книги из ГПНТБ / Основы технической эксплуатации ЭЦВМ

точка с координатами {/о = 0, Ц = /пр}- При появлении первого отказа регистрируется, время первого .промежут­ ка исправного состояния ЭЦВМ (toi) и на графике фик­ сируется точка с координатами {/о = ^оь tu—tuр}- После восстановления работоспособности ЭЦВМ регистрирует­ ся время, потраченное на ремонт /ві, и на графике фик­ сируется точка с -координатами {/о = г'оі; tu— tav+ tBi}. При появлении последующих отказов описанная про­ цедура повторяется.

При желании проверить, не выполнился ли крите­ рий (4-37), достаточно из начала координат провести прямую в интересующую нас точку. Если проведенная прямая может быть расценена как касательная1 к кри­

ности, и следует приступать к очередным профилакти­ ческим мероприятиям.

Применяя предлагаемый графический метод, следу­ ет иметь в виду, что для уяснения вопроса, является ли та или иная прямая, соединяющая начало координат с интересующей нас точкой, касательной к кривой или нет, необходимо иметь хотя бы небольшое продолжение кривой Ц= ср(^о) при больших значениях t0. Это может привести к запаздыванию принятия решения на прове­

Таким образом, можно предложить следующий по­ рядок действий обслуживающего персонала по органи­ зации оптимального профилактического обслуживания ЭЦВМ.

1. Устанавливается закон изменения интенсивности потока отказов в .межпрофилактическом периоде и опре­ деляются средние статистические значения Твс и tnр.

1 Строго говоря, провести касательную к ломаной кривой нельзя,

однако будем условно пользоваться этим термином, понимая под касательной прямую, касающуюся данной кривой в одной точке.

221

3. Если закон изменения интенсивности потока отка­ зов не установлен, переходят к внеплановому профилак­ тическому обслуживанию, при котором оптимальные сроки назначения профилактических мероприятий опре­ деляются в соответствии с вышеописанной методикой.

ГЛАВА ПЯТАЯ

ТЕКУЩЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЦВМ

поиска неисправностей, устранения их и контроля каче­ ства выполненной работы. Наиболее трудоемкой частью на этапе восстановления является, как правило, поиск неисправностей.

5-1. ПРИЗНАКИ НЕИСПРАВНОГО СОСТОЯНИЯ ЭЦВМ

К признакам, характеризующим наличие неисправ­ ностей в машине, можно отнести неправильное выпол­ нение программы, срабатывание устройств защиты, нали­ чие сигнальной информации об отказах на панелях сиг­ нализации и индикации инженерного пульта машины и автономных пультов устройств.

Указанные признаки дают только предварительную информацию, по которой можно лишь в общем судить о характере и месте неисправности. Для локализации места неисправности используют обычно информацию, получаемую при проведении контроля технического со­ стояния ЭЦВМ.

Неправильное выполнение программы решения зада­ чи или проверочного теста говорит о том, что в машине имеется неисправность.

Срабатывание устройств защиты свидетельствует о том, что в машине возникла неисправность аварийно­ го характера. Причиной срабатывания устройств защи­ ты могут являться короткие замыкания, обрывы и элек­ трические пробои в блоках или цепях питания, а также

222

броски напряжений, превышающие предельно допусти­ мые значения. Обычно в современных ЭЦВМ устройст­ ва защиты выполняются таким образом, что при их сра­ батывании в зависимости от режимов работы машины отключается питание всей ЭЦВМ или отдельных его устройств. Если ЭЦВМ работает в централизованном режиме управления, то при срабатывании устройств за­ щиты отключается питание всей машины. При’ работе ЭЦВМ в местном режиме управления происходит от­ ключение питания только неисправного устройства.

Информация, получаемая с .панелей индикации и сиг­ нализации пульта управления ЭЦВМ, позволяет судить о состоянии машины, режимах работы ее устройств, правильности выполнения программы и может исполь­ зоваться при отыскании неисправностей.

