СПОСОБ ОБСЛУЖИВАНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области технического обслуживания сложных технических систем, включая системы вооружения и военной техники.

Известна система автоматического контроля параметров электронных схем по авторскому свидетельству №985764, G05В 23/02, SU.

Указанная система реализует способ обслуживания технических систем, при котором управляющая вычислительная машина выдает на станцию тестовые комбинации о значении стимулирующего сигнала, а в коммутатор выводов через регистр тестовых комбинаций заносится номер вывода, к которому подключается измерительный блок. После сигнала запуска, измерительный блок через интервал времени, необходимый для измерения, выдает код измеренного параметра на блок анализа. Блок анализа осуществляет оценку соответствия измеренного контролируемого параметра допустимому значению и выдает информацию на управляющую вычислительную машину. Таким образом, контролируют объекты контроля.

Недостатком данного способа являются ограниченные возможности контроля сложной технической системы.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ, реализованный в автоматизированной системе контроля, изложенный в описании к патенту RU 2248028 (G05B 23/02), принимаемому за прототип.

В указанной автоматизированной системе контроля, контролируемые сигналы с объекта контроля подают через блок согласования и блок распределения сигналов на измерительный блок, на котором преобразуют их в код. Полученный код передают через блок сопряжения и блок управления на блок оценивания, на котором определяют его нахождение в пределах допуска, а также величину и знак отклонения соответствующего коду параметра от пределов допуска и вырабатывают оценку параметра - «Годен», «Не годен». Оценку параметра запоминают в блоке памяти.

Для реализации такого способа обслуживания сложных технических систем в автоматизированной системе контроля управляющие входы, необходимые для тестовых воздействий по программе контроля, входы для напряжений питания, необходимые по программе контроля для внешней подачи напряжений питаний на объект контроля, а также контролируемые выходы объекта контроля соединены через блоки согласования, блок распределения сигналов, коммутатор входных и выходных сигналов с блоком тестовых воздействий, блоком источников питания и измерительным блоком соответственно. Блок тестовых воздействий и блок источников питания по данным управления, поступающим через блок сопряжения от блока управления, в соответствии с программой контроля формируют соответственно необходимые тестовые воздействия и напряжения питания на входы объекта контроля.

Однако указанный известный способ обслуживания сложных технических систем в автоматизированной системе контроля также имеет недостатки.

Во-первых, ряд сложных технических систем имеет встроенную систему (телеметрическую систему объекта контроля) измерения параметров, контролируемых в процессе обслуживания и эксплуатации, включающую датчики, преобразующие контролируемый параметр в электрические величины, коммутатор-мультиплексор (или иерархию коммутаторов-мультиплексоров), входы которого соединены с датчиками, а выход с преобразователем электрической величины в код и далее с передатчиком для передачи по радиоканалу сформированной последовательности данных, содержащей дискретные измерения контролируемых параметров (телеметрической информации) с объекта на приемно-регистрирующие станции. Применение известного способа обслуживания сложных технических систем и автоматизированной системы контроля для его реализации не позволяет проконтролировать целостность встроенной системы измерения и тракта передачи последовательности дискретных измерений контролируемых параметров по радиоканалу и через приемно-регистрирующие станции, так как выходом встроенной системы измерений объекта контроля является радиосигнал с антенны передатчика радиосигнала, правильность формирования которого не может быть проконтролирована известной автоматизированной системой контроля, ориентированной на контроль параметров, представленных электрическим сигналом, но не радиосигналом.

Во-вторых, в тракт передачи входят не только компоненты объекта контроля, но и наземные приемно-регистрирующие станции. Применение известного способа обслуживания сложных технических систем и автоматизированной системы контроля для его реализации не обеспечивает проверки целостности всего тракта передачи телеметрического сигнала.

В-третьих, контроль реакции объекта контроля на тестовые воздействия оценкой сигналов на его выходах без оценки сигналов по внутренним контрольным точкам объекта не обеспечивает диагностику возможных неисправностей компонентов контролируемого объекта. Применение известного способа обслуживания сложных технических систем не дает возможности, например, проконтролировать в полном объеме правильность формирования последовательности дискретных измерений параметров, контролируемых встроенной системой измерений. При этом невозможно провести детальную диагностику отказа в тракте передачи данных от встроенной в объект системы измерений.

