датчиков-преобразователей тока через соединенные последовательно дифференцирующий элемент, выпрямитель и формирователь прямоугольнь 1 х импульсов подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего элементов И, а также к первому, второму и третьему информационным входам мультипликатора, первый вход первого элемента И соединен со вторым входом третьего элемента И, первый вход второго - с вторым входом первого, а первый вход третьего - с вторым входом второго элемента И, выходы первого, второго и -1 ретьего элементов И соедине. ны с соответствующими входами первой группы входов дешифратора и с одноименными адресными входами мультиплексора,выход которого соединен с тактовым входом кольцевого регистра, выходы которого поразрядно соединены с группой информационных входов столбцов матричного запоминающего блока, тактовые выходы распределителя управляющих импульсов соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом источника питания, а выходы являются выходами устройства для подключения к входам состояния трех дискретных схем электроавтоматики и соединены с соответствующими входами второй группы входов дешифратора, выход начала цикла контроля блока распределения управляющих импульсов соединен с обнуляющими входами кольцевого регистра, матричного запоминающего блока и блока индикации. Сущность работы устройства состоит в следуошем.Работа дискретной схемы элежтроавтоматики сопровождается последовательным включением или отключением ее дискретных элеглентов в соответствии с логикой их соединения. При этом происходит скачкообразное изменение тока, потребляемого схемой от источника питания. Изменение тока в цепи питания схемы электроавтоглатики на каждом такте ее работы может быть зафиксиоовано при помощи включе 1 ного Р эту цепь датчика-преобразователя тока, Путем преобразования сигнала, снимаемого с этого датчика, можно получить последовательность импульсов, соответствующих Оаботе схемы по тактам. Сравнивая эту последовательность с эталонной. можно установить,на каком из тактов произошел отказ схемыэлектроавтоматики. При контроле троированной схемыэлектроавтоматики для формирования эталонной последовательности импульсов может использоваться мажоритарный принцип, в соответствии с которым импульс принимается за эталонный, если он одновременно появился в двух измерительнопреобразовательных каналах, так как вероятность возникновения одинаковой неисправности в двух каналах одновременно ничтожно мала. Сформированная таки,"л Образом эталонная последовательность импульсов служит для сопоставления с последовательностями импульсов, соответствующих всем трем зарезервированным схемам электроавтоглатики На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства для диагностирования роированных дискретных схем электроавгоматики, содержащая распределитель 1 -управляющих импульсов: Оммуг гос - 2;источник питания - 3; датчик-преобразова-.тель - 4; дискретную схему автоматики - 5,дифференцирующий элемент - 8; выпрямитель - 7; Формирователь - 8 прямоугольныхимпульсов; мультиплексор - 9; элемент И -10; дешифратор - 11; кольцевой регистр -12; матричный запоминающий блок - 13;блок индикации - 14.Распределитель 1 управляющих импульсов предназначен для обнулениякольцевого регистра 12, матричного запоминающего блока 13 и блока 14 индикации,а также формирования команд на замыкание коммутатором 2 цепей, включающих зарезервированные дискретные схемыавтоматики 5 в соответствующий режим работы.Источник питания 3 подает напряжениена дискретные схемы автоматики 5 и коммутатор 2,Датчик-преобразователь тока 4 преобразует протекающий через него ток в напряжение. Он представляет собой шунт малогосопротивления, падение напряжения на котором усиливается усилителем напряжения.Дифференцирующий элемент 6 формирует одиночные импульсы в моменты скачкообразного изменения напряжения навыходе датчика-преобразователя така 4,Выпрямитель 7 преобразует последовательность пзэнапалярных импульсов в единопо,ярну 1 а, которая преобразуется впоследовательность прямоугольных импульсов при помощи формирователя прямоугольных импульсов 8, в качестве которогоможетбыть использована схема однавибратора.Мультиплексор 9 соединяет свой выходтолько с тем информационным входомкоторый соответствует заведомо исправнойна данном такте схеме 5 электраавтаматики. Он может быть выполнен, например, наинтегральной схеме К 155 КП 5 4).Элемент 10 И формирует на выходе импульс при одновременной подаче на ега выход импульсов с соответствующей парыформирователей прямоугольных импульсов 8.ДешиФратор 11 формирует сигнал наопределенном выходе в зависимости от кода, образуемого комбинацией сигналов навходах, соединенных с выходами элементовИ, и на входах, соединенных выходами коммутатора 2. Он может быть выполнен путемобъединения, например, интегральныхсхем К 155 ИДЗ (4)Кольцевой регистр 12 последовательноформирует на своих выходах импульсы помере поступления на его сход тактовых импульсов с выхода мультиплексора 9, Он ма 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 жет быть выполнен, например, путем объединения интегральных схем К 155 ИД 1 (4).