Построение проверяющего и диагностирующего тестов для модели непрерывной системы и для релейно-контактной схемы при помощи таблицы функций неисправностей и методом цепей и сечений. Проверка комбинационных схем на логических элементах в базисе И-ИЛИ-НЕ.
Аннотация к работе
Очевидно, что увеличение эффективности, надежности и ресурса, а также обеспечение безопасной эксплуатации механизмов, машин и оборудования тесно связано с необходимостью оценки их технического состояния. Техническая диагностика рассматривает вопросы, связанные с оценкой действительного состояния технических систем. При эксплуатации устройств железнодорожной автоматики и телемеханики решение проблем технического диагностирования имеет первостепенное значение, поскольку эти устройства являются обслуживаемыми и восстанавливаемыми. Перед эксплуатационным и обслуживающим персоналом (инженерами и электромеханиками) стоят задачи контроля и поддержания исправного состояния устройств ЖАТ, в случае возникновения отказов - быстрого их обнаружения и устранения. Эти операции выполняются оператором с использованием средств диагностики с целью определения действительного состояния технического средства.Далее нам необходимо вычислить различающие функции для всех неисправностей, для этого перемножаем функции неисправностей между собой по модулю 2: Далее рассмотрим два варианта, вначале примем, что система, априори, неисправна. Тогда диагностический тест находится как произведение всех различающих функций: Подставив в это выражение наши функции, и упростив его, получим: Этот тест показывает, на выходе каких блоков необходимо проследить реакцию выходных функций на определенное входное воздействие, для определения неисправного блока. Тогда нам необходимо перемножить проверочный и диагностический тесты, чтобы учесть состояние, когда все блоки исправны: Тогда тест имеет вид: Словарь неисправностей будет содержать столбец с исправным состоянием: Таблица 3 - Словарь неисправностей дляДля построения теста для релейно-контактной схемы задана функция: f = {3,4,6,7 (0,1)} a, b, c По выражению (2) построена схема на релейно-контактных элементах, реализующая заданную функцию. Для построения теста для релейно-контактной схемы построим таблицу функций неисправностей. Функции неисправностей для исходной функции имеют вид: f=a*b c fl = b c f2 = c f3 = a c f4 = c f5 = 1 f6 = b*a По таблице неисправностей определены проверяющие функции для каждой неисправности. Словарь неисправностей для проверяющего теста имеет следующий вид (таблица 6): Таблица 6 - Словарь неисправностей для проверяющего тестаЦепь - набор состояний контактов, которые обеспечивают проводимость между полюсами схемы. Сечение - набор состояний контактов, которые обеспечивают разрыв всех цепей схемы. Цепь урезанная на контакте (а) - набор состояний контактов для данной цепи, из которого исключено состояние контакта (а). Для проверки неисправности типа «разрыв» для контакта «а» необходимо создать цепь, в которую входит этот контакт, и разорвать остальные цепи. Неисправность типа «разрыв» контакта «а» будет обнаружена, если на входы схемы подается такое воздействие, при котором существует хотя бы одна цепь, содержащая контакт «а» и хотя бы одно сечение, урезанное на контакте «а».Для заданной функции схема на логических элементах в базисе И-ИЛИ-НЕ имеет вид: f=b• a c На схему наносятся константные неисправности: Рисунок 7 - Схема в базисе И-ИЛИ-НЕ с нанесенными константными неисправностями На рисунке 8 для каждого логического элемента нанесены графы эквивалентных неисправностей и указаны отношения импликаций между неисправностями. Неисправности нумеруют следующим образом: среди эквивалентных неисправностей нумеруют только одну, ближе размещенную к выходу. Все неисправности, к которым направлены дуги не нумеруют, если к эквивалентной неисправности направлена дуга, то ее не нумеруют.В первом разделе контрольной работы исследована работа непрерывной системы и составлен проверяющий тест. Проверяющий тест необходим для того, чтобы определить есть в системе неисправность или нет. То есть, чтобы узнать, исправна система или нет, нет нужды проверять выход каждого элемента, достаточно проверить сигнал на выходе элемента ?8. Во втором разделе контрольной работы составлен диагностический тест для непрерывной системы. Диагностический тест Тд используется, когда уже известно, что система неисправна, с помощью этого теста находят какой конкретно элемент вышел из стоя.
План
Содержание
Введение
1. Построение проверяющего теста для логической модели непрерывной системы
2. Построение диагностического теста
3. Составление тестов для релейно-контактной схемы
4. Построение тестов для релейно-контактной схемы методом цепей и сечений
5. Построение тестов для логических элементов
6. Проверка комбинационных логических схем
Заключение
Библиографический список
Введение
Одной из наиболее важных и актуальных проблем транспорта и машиностроения является повышение качества и надежности деталей, механизмов машин и оборудования. Это вызвано постоянным ростом энерговооруженности оборудования современных предприятий и транспорта, внедрением автоматизированных систем обслуживания и управления [1].
Очевидно, что увеличение эффективности, надежности и ресурса, а также обеспечение безопасной эксплуатации механизмов, машин и оборудования тесно связано с необходимостью оценки их технического состояния. Это и определило формирование нового научного направления - технической диагностики.
Техническая диагностика рассматривает вопросы, связанные с оценкой действительного состояния технических систем. Задачей диагностики является выявление и предотвращение возникающих отказов технических средств с целью повышения их общей надежности.