В-четвертых, важное значение имеет точность измерений ряда параметров сложных технических систем, на которую влияют характеристики датчиков, применяемых на объекте контроля и используемых для преобразования параметров в электрические величины. В этих случаях на ряде сложных технических систем, для возможности дополнительного контроля (по всем или по отдельным, наиболее значимым параметрам объекта контроля) устанавливают при необходимости дополнительные датчики. Применение известного способа обслуживания сложных технических систем и автоматизированной системы контроля для его реализации не позволяет осуществить проверку из-за отсутствия в составе известной системы средств, обеспечивающих получение электрических сигналов с дополнительных датчиков.

В-пятых, большое расстояние между объектом контроля и рабочими местами автоматизированной системы контроля существенно увеличивает помехи при подаче отдельных сигналов (в частности, последовательности дискретных измерений значений параметров контролируемого объекта) с объекта контроля на компоненты автоматизированной системы контроля.

Целью предлагаемого способа обслуживания является повышение полноты контроля сложных технических систем.

Реализуется указанная цель, тем, что разбивают программу контроля на сеансы контроля, проводят дополнительные сеансы контроля, при проведении которых подают инициирующие воздействия для включения передачи радиосигнала со встроенной телеметрической системы измерения, выделяют и запоминают несоответствия кодов, полученных преобразованием сигнала параметра непосредственно с выхода объекта контроля, и соответствующих этому же параметру объекта контроля, и выделенного из последовательности дискретных измерений с приемно-регистрирующей станции, и соответствующих также этому же параметру объекта контроля.

Кроме того, в одном из дополнительных сеансов контроля выделяют из последовательности дискретных измерений параметров с промежуточного выхода телеметрической системы отрезки времени, которые соответствуют передаче кода отдельных контролируемых параметров объекта контроля, запоминают эти коды по совокупности параметров, сравнивают с кодами, формируемыми при преобразовании в код сигналов выходов с сигналами реакций на тестовые воздействия компонентов объекта контроля, выявляют несоответствия кодов, полученных преобразованием сигнала реакций на тестовые воздействия компонентов объекта контроля с соответствующих выходов, и выделенного из последовательности дискретных измерений, соответствующих этому же параметру объекта контроля, выделяют и запоминают несоответствия кодов, в том числе и несоответствия кодов с основных и при необходимости с дополнительных датчиков.

При необходимости передачи на большое расстояние сигнала промежуточного выхода встроенной телеметрической системы измерения с последовательностью дискретных измерений параметров объекта контроля с помощью основных датчиков его согласуют до выхода с объекта контроля.

На чертежах фиг.1, фиг.2 и фиг.3 представлены варианты структурной схемы сложной технической системы и автоматизированной системы контроля для осуществления предложенного способа обслуживания, где

1 - объект контроля;

2 - компоненты объекта контроля;

3 - основные датчики параметров компонентов объекта контроля;

4 - дополнительные датчики параметров компонентов объекта контроля;

5 - коммутатор-мультиплексор телеметрической системы объекта контроля;

6 - преобразователь электрической величины в код;

7 - передатчик телеметрической системы объекта контроля;

8 - блок согласования телеметрического сигнала;

9 - первые выходы объекта контроля (от компонентов 2);

10 - вторые выходы объекта контроля (от дополнительных датчиков 4);

11 - четвертый выход объекта контроля (от блока согласования телеметрического сигнала 8);

12 - третий выход объекта контроля (от передатчика 8);

13 - входы объекта контроля для подачи инициирующих воздействий и напряжений питания от внешних источников;

14 - приемно-регистрирующая станция телеметрического сигнала;

15 - блок сопряжения с входами и выходами объекта контроля;

16 - блок согласования сигналов;

17 - коммутатор входных и выходных сигналов;

18 - блок источников питания;

19 - блок тестовых воздействий;

20 - измерительный блок;

21 - блок сопряжения;

22 - блоки программ сеансов контроля;

23 - блок управления;

24 - блок вызова программ сеансов контроля;

25 - первый блок памяти;

26 - блок хранения программ декоммутации телеметрического сигнала;

27 - блок хранения программ сеанса контроля;

28 - блок оценки;

29 - второй блок памяти;

30 - блок регистрации данных телеизмерений;

31 - блок приема телеметрического сигнала.

По первому варианту изобретения отсутствует соединение (фиг.1) выхода преобразователя электрической величины в код 6 с третьим выходом 11 объекта контроля.

По второму варианту изобретения (для возможности получения дополнительных данных, обеспечивающих локализацию возможных неисправностей в системе телеизмерений объекта контроля) выход преобразователя электрической величины в код 6 соединен с третьим выходом 11 объекта контроля.

По третьему варианту изобретения (для уменьшения помех по длинным проводникам) выход преобразователя электрической величины в код 6 соединен с третьим выходом 11 объекта контроля через блок согласования телеметрического сигнала 8.

