книги из ГПНТБ / Теоретические основы эксплуатации средств автоматизированного управления учебник

368

го параметра во времени описывается полиномом второй или треть­ ей степени (в общем случае может быть использован и полином п -й степени).

Пусть изменения параметра во времени описываются полиномом

может быть определен либо из тактико-технических данных аппара­ туры при прогнозировании отказов ее выходных параметров, либо из технических характеристик элементов при прогнозировании от­ казов элементов. Заметим, что в первом и втором случае опреде­ ление истинного значения уровня отказа затруднено. Более точно уровень отказа может быть определен из рабочих областей выход­ ных и внутренних параметров, которые учитывают функциональные связи между выходными параметрами и параметрами элементов ап­ паратуры. Рабочие области получают экспериментально, что обу-

369

словлено отсутствием аналитических зависимостей, описывающих

могут проявиться в полной мере, если наряду с автоматическим контролем параметров техники осуществляется и автоматическое регулирование параметров ее элементов и включение резерва. Это особенно существенно при использовании САК для контроля исцравности работающей техники и при прогнозировании ее отказов.

§ 17.3. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

При классификации САК используются следующие признаки:

-степень автоматизации;

-универсальность;

-характер преобразования контролируемых параметров;

-способ оценки результатов контроля;

-степень конструктивной связи с проверяемым объектом;

-степень подвижности.

Классификация САК приведена в табл .17 .I . Рассмотрим эти признаки несколько подробнее.

С т е п е н ь а в т о м а т и з а ц и и . По этому при­ знаку САК делятся на автоматические и полуавтоматические. Ко­ личественным критерием, позволяющим отнести САК к автоматиче­ ской или полуавтоматической системе, является относительное ко­ личество операций, выполняемых вручную. Если количество этих операций менее или равно 2%, то САК считается автоматической, в противном случае - полуавтоматической или неавтоматической.

У н и в е р с а л ь н о с т ь . Различают два типа САК: универсальные и специализированные. Универсальными САК счита­ ются такие, которые после несущественных изменений могут быть применены для различных образцов техники. Для таких САК обыч­ но достаточно заменить некоторые блоки (генераторы стимулирую­ щих сигналов и датчики-преобразователи). Специализированными САК считаются такие, которые предназначены только для одного или нескольких образцов техники, а также и такие, которые пред­ назначены либо для измерения вполне определенных параметров эле­ ментов аппаратуры, либо выходных параметров этой аппаратуры,ли­ бо параметров каналов связи и передачи данных.

Наиболее перспективными являются универсальные САК,так как в конечном счете их стоимость оказывается гораздо ниже стоимо­ сти специализированных САК [2 0 ].

Часто специализированные САК являются встроенными, если объект контроля стационарный; если же объект контроля подвиг жен, то, как правило, САК выполняются автономными или комби­ нированными. Наиболее рациональны универсальные САК. Необхо­ димо также отметить, что применение встроенных САК при сравни­ тельно высокой надежности проверяемых средств связи и управле­ ния вряд ли оправдано, если к этим средствам не предъявляются

контролируемого параметра, ее передача и обработка осуществля­ ются в непрерывной, т .е . аналоговой, форме (токи, напряжения

идр»);

-дискретные; в этом олучае информация о состоянии каждого параметра преобразуется в дискретную форму, в которой и осущест­

вляются все необходимые операции; - аналого-дискретные; в этом случае ряд операций осущест­

вляется в аналоговой форме (преобразование и передача парамет­ ров), а ряд - в дискретной (сравнение с заданными величинами и отображение результатов).

При использовании дискретных методов для обработки информа­ ции о состоянии контролируемого параметра обычно используются специализированные ЭВЫ, что и определяет главным образом невы­ сокую надежность САК, построенных по этому принципу, В системах

371

аналогового типа устройство обработки информации о состоянии контролируемых параметров может быть выполнено существенно бо­ лее простым, а следовательно, и более надежным. Заметим, что принцип, положенный в основу устройства обработки информации САК, и определяет в конечном счете сложность САК в целом. Если в САК цри обработке информации о состоянии каждого из контро­ лируемых параметров выполняется значительное количество раз­ личных логических операций, то дискретные САК по сравнению с другими имеют большее быстродействие и большую точность. При незначительном количестве таких операций дискретные и аналого­

зированные САК, предназначенные для измерения параметров ап­ паратуры, являются встроенными. Однако следует отметить, что при сравнительно высокой надежности контролируемой аппарату­ ры применение встроенных САК вряд ли оправдано, если к этой аппаратуре не предъявляются весьма высокие требования к бое­ готовности. При этом необходимы резервная аппаратура и уст­ ройства для ее включения. По-видимому, наиболее оптимальными для средств связи и управления являются комбинированные САК, в которых датчики основных параметров и коммутационные элемен­ ты встроены в контролируемую аппаратуру, а все остальные эле­ менты САК являются автономными.

Способ оценки результатов контроля рассмотрен в предыдущем параграфе (см. пункт "Четкость индикации").

Признаки классификации по степени подвижности не требуют особых пояснений.

§ 17.4. ОБОБЩЕННАЯ БЛОК-СХЕМА СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Обобщенная блок-схема САК изображена на рис.17.4. САК,имею­ щая указанные на рисунке элементы, позволяет решать все задачи, перечисленные в § 17 .I , а именно: контроль состояния парамет­ ров РЭА, прогнозирование отказов, управление параметрами ре­ гулирующих элементов, включение резерва и поиск отказавшего элемента.