При эксплуатации устройств железнодорожной автоматики и телемеханики решение проблем технического диагностирования имеет первостепенное значение, поскольку эти устройства являются обслуживаемыми и восстанавливаемыми. При их отказах может произойти задержка поездов и в худшем случае нарушение безопасности движения. Перед эксплуатационным и обслуживающим персоналом (инженерами и электромеханиками) стоят задачи контроля и поддержания исправного состояния устройств ЖАТ, в случае возникновения отказов - быстрого их обнаружения и устранения.
Процесс технической диагностики предусматривает наличие объекта диагностики, средств диагностики и человека-оператора. В процессе диагностики выполняются измерительные, контрольные и логические операции. Эти операции выполняются оператором с использованием средств диагностики с целью определения действительного состояния технического средства. Результаты оценки используются для принятия решения о дальнейшем использовании технического средства [2].
В контрольной работе по дисциплине «Основы технической диагностики» составлены проверяющие и диагностические тесты для различных технических систем. релейный логический цепь неисправность
1. Построение проверяющего теста
Для рассматриваемой логической модели введем некоторые ограничения: 1. В модели рассматриваются только одиночные неисправности;
2. На входы объекта поступает единственное входное воздействие из области допустимых значений входных сигналов.
Для 2-го варианта функциональная схема имеет вид:
Рисунок 2 - Функциональная схема диагностируемого устройства
Исходя из условий и принятых ограничений, можно выделить 9 состояний объекта
- система исправна;
- неисправен 1-ый элемент;
- неисправен 2-ой элемент;
- неисправен 3-ий элемент;
- неисправен 4-ый элемент;
- неисправен 5-ый элемент;
- неисправен 6-ой элемент;
- неисправен 7-ой элемент;
- неисправен 8-ой элемент.
Далее, руководствуясь схемой, построим таблицу функций неисправностей: Таблица 1 - Таблица функций неисправностей
Проверка Результат проверки для системы, находящейся в состоянии
1 0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 0 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 0 1 1 0 1 1 1 1
1 1 0 0 1 0 0 1 1
1 1 1 0 1 1 0 1 1
1 0 0 0 1 0 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0
Теперь запишем функцию исправного объекта ( ) и функции неисправностей ( ).
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Далее, для построения теста, необходимо найти проверяющую функцию каждой неисправности: ;
;
;
;
;
;
;
.
Проверяющий тест определяется по формуле
.
Преобразовав полученное выражение по законам алгебры логики, получим .
Эта проверочная функция показывает, что для определения работоспособности объекта достаточно проверить значение выходной функции .
Вывод
В первом разделе контрольной работы исследована работа непрерывной системы и составлен проверяющий тест. Проверяющий тест необходим для того, чтобы определить есть в системе неисправность или нет. Для рассматриваемого варианта проверяющий тест равен ?8. То есть, чтобы узнать, исправна система или нет, нет нужды проверять выход каждого элемента, достаточно проверить сигнал на выходе элемента ?8.
Во втором разделе контрольной работы составлен диагностический тест для непрерывной системы. Диагностический тест используется для точного отыскания отказавшего элемента. Диагностический тест Тд используется, когда уже известно, что система неисправна, с помощью этого теста находят какой конкретно элемент вышел из стоя. В используемой модели предполагается, что одновременно может выйти из стоя только один элемент. Тд" используется, когда неизвестно, в каком состоянии находится система. То есть при помощи теста Тд" можно во-первых проверить, исправна система или нет, и если система неисправна, то определить какой именно элемент вышел из строя. В рассматриваемом варианте Тд" равен , т.е. необходимо выходы элементов Э2, Э4, Э5, Э6, Э7, Э8.
В третьем разделе контрольной работы составлены проверяющий и диагностический тесты для релейной схемы. Получен проверяющий тест Тп = 2 • 4 • 5 • 6. Данный тест означает, что для того, чтобы проверить, исправна схема или нет, нужно подать на ее входы последовательно наборы 2, 4, 5 и 6, и контролировать состояние реле F. Диагностический тест ( Тд = 0 • 1 • 2 • 6) определяет, какие наборы нужно подать на вход схемы, чтобы определить, какой элемент неисправен (рассмотрены два типа неисправностей - замыкание контактов или обрыв контактов). Диагностический тест Тд используется, если известно, что система неисправна, и необходимо определить конкретное место неисправности.
Метод цепей и сечений рассмотрен в четвертом разделе контрольной работы. Данный метод разработан специально для диагностирования релейных схем. Проверяющий тест, найденный при помощи метода цепей и сечений, и аналитически совпадают.
Шестой раздел контрольной работы посвящены проверке схем на логических элементах. Определены константные неисправности, рассмотрены эквивалентные и импликантные неисправности, составлены проверяющий и диагностический тест для логической схемы.
Список литературы
1. В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников. Основы технической диагностики. М.: Маршрут, 2004. - 318 с.
2. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагностики. - М.: Энергоиздат, 1981.
3. Кучер В.Я. Основы технической диагностики и теории надежности. Письменные лекции. СПБ. СЗТУ. 2004. 48 с.
4. Сафарбаков А.М. Основы технической диагностики деталей и оборудования. Учебное пособие / А.М. Сафарбаков, А.В.Лукьянов, С.В. Пахомов. - Ч.1. Иркутск: ИРГУПС. 2007. 128 с.
5. Надежность и эффективность в технике. Справочник. Том 9./ под ред. Клюева.