Автоматизированная система контроля для осуществления предлагаемого способа обслуживания сложных технических систем работает следующим образом.

Объект контроля 1 содержит компоненты 2. Для контроля состояния объекта контроля 1 и его компонентов 2 в состав объекта контроля включена встроенная телеметрическая система, содержащая датчики параметров компонентов объекта контроля 3, соединенные с входами коммутатора-мультиплексора 5, выход которого соединен с входами преобразователя электрической величины в код 6, соединенного своим выходом с входами передатчика 7 телеметрической системы и блока 8 согласования телеметрического сигнала. Телеметрическую систему используют для контроля параметров объекта контроля при его техническом обслуживании и эксплуатации. Для дополнительного контроля наиболее значимых параметров компонентов 2 при необходимости используют дополнительные датчики 4. Для контроля состояния при техническом обслуживании первые выходы 9 объекта контроля 1 соединены с выходами отдельных компонентов 2, при необходимости вторые выходы 10 соединены с дополнительными датчиками 4, при необходимости третий выход 11 соединен с выходом блока 8 согласования телеметрического сигнала, четвертый выход 12 соединен с выходом передатчика 7 телеметрической системы (таким выходом является радиоантенна передатчика). Для подачи в процессе технического обслуживания инициирующих тестирующих воздействий и напряжений питания от внешних источников питания входы 13 объекта контроля соединены с управляющими входами отдельных компонентов 2, с управляющим входом передатчика 7 телеметрической системы и с цепями питания объекта контроля 1 (его компонентов 2) от внешних источников питания. Входы и выходы объекта контроля 1 соединены с помощью блока сопряжения с входами и выходами объекта контроля 15 с соответствующими выходами и входами блока согласования сигналов 16. Блок сопряжения с входами и выходами объекта контроля 15 обеспечивает механическое и электрическое соединение системы с цепями контроля и управления объекта контроля. Блок согласования сигналов 16 обеспечивает параметрическое согласование системы с датчиками и исполнительными механизмами объекта контроля. Он может содержать нормирующие усилители сигналов, поступающих от датчиков объекта контроля, и ключи и усилители сигналов для исполнительных механизмов объекта контроля.

С помощью блока вызова программ сеанса контроля 24 задаются соответствующие сеансу программа контроля и программа декоммутации телеметрического сигнала (из блока хранения программ сеанса контроля 27 и из блока хранения программ декоммутации телеметрического сигнала 26 через блок 28), вводятся с помощью блока управления 23 в первый блок памяти 25. После запуска программы блок управления 23 через блок сопряжения 21 в соответствии с программой сеанса контроля передает программу декоммутации телеметрического сигнала в блок приема и декоммутации телеметрического сигнала 31, необходимые данные управления блок тестовых воздействий 19, на блок источников питания 18, измерительный блок 20, коммутатор входных и выходных сигналов 17. Блок источников питания 18 и блок тестовых воздействий 19 по данным управления, поступающим на них, формируют необходимые напряжения питания и тестовые инициирующие воздействия соответственно, которые непосредственно (от блока источников питания 18) и через коммутатор входных и выходных сигналов 17 (от блока тестовых воздействий 19) в соответствии с данными управления, поступающими на него, поступают на блок согласования сигналов 16. Блок тестовых воздействий 19 в соответствии с программой исполнения сеанса испытаний проводит «опрос» датчиков объекта контроля.

Блок согласования сигналов 16 поступившие с коммутатора входных и выходных сигналов 17 сигналы и от блока источников питания 18 передает на выходы для подачи через подключенный блок сопряжения 15 на объект контроля 1.

Контролируемые сигналы с объекта контроля 1, а именно сигналы с компонентов 2 (с выходов 9) и сигналы с дополнительных датчиков 4 (с выходов 10), через блок сопряжения 15 поступают на входы блока согласования сигналов 16, который группирует их на выход для подачи через коммутатор входных и выходных сигналов 17 на измерительный блок 20, который обеспечивает преобразование параметров входных сигналов в код. Результаты преобразования параметров с измерительного блока 20 подаются через блок сопряжения 21 и блок управления 23 на блок оценки 28 блока программ сеансов контроля 22.

Блок сопряжения 21 обеспечивает обмен данными между блоком управления 23 и блоком тестовых воздействий 19 при расположении их (на стартовых комплексах) на значительном удалении друг от друга. При незначительном расстоянии блок сопряжения 21 может быть исключен.

