Построение проверяющих и диагностических тестов

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Информатика, ВТ, телекоммуникации
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    1,08 Мб
  • Опубликовано:
    2013-02-02
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Построение проверяющих и диагностических тестов

Реферат

В данной курсовой работе будет выполнено:

построение проверяющих и диагностических тестов для непрерывной системы;

построение теста для объекта диагноза, реализованного на реле;

построение тестов для комбинационных схем на логических элементах.

Кроме того, будет выполнено индивидуальное задание, в котором рассматривается вопрос построения комплекса СТД-МПК, его назначение, состав, принципы организации и приведено краткое описание компонентов системы диагностики.

Введение

К системам железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (ЖАТС) предъявляют высокие требования по надежности работы. В то же время системы ЖАТС обладают особенностями, которые затрудняют решение задачи обеспечения их высокой надежности, для решения которой требуется проведение большого числа мероприятий. Среди них важнейшее значение имеют те, которые связаны с поиском и устранением повреждений.

Техническая диагностика определяет состояние, в котором находится технический объект. Объект, у которого определяется состояние, называется объектом диагноза, диагноз представляет собой процесс исследования объекта диагноза. Итогом этого процесса является получение результата диагноза, а именно заключения о состоянии объекта диагноза.

Процесс обновления и развития средств железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) на основе микропроцессорных устройств контроля и управления, автоматизации внешнего и встроенного технического диагностирования с организацией мониторинга обеспечивает развитие информационных технологий в управлении хозяйством СЦБ и техническом обслуживании средств ЖАТ. Будущим специалистам, нынешним студентам, в их профессиональной деятельности придется иметь дело с автоматическими системами диагностирования, которые находят широкое применение на сети железных дорог.

Базовые знания по технической диагностике в будущем облегчат работу инженера в таких областях как автоматизированные системы технического диагностирования и мониторинга и микропроцессорной автоматизации. Выполнение данной курсовой работы научит студентов построению проверяющих и диагностических тестов для непрерывных и дискретных систем, реализованных на релейно-контактных схемах и на основе логических элементов.

1. Построение проверяющего и диагностических тестов для непрерывной системы

1.1 Построение проверяющего теста для непрерывной системы

Функциональная схема объекта диагноза в соответствии с рисунком 1.1.1 содержит восемь элементов - Э1 - Э8, имеет четыре внешних входных воздействия - X1 - X4 и формирует три выходных реакции - Y1 - Y3. Каждый элемент формирует свою выходную реакцию Y, причем выходные реакции элементов Э1, Э4, Э6 совпадают с выходными реакциями схемы.

Рисунок 1.1.1 - Функциональная схема объекта диагноза

Примем, что хi=1 и уi=1, если i-е входное воздействие или выходная реакция j-го элемента являются допустимыми; в противном случае хi=0 и уi = 0. Состояние системы, содержащей n элементов, обозначают n-разрядным

двоичным числом, в котором i-й разряд равен 1 (0), если i-й элемент исправен (неисправен) /1/. В общем случае система из n элементов имеет 2n состояний, из которых одно исправное и 2n-1 неисправных. Ограничимся рассмотрением только одиночных неисправностей, поэтому система имеет девять состояний:= 11111111, s1 =01111111, s2 = 10111111, s3 = 11011111, s4 = 11101111, s5 = 11110111, s6 = 11111011, s7 = 11111101 , s8 = 11111110 .

При работе с логической моделью предполагается, что на входы объекта поступает единственное входное воздействие, определяемое допустимыми значениями всех входных сигналов.

Поэтому возможные элементарные проверки отличаются только наборами контрольных точек, в которых осуществляется измерение. В этом случае задача построения алгоритма диагноза сводится к выбору совокупности контрольных точек, достаточной для решения определенной задачи диагноза. Каждая проверка имеет 2k исходов, где k - число контролируемых элементов. Общее число проверок 2n, где n-число элементов системы. На практике большое число проверок не может быть осуществлено, так как нет доступа к выходам некоторых элементов; невозможно подключиться сразу к выходам нескольких элементов и т. п.

В рассматриваемом случае будем считать, что возможны только те проверки, которые заключаются в измерении реакции на выходе одного из элементов системы, причем для измерения доступны выходы всех элементов. Обозначим элементарную проверку как πi - это контроль реакции на выходе i-го элемента (i=1,2,…, 8).

В таблице 1.1.1 приведена таблица функций неисправностей (ТФН), составленная для заданной функциональной схемы.

Таблица 1.1.1 - Таблица функций неисправностей

Проверка

Результат Rji проверки для системы, находящейся в состоянии Si


S0

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

π1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

π2

1

1

0

1

1

1

1

1

1

π3

1

1

1

0

1

1

1

1

1

π4

1

1

1

0

0

1

1

1

1

π5

1

0

0

1

1

0

1

1

1

π6

1

1

1

0

0

1

0

0

0

π7

1

1

1

1

1

1

1

0

1

π8

1

1

1

1

1

1

1

1

0


Когда система исправна (состояние S0), на выходах всех элементов имеют место допустимые значения сигналов. Отказ какого-либо элемента вызывает появление недопустимого значения сигнала на его выходе и на выходах всех связанных с ним элементов.

Данная ТФН содержит всю необходимую информацию для построения проверяющего и диагностического тестов. Каждая графа ТФН задает некоторую функцию, определяемую на множестве проверок. Функция равна единице, если проверка дает допустимый результат. Обозначим F - функция исправного объекта; fi - функция i-го состояния неисправного объекта или функция i-й неисправности. Имеем:

Примем следующие обозначения:- функция исправного объекта;ƒi - функция i - го состояния неисправного объекта или функция i - й неисправности.


