2.2. Логическая граф-модель объекта

Логическая граф-модель (ЛГМ) – это представление структуры объекта как множества элементов и логических связей между ними в виде ориентированного от входов в объект к её выходам графа. Вершинами графа являются символы элементов – круги одного диаметра, а дугами – символы логических связей между элементами (рис.3).

В связи с тем, что логические связи проявляются через влияние элементов друг на друга, дуги графа получили название линий влияния.

Для построения ЛГМ требуется выполнение ряда операций:

- из принципиальной схемы (электрической, гидравлической, пневматической, кинематической и т.п.) на листе бумаги наносятся все выходные информационные элементы (индикаторы, рабочие органы) (ИЭ) в порядке их взаимной зависимости по ярусам;

- путем анализа принципиальной схемы выявляются все элементы, влияющие на состояние ИЭ, и наносятся на ЛГМ в виде ветвей. Ветви образуют области влияния. Каждая вершина графа соответствует элементу, каждая дуга (ветвь) указывает на наличие функциональной (логической) связи между элементами (наличие и тип);

- построить отдельные подграфы, скомпоновать их между собой и вычертить готовую модель;

- если имеются статистические данные о вероятностях отказов в элементах, то каждой вершине графа приписывается индекс вероятности отказа. Если известны данные о времени (стоимости) испытаний каждого элемента – то приписываются индексы «веса». Под индексом веса здесь понимается значение какой-либо целевой («ведущей») функции, позволяющей из множества проверок выбрать наилучшую в требуемом смысле.

Детализация объекта выбирается, исходя из условий эксплуатации и восстановления. Чем квалифицированнее может быть выполнено устранение последствий отказов, тем глубже должна быть детализация объекта и подробнее модель.

При анализе логических связей и их выделении требуется отказаться от некоторых привычных представлений, не смешивать логические связи с функциональными. Так при рассмотрении функциональных связей не имеет значения, как двигаться: от шины «+» к шине «-» или наоборот. Но при анализе логических связей влияние между элементами принимается строго определенным. Если откажет некоторый элемент между шиной «+» и потребителем электроэнергии, то потребитель будет ненормально функционировать, но шина «-» останется нормально функционирующей, её работоспособность зависит от источника, но не зависит от потребителя электроэнергии.. В связи с этим подграфы, моделирующие цепи элементов между шиной «+» и потребителем, между шиной «-» и потребителем энергии, равноправны и располагаются на ЛГМ параллельно друг другу.

Пример. Построить граф-модель по принципиальной электрической схеме электропривода, приведенной на рис.4.

Рис.4. Принципиальная электрическая схема. Электропривода

Ответ: Логическая граф-модель на рис. 5.

Отдельные подграфы строятся прежде всего для всех потребителей энергии, в том числе ИЭ. Построение подграфов и их «сшивание» упрощается при использовании координатной сетки. На координатной сети граф упорядочивается по ярусам (горизонталям) и вертикалям. На первом ярусе размещаются вершины – символы всех ИЭ, которые дают информацию о состоянии объекта. С них начинаются алгоритмические операции по обработке диагностической информации. На втором и более высоких ярусах располагаются символы элементов, которые влияют непосредственно на ИЭ и т.д. Для связи ЛГМ с самим объектом и его штатными описаниями у каждой вершины располагаются позиционные обозначения элементов в соответствии с ГОСТ.

Типы логических связей между элементами имеют специальное обозначение. Конъюнктивная связь с влияющими элементами обозначается

H₁

_U1

K2_1-2

K1_{1-2. 5. 4}

K2

K1

K1_3-4

Kн11

S₂

S₁

_Пр1

01 02 03 04 05 06 07

10

09

08

07

06

05

04

03

02

01

ИД

Рис. 5. Логическая граф-модель электропривода

радиальным схождением входных линий влияния к центру элемента, а дизъюнктивная связь – схождением входных линий влияния в одну точку, а затем по одной линии – к элементу.

Так как любой элемент строится в трехмерном пространстве, то его модель на плоскости без пересечений линий влияния трудно построить, что затрудняет алгоритмизацию обработки диагностической информации. Чтобы обеспечить формализацию действий специалиста вводятся два символа дуги графа – непрерывная и пунктирная линии. Пунктирная дуга – это дуга, проходящая за плоскость графа, в трехмерном пространстве. Она необходима только для переходов от вершины к вершине, а все алгоритмические операции осуществляются с непрерывными дугами.

Связь ЛГМ с моделируемым объектом повышается путем нанесения на модель границ отдельных блоков; диаграмм коммутации временных механизмов и других коммутаторов; карт расшифровки номеров контактов ШР, реле, других многополюсников; матриц функционального состояния элементов для различных режимов работы объекта, а также другой информации в зависимости от типа объекта (направленность диодов, состояние контактов реле, цепи ШР – внутри вершин).