Контролируемые сигналы с основных датчиков 3 объекта 1 группируются на выходе коммутатор-мультиплексор 5 в телеметрический сигнал, который с выхода преобразователя 6, через вход и выход блока согласования 8, через выход 11 объекта контроля 1, поступает на второй вход блока приема и декоммутации телеметрического сигнала 31.

Еще одной точкой контроля является телеметрический радиосигнал с выхода передатчика 7, который через выход 12 объекта контроля, вход (через приемную антенну приемно-регистрирующей станции 14) и выход приемно-регистрирующей станции 14 поступает на первый вход блока приема и декоммутации телеметрического сигнала 31.

В соответствии с программой декоммутации, измеренные с помощью телеметрической системы параметры компонентов 2 выделяются блоком приема телеметрического сигнала 31 и передаются на блок регистрации 30, с выхода которого также поступают на блок оценки 28 блока программ сеансов контроля 22.

В блоке оценки 28 производятся:

- оценка результатов преобразований параметров на нахождение их в пределах допуска в различные моменты времени сеанса контроля;

- оценка соответствия (несоответствия) данных измерений, передаваемых в телеметрическом сигнале с выхода преобразователя 6, и данных измерений с помощью дополнительных датчиков 4;

- оценка соответствий (несоответствий) данных измерений с помощью дополнительных датчиков 4, и передаваемых в телеметрическом сигнале с выхода приемно-регистрирующей станции 14.

Данные с блоков оценки 28 запоминаются во втором блоке памяти 29, передаются в блок управления 23 и также запоминаются в первом блоке памяти 25, в котором формируется обобщенная оценка состояния объекта контроля 1, по оценкам данных всех сеансов контроля, реализованной автоматизированной системой контроля.

Как и в известных способах технического обслуживания сложных технических систем, предлагаемый способ и автоматизированная система контроля для его осуществления позволяет контролировать правильность реагирования компонентов сложной технической системы на совокупность инициирующих воздействий соответствующих программ контроля (за счет использования и оценки в блоке оценки 28 преобразованных в коды данных с дополнительных датчиков 4 и, через блок согласования телеметрического сигнала 8, преобразованных в код и выделенных из телеметрического сигнала данных с основных датчиков 3 телеметрической системы объекта контроля).

Использование данных и от основных и от дополнительных датчиков позволяет повысить достоверность контроля поведения компонентов объекта контроля.

Использование блока согласования 8 обеспечивает возможность передачи без искажений телеметрического сигнала с объекта контроля на входы блока декоммутации телеметрического сигнала 31 в случаях, когда на объекте контроля отсутствуют средства, обеспечивающие передачу телеметрического сигнала на достаточно большое расстояние до места нахождения блока приема телеметрического сигнала 31.

Расширение полноты контроля объекта контроля достигается следующим.

Использование и оценка в блоке оценки 28 данных с дополнительных датчиков 4 и с блока согласования телеметрического сигнала 8 (телеметрический сигнал с его выхода содержит данные измерений основными датчиками 3 телеметрической системы объекта контроля), а также с выхода приемно-регистрирующей станции 14 позволяет:

- выявлять несоответствия измерений дополнительными датчиками 3 и основными датчиками 4;

- выявлять и диагностировать ошибки соединений датчиков параметров с входами коммутаторов-мультиплексоров телеметрической системы объекта контроля;

- выявлять и диагностировать отказы датчиков как основных, так и дополнительных;

- выявлять и диагностировать отказы компонентов телеметрической системы (отказы коммутаторов мультиплексоров 5 и/или преобразователя 6);

- выявлять и диагностировать параметрические отказы датчиков (например, искажение датчиками требуемой шкалы преобразования значений контролируемого параметра в электрическую величину).

Использование и оценка в блоке оценки 28 дополнительно и данных (в отдельном сеансе контроля) с выхода приемно-регистрирующей станции позволяет выявить и диагностировать отказы передатчика телеметрической системы, и/или выходной антенны передатчика, и/или входной антенны приемно-регистрирующей станции, и/или приемно-регистрирующей станции.

Дополнительным эффектом использования предлагаемого способа технического обслуживания сложных технических систем и автоматизированной системы контроля для его осуществления является то, что повышение полноты контроля в ходе технического обслуживания существенно снижает риск аварийных ситуаций из-за несвоевременно выявленных неисправностей в объекте контроля и уменьшает средний объем возможных убытков при последующей их эксплуатации.

Источники информации

1. Система автоматического контроля параметров электронных схем, авторское свидетельство №985764 (G05B 23/02, SU).

2. Автоматизированная система контроля, патент №2248028 (G05B 23/02, RU).