При построении теста Тп для каждой неисправности вычисляют проверяющую функцию:

φi = F Å fi  (1.1.1)

Функция φi = 1 только на тех проверках, на которых результаты проверок различны для исправной схемы и для схемы с i-й не исправностью. Иначе говоря, она объединяет те проверки, на которых i-я неисправность обнаруживается.

Проверяющий тест

Тп = φ1·φ2·…·φn , (1.1.2)

где n-число неисправностей.

Вычисляем проверяющие функции φi :


Записываем проверочный тест Тп и производим его минимизацию:

Тп = φ1• φ2 • φ3 • φ4 • φ5 • φ6 • φ7• φ8


Выражение может быть упрощено на основе закона поглощения:

a·(a v b v c ) = a (1.1.3)

(a v b)·(a v b v c)=a v b  (1.1.4)

По действиям:


В результате получаем 2 проверочных теста:


Из уравнения следует, что для полной проверки системы необходимо и достаточно одновременно подать на внешние входы элементов 1и 6 или 6 и 5 допустимые воздействия и измерить реакцию на выходе. Если система исправна, то на выходе элемента будет допустимый сигнал, если же неисправна, то на выходе элемента будет недопустимый сигнал.

В общем случае для проверки исправности или работоспособности объекта достаточно проконтролировать все его внешние выходы. Однако логическая модель и ТФН позволяют найти такую минимальную совокупность проверок, в которую не войдут внешние выходы объекта, являющиеся также входами блоков модели.

1.2 Построение диагностических тестов для непрерывной системы

При решении задачи поиска неисправного элемента строят диагностический тест Тд. Для каждой пары неисправностей (с номерами i и j) вычисляют различающую функцию:

φi,j = fi Å fj (1.2.1)

Различающая функция, полученная по выражению (1.2.1) равна единице только на тех проверках, на которых результаты проверок различны для схемы с i-й неисправностью и для схемы с j-й неисправностью. Иначе говоря, она объединяет те проверки, на которых i-я и j-я неисправности различаются друг от друга.

Обозначим неисправность через Ni. В ТФН каждая графа с индексом = (1, 2,... , n) соответствует определенной неисправности Ni.


Возможны два варианта диагностического теста. Первый вариант используют в том случае, когда заведомо известно, что система неисправна, и поэтому ставится одна задача - обнаружение неисправного элемента. В этом случае тест Тд вычисляют как логическое произведение различающих функций:

Тд = φ1,2·φ1,3·…….·φ7,8  (1.2.2)

ТД = φ1,2 • φ1,3 • φ1,4 • φ1,5 • φ1,6 • φ1,7 • φ1,8 • φ2,3 • φ2,4 • φ2,5 • φ2,6 • φ2,7 • φ2,8 • φ3,4 • φ3,5 • φ3,6 • φ3,7 • φ3,8 • φ4,5 • φ4,6 • φ4,7 • φ4,8 • φ5,6 • φ5,7 • φ5,8 • φ6,7 • φ6,8 • φ7,8

Полученное выражение содержит 3 теста:


Получили один минимальный тест Тд1.

Отсюда следует, что для обнаружения неисправного элемента необходимо и достаточно подать на внешние входы допустимые воздействия и измерить реакции на выходах шести элементов - Э1, Э2, Э3, Э4, Э7, Э8. Результаты теста дешифрируются словарем неисправностей, который представляет собой таблицу, являющуюся частью ТФН. В эту таблицу входят строки, соответствующие проверкам, содержащимся в Тд и графы, соответствующие классам эквивалентных неисправностей. Для Тд словарь неисправностей представлен в таблице 1.2.1.

Таблица 1.2.1 - Словарь неисправностей для диагностического теста Тд

Проверка

Результат Rji проверки для системы, находящейся в состоянии Si


S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

π1

0

0

1

1

0

1

1

1

π2

1

0

1

1

1

1

1

1

π3

1

1

0

1

1

1

1

1

π 4

1

1

0

0

1

1

1

1

π7

1

1

1

1

1

1

0

1

π8

1

1

1

1

1

1

1

0


Словарь неисправностей позволяет обнаруживать неисправный элемент при помощи формальной процедуры. Для этого на входы системы подают допустимые воздействия и выполняют измерения в контрольных точках, соответствующих проверкам, входящим в словарь неисправностей. Результаты измерения сравнивают с данными, приведенными в словаре неисправностей. По совпадению судят о номере неисправного элемента.

Второй вариант диагностического теста используют тогда, когда задача поиска неисправностей и задача проверки системы совмещаются в едином процессе диагноза. Такой подход часто используют на практике. В этом случае

Тд’= Тп·φ1,2·φ1,3·……·φ7,8 (1.2.3)

Для рассматриваемого примера Тд* определяем так: ТД*= Тп• ТД (1.2.4)


Полученное выражение содержит два минимальных теста:

 

Таблица 1.2.2 - Словарь неисправностей для диагностического теста Тд2*

Проверка

Результат Rji проверки для системы, находящейся в состоянии Si


S0

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

π2

1

1

0

1

1

1

1

1

π3

1

1

1

0

1

1

1

1

π4

1

1

1

0

0

1

1

1

π5

1

0

0

1

1

0

1

1

π6

1

1

1

0

0

1

0

1

π7

1

1

1

1

1

1

1

0

π8

1

1

1

1

1

1

1

1


Полученный диагностический тест также как и диагностический тест по первому варианту позволяет обнаружить все неисправности.