Матричный запоминающий блок 13 предназначен для записи информации о режиме работы устройства. номере зарезервированной схемы электроавтоматики 5, такте ее работы и состоянии на данном такте. Он может быть выполнен, например, на интегральных схемах типа К 155 РУ 5 (4),Блок 14 индикации предназначен для отображения результатов диагностирования при считывании информации из матричного запоминающего блока 13. Он мажет быть выполнен на светодиодах, загорание которых происходит при срабатывании соответствующих дискретных элементов, например триггеров.На фиг, 1 тактовые выходы распределителя управляющих импульсов 1 соединены с соответствующими управляюьцими входами коммутатора 2, инФормационный вход которого соединен с выходом источника питания 3, а выходы являются выходами устройства для подключения к выходам состояния трех дискретных схем электроавтоматики 5 и соединены с соответствующими входами второй группы входов дешифратара 11, Выход н.чала цикла кг;,троля блока распределения управля;ащих импульсов 1 соединен с обнуляющими входами кольцевога регистра 12, матричного запоминающего блока 13 и блока индикации 14.Датчики-преобразователи тока 4 размещены в цепях питания трех дискретных схем электроавтаматики 5, Информационные выхадь 1 этих датчиков через соответствующие соединенные последовательна дифференцирующий элемент 6, выпрямитель 7 и Формирователь прямоугольных импульсов 8 подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего элементов 10 И, а также к первому, второму и третьему информационным входам мультиплексора 9, Первый вход первого элемента 10 И соединен с вторь 1 м входом третьего элемента И, первь 1 й вход второго - с вторым входам первого, а первый вход третьего - с вторым входом второго элемента 10 И. Выходы первого, второго и третьего элементов И соединены с соответствующими входами первой группы входов дешифратара 11 и с одноименными адресными входами мультиплексора Я, Вь 1 ход мультиплексора 9 соединен с тактовыми входами кольцевого регистра 12, выходы которого поразрядно соединены с группой информационных входов столбцов матричного запоминающего блока 13, группа информационных входа строк которого соединена с группой пыа 1772783дов дешифратора 11, а группа выходов которого - с группой информационных входов блока индикации,Устройство работает следующим образом,В начале цикла контроля по сигналу с выхода блока распределения управляющих импульсов 1 осуществляется обнуление кольцевого регистра 12, матричного запоминающего блока 13 и блока индикации 14,При переводе распределителя управляющих импульсов 1 в то или иное состояние появляется управляющий импульс на одном из его управляющих выходов, под действием которого коммутатор 2 замыкает определенную цепь запуска трех схем алектроавтоматики 5 в соответствующий режим работы, а также подает напряжение на соответствующий вход второй группы входов дешифратора 11, Дискретное изменение состояний схем 5 в данном режиме скачкообразно изменяет потребление тока от источника питания 3. Токи, протекающие через датчики-преобразователи тока 4. преобразуются в напряжения, которые подаются на соответствующие дифференциру 1 ощие элементы, на выходе которых формируется последовательность разнополярных импульсов, которая выпрямляется выпрямителем 7 и преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов при помощи соответствующего формирователя прямоугольных импульсов 8, Таким образом, на каждом такте срабатывания схемы 5 будет появляться прямоугольный импульс на выходе формирователя 8 прямоугольных импульсов. При отказе схемы на каком-либо такте укаэанный импульс будет отсутствовать,Мультиплексор 9 совместно с формирователями прямоугольных импульсов и элементами 10 И позволяет на своем выходе сформировать полную последовательность импульсов, т. е, такую последовательность, которая отражает работу по всем тактам исправной схемы электроавтоматики. Со" вместная работа трех формирователей прямоугольных импульсов 8, соответствующих элементов 10 И и мультиплексора 9 заключается в следующем.Импульсы с первого, второго и третьего формирователей импульсов 8 поступают на одноименные информационные входы мультиплексора 9, а на входы элементов 10 И подаются импульсы с соответствующей пары формирователей 8: 1-го и 2-го, 2-га и З-го, 3-го и 1-го, соответственно. Таким образом на выходах элементов 10 И будут появляться импульсы только при одновременном приходе импульсов с соотв"т 5 10 15 20 25 30 35 г 1, 50 ствующей пары формирователей 8, Мультиплексор 9 соединяет со своим входом только тот информационный вход, на который подается импульс, соответствующий исправной на данном такте работы схеме 5 электроавтоматики. Так, например, импульс на выходе первого формирователя 8 может быть принят соответствующим такту работы исправной схемы 5 электроавтоматики, если одновременно появляются импульсы на вь 1 ходе 1-го и 2-го, 1-го и 3-го или 1-го, 2-го и 3-го формирователей соответственно, т, е, тогда, когда на выходах элементов 10 И будут следующие комбинации логических нулей и единиц(1,0, О), (О, О, 1) или 1, 1, 1),Работа мультиплексора может быть пояснена при помощи табл, 1.