Иногда в практике используют звуковой или свето­ вой контроль правильности функционирования ЭЦВМ. Суть этого контроля состоит в том, что выходы отдель­ ных элементов ЭЦВМ подключаются к световому табло или репродуктору. При выполнении программы решения задачи происходит чередование гамм' света или звука. Нарушение чередований звуковых или световых гамм свидетельствует о неправильном выполнении про­ граммы.

5-2. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ЭЦВМ И ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕЖДУ УСТРОЙСТВАМИ

Все неисправности (отказы) машины можно класси­ фицировать по следующим признакам: характеру воз­ никновения, времени существования, внешнему проявле­ нию, степени влияния на работоспособность машины, причинам возникновения.

По характеру возникновения отказы могут быть вне­ запными или постепенными.

Внезапные отказы возникают в результате скачко­ образного изменения одного. или нескольких парамет­ ров элементов ЭЦВМ, вызывая при этом нарушение ло­ гической структуры машины. К таким отказам можно отнести короткие замыкания, обрывы в электрических цепях, пробои диэлектриков, нарушение контактов, пере­ горание предохранителей в блоках питания и др. Вне­ запные отказы приводят к постоянным ошибкам, выя­ вить которые можно при помощи решения контрольных задач.

223

Под постепенным понимают такой отказ, который возникает в результате постепенного изменения (ухуд­ шения) параметров элементов ЭЦВМ. Постепенное из­ менение параметров элементов ЭЦВМ может происхо­ дить по причине их старения, например снижение обратного сопротивления полупроводниковых диодов, увеличение сопротивления контактов из-за их окисления и др. Процессы старения происходят 'более пли менее медленно, постепенно, что позволяет прогнозировать, т. е. предсказывать их возникновение. Причиной старе­ ния элементов являются сложные 'физико-химические процессы, происходящие в них. К таким процессам от­ носятся структурные изменения в проводниках и диэлек­ триках, окисление токопроводящих поверхностен, хими­ ческие превращения в пропиточных материалах и т. п. Постепенные отказы начинают проявляться в ЭЦВМ по истечении длительного периода эксплуатации, измеря­ емого сотнями, а иногда и тысячами часов работы. Большинство таких отказов выявляется и устраняется з процессе профилактических работ. Постепенные отка­ зы в зависимости от величины ухода параметра могут привести к постоянным или случайным ошибкам в вы­ числениях. Если величина ухода параметра большая, то возникают постоянные ошибки, если малая — могут возникнуть случайные ошибки.

По времени существования отказы классифицируют­ ся на устойчивые, сбои и перемежающиеся.

Под устойчивым понимают такой отказ, который уст­ раняется лишь в результате восстановительных меро­ приятий. Причинами устойчивых отказов могут служить выходы из строя отдельных схемных элементов, обрывы проводников в электрических цепях короткие замыка­ ния, ошибки монтажа, поломки механических узлов и деталей и т. д.

Под сбоем понимают однократно возникающий, само­ устраняющийся отказ, длительность которого мала по сравнению с продолжительностью работы ЭЦВМ до следующего отказа.

Под перемежающимся отказом понимают многократ­ но повторяющиеся сбои.

Случайные сбои как одиночные, так и быстроследу­ ющие друг за другом ведут к ошибочным результатам решения задачи на машине. Причинами сбоев могут служить помехи, возникающие за счет взаимного влня-

224

ния электрических цепей, резкие колебания питающих напряжений и т. п. Сбои могут также возникать за счет ухода параметров элементов. При большом уходе пара­ метров элементов устройства ЭЦВМ начинают работать неустойчиво, становятся критичными к параметрам входных сигналов. В этому случае даже небольшие из­ менения формы или., величины амплитуды входных и управляющих импульсов могут привести к сбоям в ЭЦВМ.

Процесс отыскания 'причин случайных сбоев являет­ ся достаточно сложным, требующим эффективных средств контроля, большого опыта и высокой квалифи­ кации обслуживающего персонала. Время отыскания причин случайных сбоев в ЭЦВМ оценить трудно. Иног­ да на эту работу приходится затрачивать до нескольких суток.