2. Построение проверяющего и диагностического тестов для релейно-контактной системы использованием ТФН и методы цепей и сечений

.1 Построение проверяющего и диагностического тестов для релейно-контактной системы использованием ТФН

Релейно-контактные схемы, широко используемые в устройствах ЖАТС, состоят из контактов и обмоток реле и соединительных проводов. Контакты имеют два вида неисправностей: короткое замыкание - цепь остается замкнутой независимо от состояния реле; разрыв контакта - цепь остается разомкнутой независимо от состояния реле.

Обмотки реле также имеют два вида неисправностей (к ним относятся и неисправности механических элементов реле). При обрыве обмотки реле не включается, когда оно должно включаться. Причинами могут быть обрыв обмотки, межвитковые замыкания в ней, механические повреждения подвижных частей. При этом нормально замкнутые (размыкающие) контакты остаются замкнутыми, а нормально разомкнутые (замыкающие) контакты - разомкнутыми. При ложном включении обмотки реле включается, когда оно не должно включаться. Причиной этого может быть соединение обмотки с источником питания, залипание или заклинивание якоря, сваривание замыкающих контактов. При этом размыкающие контакты размыкаются, а замыкающие контакты замыкаются.

Неисправность “обрыв обмотки” эквивалентна кратной неисправности, в которую входят короткие замыкания всех размыкающих контактов и разрыв всех замыкающих контактов. Соответственно неисправность “ложное включение обмотки” эквивалентна кратной неисправности, включающей в себя короткие замыкания всех замыкающих контактов и разрыв всех размыкающих контактов. Данное обстоятельство позволяет выявлять неисправности обмоток теми же способами, что и неисправности контактов, а в большинстве схем вообще рассматривать только неисправности контактов.

Обозначим реле прописными латинскими буквами (А, В, С, ... ), а их контакты - соответствующими строчными буквами (а, b, с, ...). Каждый контакт может находиться в трех состояниях: исправном а, короткозамкнутом а1 и разорванном а0. В схеме, содержащей n контактов, число возможных состояний М = 3n. Одно из этих состояний соответствует исправной схеме, а 3n - 1 состояний - различным неисправным ее модификациям.

Кроме рассмотренных неисправностей, в релейно-контактных схемах возможны три вида неисправностей соединительных проводов: обрыв, ложное соединение проводов, перепутывание соединений (неправильный монтаж). Обрывы соединительных проводов эквивалентны соответствующим неисправностям типов разрыв контакта и обрыв обмотки.

Два других вида неисправностей не имеют аналогичных эквивалентных неисправностей. В то же время они существенно изменяют структуру схемы и, что самое главное, имеют большое число разновидностей. По этой причине неисправности соединительных проводов контролируются только тривиальными тестами. Поэтому на практике часто используют такой принцип проверки релейно-контактных схем. Сначала проверяют исправность монтажа схемы, а затем в схему включают реле и проверяют контакты и обмотки реле.

Для построения релейной схемы задана функция:

F = {1,2,3,6}a,b,c

Минимизируем заданную ФАЛ с помощью карты Карно и построим релейно-контактную схему для функции F={001,010,011,110}.

Минимизируем функцию с помощью карты Карно:



Рисунок 2.1.1 - Карта Карно

В результате получаем минимизированную функцию . Комбинационная релейно-контактная схема приведена в соответствии с рисунком 2.1.1, соответствующая полученной ФАЛ. Она содержит три входных реле - А,B,C- и пять контактов -

Рисунок 2.1.2 - Комбинационная релейно-контактная схема

Определим функции неисправностей для множества неисправностей контактов схемы:


Для заданной релейно-контактной схемы ТФН представлена в таблице 2.1.2

Таблица 2.1.1 - Таблица функции неисправностей

Входной набор

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

f8

f9

f10

а

b

c


 










0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

2

0

1

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

3

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

4

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

5

1

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

6

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

0

1

0

7

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0


На основании построенной ТФН находим проверяющие функции:


Проверяющий тест равен:

 

Это выражение содержит один минимальный тест:


Построение диагностического теста:

Для построения диагностических тестов для каждой пары неисправностей ТФН находим различающую функцию:

 

 

Диагностический тест для рассматриваемой схемы имеет вид:


Это выражение содержит один минимальный тест:

 

Построим словарь неисправностей для

Таблица 2.1.2 - Словарь неисправностей для диагностического теста Тд

Входной набор

F










При внесении неисправности

a

b

c









0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

1

1

1

3

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

4

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

5

1

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

6

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

0

1

7

1

1

1

0

1

0

0

0

0

0

0

1

Диагностический тест второго рода определяется в том случае, если заранее известно, что тестируемая схема неисправна. Найдем диагностический тест второго рода:


Это выражение содержит один минимальный тест:


Словарь неисправностей для диагностического теста  такой же как и словарь неисправностей для диагностического теста Тд , представленный в таблице 2.1.3

В таблице 2.1.3 мы выделили классы эквивалентных неисправностей. Поиск неисправности осуществляют таким образом. На входы схемы последовательно подаются входные наборы, входящие в диагностический тест.

Для каждого случая фиксируются значения выхода схемы (например, по состоянию реле F). Полученные результаты сравнивают с данными, приведенными в таблице 2.1.1. Если значения совпадают, то схема исправна. В противном случае полученные значения состояния реле F указывают на класс эквивалентных неисправностей, внутри которого находится неисправность, имеющаяся в схеме. Точное указание неисправности внутри класса эквивалентных неисправностей возможно только при измерениях во внутренних точках схемы.