Импульсы, последовательно подаваемые с мультиплексора 9 на вход кольцевого регистра 12, вызывают поочередную подачу импульсов с его выходов на соответствующие инф ормационные входы столбцов матричного запоминающего блока 13. На первую группу входов дешифратора 11 подается комбинация логических нулей и единиц с выходов трех элементов И 10, а на один из входов второй группы входов - логическая единица с соответствующего выхода коммутатора 2, причем появление логической Единицы на этом входе соответствует определенному режиму, в котов"м осуществляется диагностирование схем 5 электроавтоматики, Отсутствие же напряжений на остальных входах второй группы входов дешифратора 11 соответствует логическим нулям.Импульсы, подаваемые с выхода мультиплексора 9 на вход кольцевого регистра 1, вызывают поочередное появление импульсов на выходах госледнего, которые связаны с соответствующими информационными входами столбцов матричного запоминающего блока 13, Одновременно с появлением тактового импульса на одном из столбцов блока 13 с определенного выхода дешифратора 11 подается импульс на соответствующий информационнь й вход строки этого блока, Комбинация логических нулей и единица, подаваемая с выходов тр х элементов 10 И на первую группу входов дешифратора, определяет состояния схем 5 алек роавтоматики в соответствии с табл, 2. Напряжение, подаваемое на один из входов второй группы входов дешифратрра 1 с соо. ветствующего управляющего выхода коммутатора 2, определяет режим работы схем 5 злектроавтоматики в процессе диъ не стирования.1772783 Таблица 1 мутируемый инмационный вход Состоя н 1 или 2 или 3 1 или 2 2 или 3 или Таким образом, на каждом такте работы схем 5 электроавтоматики в матричный запоминающий элемент будет записана информация о режиме работы схемы, номера такта работы схемы в этом режиме, состоянии схемы на данном такте ее работы.Информация считывается с блока индикации 14, количество индикаторов которого равно числу элементов памяти матричного запоминающего блока 13. Загорание индикаторов соответствует тем или иным неисправностямм.Устройство диагностирования позволяет производить диагностирование троированных дискретных схем электроавтоматики при каждом их включении в работу.При этом определяется не только отказавшая в данном режиме зарезервированная схема, но и такт, на котором произошел ее отказ,Экономический эффект от применения устройства заключается в снижении затрат на его производство и эксплуатацию за счет значительного упрощения устройства.Косвенный экономический эффект определяется повышением надекности устройства за счет уменьшения его связей с обьект м диагностирования, своевременным пр; .отер щением отказов схемы электрод мат гки и уменьшением времени на поиск неисправностей за счет увеличения глубины диагностирования.Формула изобретения Устройство для диагностирования троированных дискретных схем электро- автоматики, содеркащее мультиплексор, коммутатор, дешифратор, группа выходов которого соединена с группой информационных входов строк матричного запоминающего блока, группа выходов которого соединена с группой информационных входов блока индикации, источник питания, кольцевой регистр и три элемента И, о т л и 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ч а ю щ е е с я тем, что. с целью упрощения, в него введены распределитель управляющих импульсов, три дифференцирующих элемента, три выпрямителя, три формирователя прямоугольных импульсов и три датчика-преобразователя тока, размещенные в цепях питания трех дискретных схем электроавтоматики, информационные выходы трех датчиков-преобразователей тока через соответствующие, соединенные последовательно, дифференцирующий элемент, выпрямитель и формирователь прямоугольных импульсов подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего элементов И, а также к первому, второму и третьему информационным входам мультиплексора, первый вход первого элемента И соединен с вторь: л входом третьего элемента И, первый вход второго - с вторыл входом первого, а первый вход третьего - с вторым входом второго элемента И, выходы первого, второго и третьего элементов И соединены с соответствующими входами первой группы входов дешифратора и с одноименными адресными входами мультиплексора, выход которого соединен с тактовым входом кольцевого регистра, выходы которого поразрядно соединены с группой информационных входов столбцов матричного запоминающего блока, тактовые выходы распределителя управляющих импульсов соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора, информационный вход которого соединен с выходом источника питания, а выходы являются выходами устройства для подключения к входам состояния трех дискретных схем электроавтоматики и соединены с соответствующими входами второй группы входов дешифратора, выход начала цикла контроля распределения управляющих импульсов соединен с обнуляющими входами кольцевого регистра, матричного запоминающего блока и блока индикации,12 1772783 Таблица 2 остдвитель А.Буха ехред М. Моргентал Корректор О.Кравцова дакт Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Р аказ 3845 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗБ, Рауаская наб., 4/5