По взаимосвязи между собой отказы разделяют на зависимые и независимые. Под зависимым понимают такой отказ, возникновение которого является резуль­ татом действия другого отказа. В ЭЦВМ между элемен­ тами существует такая связь, которая в значительной степени затрудняет отыскание первопричины отказа. Эта взаимосвязь между элементами машины является харак­ терной для цепей синхронизации, управления и др.Так, например, изменение параметров линии задержки в схе­ ме выработки управляющих сигналов может привести к нарушению временной диаграммы работы целого уст­ ройства ЭЦВМ.

Под независимым понимают отказ, возникновение которого не связано с действием другого отказа. При­ мерами таких' отказов в ЭЦВМ могут служить обрывы проводников в электрических цепях,•- нарушение контак­ тов, поломка механических узлов и деталей и т. п.

Отказы данного типа могут возникать на всех этапах эксплуатации ЭЦВМ. Обслуживающий персонал, имею­ щий необходимый опыт эксплуатации машины, затрачи­ вает на отыскание этих отказов сравнительно неболь­ шое время:

По внешнему .проявлению отказы разделяют на оче­ видные и скрытые. К очевидным отказам ЭЦВМ можно отнести пропадание напряжения питания, поломку вра­ щающихся частей электромеханических узлов, обрывы магнитных лент и т. п. К скрытым отказам машины можно отнести нарушение контактов в разъемных сое­

динениях, выход из строя деталей и элементов, наруше­ ние монтажа печатных плат и др.

По степени влияния на работоспособность машины отказы классифицируют на частичные (неполные) и полные.

Если при возникновении отказа в ЭЦВМ представля­ ется возможность хотя бы частичного ее использования по назначению, то такой отказ называют неполным, если

на магнитном.барабане и ленте и др.)

Опыт эксплуатации различных ЭЦВМ показывает, что наибольшее количество неисправностей возникает в электромеханических устройствах. В отдельных ЭЦВМ на, эти устройства приходится более 50%' всех неисправ­ ностей. Неисправности электромеханических устройств машины сравнительно легко обнаруживаются, но тре­ буют для их устранения много времени (например, регу­ лировка люфтов и зазоров в імеханичеоких узлах).

Среди устройств электронной группы наиболее на­ дежными являются устройства коммутации и связи с абонентами, а также пульты управления ЭЦВМ. Неис­ правности в этих устройствах происходят редко и то в основном на начальных этапах эксплуатации. Сравни­ тельно большое количество неисправностей приходится на ОЗУ. Эти устройства более критичны к изменениям

5-3. МЕТОДЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В ЭЦВМ

Отыскание неисправностей в ЭЦВМ является слож­ ным и трудоемким процессом. Опыт эксплуатации со­ временных вычислительных машин показывает, что до 75% времени восстановления тратится на отыскание вышедших из строя элементов. Поэтому задача сокра-

226

проверок, .причем каждая последующая проверка про­ водится в зависимости от результатов предыдущей. При методе последовательного поиска неисправности учиты­ ваются характерные ее признаки, выявленные в ‘Процес­ се проверки. Этот метод является более универсальным и широко используется на практике при эксплуатации ЭЦВМ. Пути реализации метода последовательного поиска неисправности могут 'быть различные. Очевидно, необходимо выбрать такой путь, который .позволит оты­ скать вышедший из строя элемент за наименьшее время. Если нумерацию элементов вести в порядке их провер­ ки, то оптимальный алгоритм, выведенный из условия получения наименьшего среднего времени поиска неис­ правности, согласно [Л. 6] можно записать в виде

обходимо начинать с элемента, у которого наименьшее

ЭЦВМ является наличие логической связи между ее элементами. Поэтому оптимальная последовательность поиска неисправности в ЭЦВМ должна учитывать не только вероятность выхода элементов из строя и время, затрачиваемое на их проверку, но и взаимосвязи между ними.