2.2 Метод цепей и сечений

Для хранения ТФН из-за ее большого размера требуется большой объем памяти, что снижает размерность решаемых задач. В связи с этим для различных объектов диагноза разработаны специальные модели и методы, которые не имеют универсального характера, но с учетом особенностей объекта позволяют более просто решать задачи построения тестов. Для релейно-контактных схем при построении проверяющих тестов применяется метод цепей и сечений.

Под цепью понимает набор состояний контактов, которые обеспечивают наличие цепи проводимости между полюсами схемы.

Под сечением понимает набор состояний контактов, которые обеспечивают разрыв всех цепей схемы.

Перечисление всех цепей и сечений однозначно задает схему. Под цепью, урезанной на каком то контакте, понимают набор состояний контактов, соответствующей данной цепи, из которого исключен этот контакт. Аналогично определяется сечение, урезанное на каком-то определенном контакте.

В алгоритм вычисления проверяющей функции какого-то контакта для неисправности типа «разрыв»  выписываются все цепи, содержащие этот контакт, и все сечения, содержащие этот контакт, определяются все сечения, урезанные на этом контакте. Каждую выписанную цепь рассматривают в сочетании с каждым урезанным сечением. Для них определяют входные наборы, на которых они одновременно существуют. Проверяющую функцию  находят как объединение всех полученных наборов.

Алгоритм вычисления проверяющей функции для короткого замыкания  аналогичен алгоритму вычисления проверяющей функции для неисправности типа «разрыв», только термин «цепь» необходимо заменить на термин «сечение».

Рассматривая схему (в соответствии с рисунком 2.1.2) видим, что она имеет три цепи:

,

а также содержит три сечения,


Все остальные сечения содержат противоречия, например, и поэтому их из рассмотрения исключаем.

Определим проверяющую функцию  для контакта :

) Контакт  входит в цепи  и сечения . Сечения, урезанные на контакте , равны .

.1) Цепь  существует при подаче входных переменных a1=0, b1=1, а сечение - при b2=0, т.е. цепь  и сечение  одновременно существовать не могут.

.2) Цепь  существует при подаче входных переменных a1=0, b1=1, а сечение - при =1, т.е. цепь  и сечение  одновременно существуют на наборе .

.3) Цепь  существует при подаче входных переменных a1=0, =1, а сечение - при b2=0, т.е. цепь  и сечение  одновременно существуют на наборе .

.4) Цепь  существует при подаче входных переменных a1=0, c1=1, а сечение - при =1, т.е. цепь  и сечение  одновременно существуют на наборе .

) Контакт  входит в цепи  и сечения .

Цепь , урезанная на контакте, равна .

Цепь , урезанная на контакте, равна .

.1) Сечение  существует при подаче входных переменных a1=1, b2=0, а цепь, урезанная на контакте , существует при b1=1, т.е.  и  одновременно существовать не могут.

.2) Сечение  существует при подаче входных переменных a1=1, b2=0, а цепь, урезанная на контакте , существует при c1=1, т.е.  и  одновременно существуют на наборе .

.3) Сечение  существует при подаче входных переменных a1=1, c2=1, а цепь, урезанная на контакте , существует при b1=1, т.е.  и  одновременно существуют на наборе .

.4) Сечение  существует при подаче входных переменных a1=1, c2=1, а цепь, урезанная на контакте , существует при c1=1, т.е.  и  одновременно существуют на наборе

Таким образом, проверяющая функция имеет вид:


3) Определим проверяющую функцию  для контакта .

Контакт  входит в цепь  и сечения . Сечение, урезанное на контакте , равно .

.1)Цепь  существует при подаче входных переменных =1, =0, а сечение - при =0 и , т.е. цепь  и сечение  одновременно существовать не могут.

Таким образом, проверяющая функция  не существует

) Определим проверяющую функцию  для контакта .

Контакт  входит в цепь  и сечения . Цепь, урезанная на контакте , равна .

.1) Сечение  существует при подаче входных переменных b1=0, b2=0, с1 =0, а цепь, урезанная на контакте , существует при b1=1, т.е.  и  одновременно существовать не могут.

Следовательно, проверяющая функция  не существует.

) Определим проверяющую функцию  для контакта :

Контакт  входит в цепь  и сечения . Сечения, урезанные на контакте , равны .

.1) Цепь  существует при подаче входных переменных =1, =0, а сечение - при =1, т.е. цепь  и сечение  одновременно существуют на наборе .

.2) Цепь  существует при подаче входных переменных =1, =0, а сечение - при =0 и , т.е. цепь  и сечение  одновременно существовать не могут.


6) Определим проверяющую функцию  для контакта :

Контакт  входит в цепь  и сечения . цепь, урезанная на контакте , равны .

.1) Сечение  существует при подаче входных переменных a1=1, b2=0, а цепь, урезанная на контакте , существует при c2=0, т.е.  и  существуют на наборе .

.2) Сечение  существует при подаче входных переменных с1=0, b1=0, b2=0 а цепь, урезанная на контакте , существует при c2=0, т.е.  и  существуют на наборе .

) Определим проверяющую функцию  для контакта :

Контакт с1 входит в цепь G2= и сечение H3=. Сечение, урезанное на контакте с1,

Цепь G2 существует на наборе a1=0, c1=1, а сечение  - на наборе b1=0, b2=0.