В САК входят следующие основные элементы: программное уст­ ройство, коммутаторы, измерительное устройство, эталонное уст­ ройство, индикатор, регистратор .устройство запоминания,генераторы

373

стимулирующих сигналов, переходные устройства, датчики, преоб­

руемых параметров аппаратуры и ее элементов к соответствующим

пользуется для сравнения измеряемого параметра с некоторым эта­ лонным его значением и выработки сигнала, пропорционального ве­

обеспечения эталонных величин, пропорциональных контроліфуемым параметрам аппаратуры или ее элементов.

И н д и к а т о р служит для качественного или количест­ венного отображения величин измеряемых параметров и их откло­ нений от номиналов.

Р е г и с т р а т о р используется для фиксации результа­

л о в (ГСС) служат для формирования сигналов, необходимых как для нормального режима работы САК, так и для обеспечения нор­ мального режима работы САК совместно с проверяемой аппаратурой. П е р е х о д н ы е у с т р о й с т в а обеспечивают

подключение САК к проверяемому объекту.

Д а т ч и к и служат для преобразования измеряемых пара­ метров, как правило, в электрические величины, необходимые для работы преобразователей (нормализаторов).

П р е о б р а з о в а т е л и (нормализаторы) используют­ ся для выработки некоторой, как правило, электрической величи­ ны, пропорциональной величинам сигналов датчиков, которые могут иметь различный электрический характер (ток, напряжение, фаза и т .д .) .

Э к с т р а п о л я т о р служит для определения ожидаемо­ го значения параметра аппаратуры или ее элемента через некото­ рый интервал времени (интервал прогнозирования).

374

Принципы действия перечисленных элементов САК, а также воз­

В этом режиме стимулирующие сигналы подаются на объект контро­ ля, выходные сигналы которого преобразуются датчиками и пода­ ются на выходной коммутатор. На этот же коммутатор подаются (через входной коммутатор) и стимулирующие сигналы, которые

служат для проведения режима самопроверки САК. Измеряемые сиг­ налы с помощью выходного коммутатора подключаются к преобразо­ вателям (нормализаторам), после чего подаются на измерительное устройство. На это же устройство с эталонного устройства пода­ ются эталонные значения измеряемых сигналов, а также допуск на эти сигналы с устройства установки допуска. Результаты измере­ ния отображаются на индикаторном устройстве, а при необходимо­ сти и регистрируются.

нении операций контроля и операций регулировки и переключения. Первые из указанных операций рассмотрены выше, а вторые выпол­ няются с помощью коммутатора и устройства управления и регули­ рования. При этом измерительное устройство вырабатывает сигна­ лы, пропорциональные величине и знаку отклонения измеряемого параметра от заданного значения. Эти сигналы используются для управления соответствующим устройством, подключаемым к объекту с помощью коммутатора по командам программного устройства. В тех случаях, когда с помощью этих элементов требуемые значения параметров не устанавливаются, измерительное устройство выдает

причем каждый элемент или цепь объекта подключается к неподвиж­ ным контактам коммутатора элементов (цепей). К этому же комму­ татору подключается и необходимое количество эталонов парамет­ ров элементов и цепей, которые обеспечивают самопроверку САК в режиме поиска неисправного элемента или цепи. Контролируемые

375

элементы или цепи с помощью коммутатора подключаются к устрой­ ствам преобразования, которые преобразовывают основные парамет­ ры элементов или цепей в электрические величины. Эти величины подаются на измерительное устройство, в котором происходит их сравнение с эталонными значениями с учетом допустимых отклоне­ ний. Результаты измерений отображаются на индикаторе и при не­ обходимости регистрируются. При поиске неисправных элементов и контроле параметров объекта обычно при обнаружении отказа по команде с измерительного устройства осуществляется остановка САК. Команда остановки подается на программное устройство.

П р о г н о з и р о в а н и е о т к а з о в . В этом ре­ жиме кроме рассмотренных элементов в САК необходимо использо­ вать устройство запоминания значений параметров, измеренных че­ рез интервалы прогнозирования, устройство запоминания уровня от­ каза каждого из прогнозируемых параметров и экстраполятор (рас­ сматривается экстраполяционный метод прогнозирования отказов). При прогнозировании отказов заранее определяются уровни отка­ зов каждого из прогнозируемых параметров, которые вводятся по­ следовательно с помощью программного устройства в устройство запоминания уровней отказов. С помощью программного устройства в устройство запоминания величин прогнозируемых параметров так­ же последовательно вводятся их уровни, полученные при предыду­ щих измерениях. После измерения текущего значения прогнозируе­ мого параметра все его требуемые уровни, а также уровень его отказа вводятся в экстраполятор, который, определив функцию из­ менения во времени прогнозируемого параметра, сравнивает ее зна­ чение в конце интервала прогнозирования с уровнем отказа. Ре­ зультат сравнения отображается на индикаторе.

Из изложенного следует, что во всех режимах работы САК не­ обходимо измерительное устройство. Как будет показано ниже .прин­ цип измерения,реализуемый в этом устройстве,оцределяет слож­

ность измерителя и в конечном счете сложность всей САК.

Нами рассмотрена САК, выполняющая все основные операции,вы­ полняемые при эксплуатации техники. Наличие такой САК,разумеет­ ся, при достаточно хороших ее эксплуатационно-технических харак­ теристиках позволяет получить весьма высокую готовность средств связи и управления.

Наибольшее распространение получили САК,предназначенные для выполнения операций контроля состояния техники, контроля и управления технологическими процессами, а также для отыскания неисправных элементов, - так называемые испытатели монтажа.