Учесть все факторы бывает трудно. На практике ис­ пользуют последовательности, учитывающие взаимо­ связь между элементами ЭЦВМ; вероятность выхода из строя элементов, но не учитывающую времени их про­ верки; вероятность выхода из строя элементов и время их проверки, но не учитывающую взаимосвязи между элементами.

Наиболее распространенным методом, реализующим эти последовательности, является метод средней точки. Суть этого метода состоит в том, что вся проверяемая схема, в которой предполагается неисправность, делится

228

на двё части. Вначале проверяется первая часть, н если она исправна, то делится вторая часть п производится проверка аналогично предыдущей. Таким образом, за несколько последовательных проверок удается найти неисправный элемент.

Оценим выигрыш при использовании метода средней точки по сравнению с методом случайных проб, заклю­ чающимся в последовательной проверке каждого эле­ мента, входящего в схему. Проверка элементов осуще­ ствляется до тех пор, пока не будет обнаружен неис­ правный.

Максимальное число проверок при использовании метода средней точки можно найти из формулы п — 2т, где /і — число проверяемых элементов, а т — максималь­ ное число проверок. Тогда

5=12,8.

Метод средней точки является основным при отыска­ нии неисправностей в последовательных цепях ЭЦВМ.

Если в проверяемой схеме существует взаимосвязь между элементами (последовательное соединение), то целесообразно схему разделить на равные части.

Этот случай особенно характерен на начальных ста­ диях эксплуатации ЭЦВМ, когда статистические данные отсутствуют или имеются в недостаточном количестве. ■При наличии статистических данных об отказах элемен­ тов проверки проводят в тех точках, которые делят схе­ му или ее части на участки, имеющие равные вероятно­ сти появления неисправностей. Иногда деление прове­ ряемой схемы на части осуществляется с учетом вероятностей выхода из строя элементов и времени, не­ обходимого на их проверку.

Время .проверки элементов ЭЦВМ можно сократить применением схемы поиска неисправности. Схема поис-

229

Ка Составляется На оснований признаков проявления не­ исправности с учетом анализа взаимодействия элемен­ тов, проведенного по функциональным и принципиаль­ ным схемам. На каждый характерный признак строится разветвленная схема проверок элементов, в которой оче­ редная проверка зависит от результатов предыдущей.

Как отмечалось выше, для успешной организации по­ иска неисправности, кроме последовательности ее отыс­ кания, необходимо выбрать способ проверку исправно­ сти конкретных элементов.

Существует довольно много способов проверки эле­ ментов, основными из которых являются внешний ос­ мотр, способ исключения элементов из схемы, замена проверяемого элемента исправным, сравнение измере­ ний, способ промежуточных измерений, способ характер­ ных неисправностей.

При внешнем осмотре неисправный элемент можно обнаружить по ряду таких признаков, как механические повреждения, нарушения 'контактных соединений, обры­ вы проводов, перегрев деталей, наличие искрений в ме­ стах неустойчивого контакта. Эффективность внешнего осмотра зависит от доступности и плотности монтажа, а также от освещенности рабочего места и т. п. Внеш­ ний осмотр является вспомогательным способом проверки элементов. Этот способ наиболее результативен при отыскании неисправностей аварийного характера. К до­ стоинствам внешнего осмотра следует отнести простоту его проведения, а к недостаткам — низкую достоверность и эффективность.

Способ исключения элементов из схемы заключается в том, что на основе оценки внешних признаков прояв­ ления неисправности проверяемый элемент исключается из устройства. Если с исключением проверяемого эле­ мента признаки неисправности исчезают, то он считает­ ся вышедшим из строя. Например, произошло короткое замыкание в каком-то блоке ЭЦВМ, которое вызвало срабатывание устройства защиты. Если при извлечении подозреваемого блока устройство защиты не срабаты­ вает при повторном включении ЭЦВМ, то проверяемый блок считается неисправным. Исключение элемента из схемы является вспомогательным способом проверки исправности элементов. Однако в ряде случаев он по­ зволяет довольно быстро локализовать неисправность. Следует отметить, что при исключении элементов из

230