8) Определим проверяющую функцию  для контакта :

Контакт с1 входит в цепь G2= и сечение H3=. Цепь, урезанная на контакте с1,

Сечение  существует при подаче входных переменных с1=0, b1=0, b2=0 а цепь, урезанная на контакте , существует при a1=0, т.е.  и  существуют на наборе .


9) Определим проверяющую функцию  для контакта :

Контакт с2 входит в цепь G3= и сечения . Сечения, урезанные на контакте с2,

.1) цепь G3= существует на наборе с2=0, b2=1, а сечение урезанное на контакте с2  - при подаче входных переменных a1=1, т.е G3и  существуют на наборе


10) Определим проверяющую функцию  для контакта :

Контакт с2 входит в цепь G3= и сечения . Цепь, урезанная на контакте с2,

.1) Сечение  существует при подаче входных переменных a1=1,c2=1,а  - при подаче входных переменных b2=1, т.е.  и одновременно существуют на наборе abc


После определения проверяющих функций для всех контактов схемы, определяем проверяющий тест , который находится как логическое произведение проверяющих функций.

 (2.2.1)

Подставляем полученные значения проверяющих функций в выражение 2.2.1 и производим его минимизацию:


Таким образом, проверяющий тест для представленной на рисунке 2.1.2 релейно-контактной схемы будет представлять множество входных наборов:

3. Построение проверяющего и диагностического тестов для комбинационных схем на логических элементах

Логический элемент ЛЭ представляет собой устройство (рисунок 3.1), имеющее n входов и один выход, на котором реализуется некоторая функция алгебры логики (ФАЛ) F(х). Неисправность во внутренней структуре ЛЭ приводит к тому, что на его выходе вместо функции F(х) реализуется функция неисправности f(x). Тест проверки ЛЭ должен определить, какую из функций [F(x) или f(x)] реализует элемент. Число и вид функций неисправности зависят от внутренней структуры ЛЭ. Анализ неисправностей и построение теста ЛЭ выполняют при помощи ТФН.

Рисунок 3.1 - Логический элемент

Существуют константные неисправности. Такие неисправности можно инвертировать как фиксацию в константу (нуль или единица) сигнала на входе или выходе ЛЭ. Например, обрыв входа элемента ИЛИ-НЕ соответствует фиксации на нем нулевого сигнала, обрыв перехода Э-К транзистора - фиксации на выходе элемента единичного сигнала и т. д. В общем случае, элемент с n входами может иметь 2n+2 константные неисправности, так как каждые вход и выход могут быть зафиксированы как в нуль, так и в единицу. На схемах константные неисправности обозначают в виде кружков, расположенных около соответствующих входов и выходов (пример приведен на рисунке 3.2). Верхние кружки соответствуют неисправностям “константа 1” (К ® 1), а нижние - неисправностям “константа 0” (К® 0). Как правило, ЛЭ имеет только один вид неисправности на входе.

Рисунок 3.2 - Обозначение константных неисправностей

Для ЛЭ можно выделить классы эквивалентных неисправностей, которые показаны на рисунке 3.3 в виде графов, нанесенных на изображение элементов. Эквивалентные неисправности соединены прямыми линиями. Рассмотрим, например, элемент ИЛИ. В класс эквивалентных неисправностей входят неисправности 1, 3 и 5, соответствующие неисправностям вида К® 1 входов и выхода элемента. Очевидно, что если на каком-либо входе зафиксировать сигнал единицу, то такой же сигнал фиксируется на выходе. При этом по выходу элемента невозможно определить, где имеет место неисправность - на каком входе или выходе. Для этих неисправностей равны функции неисправности (f1=f3=f5) и проверяющие функции. При построении Тп и Тд от класса эквивалентных неисправностей рассматривается только один ее представитель.

Рисунок 3.3 - Классы эквивалентных неисправностей для логических элементов

Среди константных неисправностей выделяются импликантные неисправности. Неисправность Ni , находится в отношении импликации к неисправности Nj, (обозначается: Ni ® Nj), если на тех входных наборах, на которых равна единице проверяющая функция неисправности Ni φi , равна также единице и проверяющая функция неисправности Nj φj (φi ® φj). Отношение импликации указывается на изображениях элементов в виде стрелок, направляющих от Ni к Nj.

Комбинационная схема содержит логические элементы и связи (соединения) между ними. В ней возможны следующие дефекты: неисправности ЛЭ: обрывы соединений, замыкания между соединениями (в том числе с шинами питания), перепутывание связей (неправильный монтаж).

Для диагностирования задана следующая функция:

Логическая схема, исполняющая данную функцию будет выглядеть следующим образом:

Рисунок 3.4 - Логическая схема функции F

Необходимо нанести неисправности компонент схемы. Под компонентами понимают входы и выходы элементов, и входы схемы.

Если выход элемента или вход схемы соединен с входом только одного элемента, то это соединение рассматривают как одну компоненту. Если в схеме имеется точка разветвления, то в качестве компонент выступают как точки разветвления, так и все ветви разветвления. Для каждой компоненты указывают две константные неисправности К->1 и К->0.

Для каждого логического элемента наносятся графы эквивалентных неисправностей и указывают отношения импликации между неисправностями, в результате чего устанавливают отношения между неисправностями для всей схемы.

Нумеруются неисправности, причем среди эквивалентных неисправностей нумеруют только одну, ближе всех расположенную к выходу (для нее наиболее просто вычислить проверяющую функцию); все неисправности, к которым направлены дуги, не нумеруют; если хотя бы к одной из эквивалентных неисправностей направлена дуга, то ни одну из них не нумеруют. В результате данной операции сокращают список неисправностей, которые необходимо рассматривать при построении теста. В данной схеме пронумеровано 15 неисправностей, в то время как исходное множество содержит 26 неисправностей.

система тест железнодорожный автоматика

Рисунок 3.5 - Логическая схема функции F с обозначением неисправностей

Функция i-ой неисправности рассчитывается следующим образом: например для первой неисправности на выходе элемента И фиксируется 0, этот элемент реализует функцию , следовательно для получения функции f1 в формулу  надо подставить 0 вместо .


После минимизации некоторых полученных функций неисправностей получили, что и

Составляем ТФН:

Таблица 3.1 - Таблица ТФН для функции F

Входной набор

Функция неисправности


F

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

f8

f9

f10

f11

f12

f13

f14

f15

abc

















0

000

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

001

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

2

010

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

3

011

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

4

100

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

5

101

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

6

110

0

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

7

111

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0


Составим проверяющие функции по таблице:

φ1 = 2 v3

φ2 = 5 v 7

φ3 = 0 v 4

φ4 = 1

φ5 = 1

φ6 = 6

φ7 = 1

φ8 = 6

φ9 = 6

φ10 = 1 v 2

φ11 = 5 v 6

φ12 = 1 v 4

φ13 = 3 v 6

φ14 = 0 v 6

φ15 = 1 v 6

На основании проверяющих функций проверяющий тест будет иметь следующий вид:

 (3.1)


В результате получаем 8 минимальных теста:


При расчете диагностического теста, не учитывают отношения импликации между неисправностями. На схему наносят только графы эквивалентных неисправностей, которые нумеруют в соответствии с указанным для них правилом. В результате число неисправностей, включаемых в ТФН, увеличивается. В нашем случае в ТФН дополнительно включаются обе неисправности выхода элемента ИЛИ (точки 16 и 17) . По диагностическому тесту строят словарь неисправностей.

Рисунок 3.6 - Логическая схема функции F для составления диагностического теста

Составим ТФН.

Таблица 3.2 - Таблица ТФН

Входной набор

Функция неисправности


F

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

f8

f9

f10

f11

f12

f13

f14

f15

f16

f17

abc



















0

000

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

0

1

001

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

2

010

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

3

011

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

0

4

100

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

5

101

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

6

110

0

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

0

7

111

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0


Определим различающие функции:

)φ1,2 = 2 v 3 v 5 v 6

φ1,3 = 0 v 2 v 3 v 4

φ1,5 = 1 v 2 v 3

φ1,6 = 2 v 3 v 6

φ1,7 = 1 v 2 v 3

φ1.8 = 2 v 3 v 6

φ1.9 = 2 v 3 v 6

φ1.10 = 1 v 3

φ1.11 = 2 v 3 v 5 v 6

φ1.12 = 1 v 2 v 3 v 4

φ1.13 = 2 v 6

φ1.14 = 0 v 2 v 3 v 6

φ1.15 = 1 v 2 v 3 v 7

φ1.16 = 1 v 2 v 3 v 6

φ1.17 = 0 v 4 v 5 v 7

) φ2,3 = 0 v 4 v 5 v 6

φ2,4 = 1 v 5 v 6

φ2,5 = 1 v 5 v 6

φ2,6 = 5

φ2,7 = 1 v 5 v 6

φ2.8 = 5

φ2.9 = 5

φ2.10 = 1 v 2 v 5 v 6

φ2.11 - не существует

φ2.12 = 1 v 4 v 5 v 6

φ2.13 = 3 v 5

φ2.14 = 0 v 5

φ2.15 = 1 v 2 v 3 v 7

φ2.16 = 1 v 5 v 6 v 7

φ2.17 = 0 v 2 v 3 v 4 v 6 v 7

3) φ3,4 = 0 v 1 v 4 4)φ4,5 - не существует

φ3,5 = 0 v 1 v 4 φ4,6 = 1 v 6

φ3,6 = 0 v 4 v 6 φ4,7 - не существует

φ3,7 = 0 v 1 v 4 φ4.8 = 1 v 6

φ3.8 = 0 v 4 v 6 φ4.9 = 1 v 6

φ3.9 = 0 v 4 v 6 φ4.10 = 1

φ3.10 = 0 v 1 v 2 v 4 φ4.11 = 1 v 5 v 6

φ3.11 = 0 v 4 v 5 v 6 φ4.12 = 1 v 4

φ3.12 = 0 v 1 φ4.13 = 1 v 3 v 6

φ3.13 = 0 v 3 v 4 v 6 φ4.14 = 0 v 1 v 6

φ3.14 = 4 v 6 φ4.15 = 7

φ3.15 = 0 v 1 v 4 v 7 φ4.16 = 6

φ3.16 = 0 v 1 v 4 v 6 φ4.17 = 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 7

φ3.17 = 2 v 3 v 5 v 7

) φ5,6 = 1 v 6 6) φ6,7 = 1 v 6

φ5,7 - не существует φ6,8 - не существует

φ5,8 = 1 v 6 φ6,9 - не существует

φ5,9 = 1 v 6 φ6,10 = 1 v 2 v 6

φ5,10 = 2 φ6,11 = 5

φ5.11 = 1 v 5 v 6 φ6,12 = 1 v 4 v 6

φ5.12 = 4 φ6,13 = 3

φ5.13 = 1 v 3 v 6 φ6,14 = 0

φ5.14 = 0 v 1 v 6 φ6,15 = 1 v 6 v 7

φ5.15 = 7 φ6,16 = 1

φ5.16 = 6 φ6,17 = 0 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7

φ5.17 = 0 v 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 7

)φ7.8 = 1 v 6 8) φ8.9 - не существует

φ7.9 = 1 v 6 φ8.10 = 1 v 2 v 6

φ7.10 = 2 φ8.11 = 5

φ7,11 = 1 v 5 v 6 φ8.12 = 1 v 4 v 6

φ7,12 = 4 φ8.13 = 3

φ7,13 = 1 v 3 v 6 φ8.14 = 0

φ7,14 = 0 v 1 v 6 φ8.15 = 1 v 6 v 7

φ7.15 = 7 φ8.16 = 1

φ7.16 = 6 φ8.17 = 0 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7

φ7.17 = 0 v 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 7 10) φ10.11 = 1 v 2 v 5 v 6

)φ9.10 = 1 v 2 v 6 φ10.12 = 2 v 4

φ9.11 = 5 φ10.13 = 1 v 2 v 3 v 6

φ9.12 = 1 v 4 v 6 φ10.14 = 0 v 1 v 2 v 6

φ9.13 = 3 φ10.15 = 2 v 7

φ9.14 = 0 φ10.16 = 2 v 6

φ9.15 = 1 v 6 v 7 φ10.17 = 0 v 1 v 3 v 4 v 5 v 7

φ9.16 = 1

φ8.17 = 0 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7

) φ11.12 = 1 v 4 v 5 v 6 12) φ12.13 = 1 v 3 v 4 v 6

φ11.13 = 3 v 5 φ12.14 = 0 v 1 v 4 v 6

φ11.14 = 0 v 5 φ12.15 = 4 v 7

φ11.15 = 1 v 5 v 6 v 7 φ12.16 = 4 v 6

φ11.16 = 1 v 5 φ12.17 = 0 v 1 v 2 v 3 v 5 v 7

φ11.17 = 0 v 2 v 3 v 4 v 7

) φ13.14 = 0 v 3 14) φ14.15 = 0 v 1 v 6 v 7

φ13.15 = 1 v 3 v 6 v 7 φ14.16 = 0 v 1

φ13.16 = 1 v 3 φ14.17 = 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7

φ13.17 = 1 v 5 v 6 v 7

15) φ15.16 = 6 v 7

φ15.17 = 0 v 1`v 2 v 3 v 4 v 5

16) φ16.17 = 0 v 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7

Составим диагностический тест, используя формулы алгебры-логики:

Тд = φ1,2 φ1,3 φn-1,n (3.2)


Для упрощения выражения я применил формулы поглощения, и преобразовал выражение к наименьшему числу слагаемых с наименьшим числом множителей.

Аналогичную ситуацию мы проделаем с Тд”

Тд” = Тпφ1,2φ1,3 φ16,17 = ТпТд (3.3)

По полученным данным Тд и Тд” имеют одинаковый словарь неисправностей.

Таблица 3.3 - Словарь неисправностей для Тд

Входной набор

Функция неисправности


F

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

f8

f9

f10

f11

f12

f13

f14

f15

f16

f17

abc



















0

000

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

0

1

001

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

2

010

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

3

011

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

0

4

100

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

5

101

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

6

110

0

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

0

7

111

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0

4. СТД-МПК: назначение, состав, краткое описание компонентов, принципы организации и построение комплекса в целом

СТД-МПК - система технической диагностики и мониторинга объектов станционной железнодорожной автоматики и телемеханики с возможностью выявления предотказного состояния.

СТД-МПК - система технической диагностики на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров - относится к системам технической диагностики и мониторинга объектов станционной железнодорожной автоматики и телемеханики./2/

СТД-МПК внедряется на магистральном и промышленном железнодорожном транспорте, а также в метрополитене.

СТД-МПК является современной, гибкой, легко адаптируемой и наращиваемой информационно-диагностической системой.

СТД-МПК интегрируется в системы электрической централизации ЭЦ-МПК (МПЦ-МПК) (в соответствии с рисунком 4.1) или диспетчерской централизации ДЦ-МПК, максимально используя их аппаратные и программные средства.

Дальнейшим этапом развития подсистемы диагностики ЭЦ-МПК становится возможность ее выделения в универсальную систему технической диагностики на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров СТД-МПК. /3/

Одно из основных требований, предъявляемых к СТД-МПК, это возможность применения системы как самостоятельного устройства, «накладываемого» на существующие консервативные системы электрической централизации (ЭЦ), так и возможность легкой интеграции с современными компьютерными системами ЭЦ, реализуя функционально-ориентированную подсистему диагностирования.

Рисунок 4.1 - Структура ЭЦ МПК

Такой подход позволит повысить информативность систем ЭЦ и систем технической диагностики, оперативность в устранении отказов систем СЦБ, возможность их предупреждения, снизить капитальные и эксплуатационные затраты, упростить процесс технического обслуживания, ремонта типовых модулей и увеличить коэффициент использования аппаратных и программных средств.

СТД-МПК позволит решить следующие основные задачи:

измерения параметров аналогового сигнала в тональных и фазочувствительных рельсовых цепях, напряжения фидеров питания с определением формы сигнала и его качества, тока электроприводов стрелок с определением формы сигнала, изоляции монтажа и кабельных сетей станции, временных параметров числового кода с определением формы сигнала и времени замедления сигнальных реле;

автоматизации выполнения работ по техническому обслуживанию, связанных с аналоговыми измерениями (напряжения и фазы на путевых реле, изоляция, замедления сигнальных реле и т.п.);

ускорения поиска отказов за счет непрерывной записи в «черный ящик» технологической ситуации на станции (дискретный контроль состояния основных реле исполнительной и наборной группы);

анализа потенциальной устойчивости рельсовых цепей и остальных устройств станционной автоматики, выработка рекомендаций по повышению их надежности и выявление рельсовых цепей фактически работающих на пределе устойчивости по отношению к влиянию изоляции балласта и тягового тока;

выявления предотказного состояния на основе экспертных оценок функциональных зависимостей между измеряемыми величинами и вероятностью отказа;

анализ логики работы ЭЦ;

Основные функции:

фиксация, хранение и отображение состояния дискретных устройств ЭЦ;

измерение аналоговых характеристик фазочувствительных и тональных рельсовых цепей, кабельных сетей, питающих установок, стрелочных электроприводов, сигнальных реле и других устройств железнодорожной автоматики на станциях;

 передача диагностической информации в центр удаленного мониторинга;

 анализ работоспособности устройств электрической централизации. /5/

Отличительными особенностями СТД-МПК являются:

измерение сопротивления изоляции кабеля;

измерение разности фаз между напряжениями путевого и местного элементов в фазочувствительных рельсовых цепях;

измерение напряжений тональных рельсовых цепей по всем используемым частотам;

определение короткого замыкания изолирующих стыков;

максимальное использование аппаратных и программных средств систем ЭЦ-МПК, МПЦ-МПК и ДЦ-МПК с выводом информации на АРМ ШН.

Основные преимущества:

минимальные капитальные вложения за счет максимального использования аппаратных и программных средств электрической или диспетчерской централизаций ЭЦ-МПК, МПЦ-МПК, ДЦ-МПК;

автоматизация выполнения работ по техническому обслуживанию, связанных с аналоговыми измерениями (напряжения и фазы путевых реле, изоляция кабеля, замедления сигнальных реле и т.п.);

упрощение поиска отказов за счет непрерывного протоколирования дискретной и аналоговой информации по объектам контроля и телеизмерений и анализа логики работы электрической централизации;

масштабируемость системы от локальной диагностики (в пределах одной станции) до диагностики всех станций участка с централизованным хранением данных в центре управления (удаленного мониторинга);

отсутствие дополнительных конструктивов для размещения аппаратуры диагностики;

 сокращение длины внутрипостового кабеля за счет размещения аппаратуры на существующих релейных и кроссовых стативах;

возможность подключения АРМ оперативного персонала (в режиме диспетчерского контроля).

Выявление предотказного состояния объектов СЖАТ и определение качества работы объекта диагностирования позволят выделить СТД-МПК из широкого круга систем, реализующих только функции телеизмерений без анализа входной информации.

Принятая трехуровневая структура построения систем технической диагностики наиболее оптимальна как в комплексе СЖАТ на различных иерархических горизонталях, так и на станционном уровне.

В комплексе СЖАТ по структуре СТД-МПК (рисунок 4.2) можно выделить следующие уровни построения:

станционный уровень представлен промышленным контроллером, обеспечивающим сбор, предварительную обработку и временное хранение информации, поступающей от периферийного оборудования;

второй уровень обеспечивает сбор, архивирование и долговременное хранение на сервере диагностической информации, поступающей со всех станций участка.

уровень удаленных пользователей предоставляет доступ к диагностической информации всем заинтересованным работникам (сменным инженерам, группе надежности, руководству).

Рисунок 4.2 - Структура СТД-МПК

Рисунок 4.3 - Структура и обьекты диагностирования СТД-МПК

Основное периферийное оборудование включает:

модули контроля состояния дискретных объекта - устройство мультиплексированного ввода (УМВ), предназначены для сбора информации о состоянии двухпозиционных объектов и измерения времени между двумя последовательными переключениями контролируемого объекта;

модули аналоговой коммутации (АК-3*2*4, АК-6*2*2)-предназначены для подключения 12 дифференциальных аналоговых сигналов к измерительному устройству с делением на 2, 4 и более гальванически изолированных группы;

модуль аналогового ввода и диагностики рельсовых цепей (УНС-4/ДАМ-8}-предназначен для измерения параметров сигнального тока фазочувствителъных и тональных рельсовых цепей, напряжения, изоляции кабеля и монтажа в цепях постоянного и переменного тока;

модуль диагностики питающей установки (УНСп/ДАИ-8)-предназначен для измерения напряжений фидеров питания и параметров аварийных режимов питающей установки, а также тока перевода стрелки с электродвигателем постоянного тока;

модуль диагностики питающей установки (УНСс/ДАИ-8)-предназначен для измерения тока перевода стрелки с трехфазным электродвигателем.

Необходимо учитывать, что подсистема диагностики не обеспечивает безопасность движения поездов, а косвенно ее повышает, однако схемотехнические решения по увязке с исполнительными схемами станционных СЖАТ должны быть проанализированы и сертифицированы соответствующими органами на предмет безопасного влияния на логику работы схем ЭЦ и электромагнитную совместимость по требованиям ОСТ и ГОСТ.

Для реализации поставленных задач необходимо построение диагностической модели объекта выявить прямые и косвенные параметры и методы их оценки, разработать алгоритмы. Выбор того или иного типа модели для представления конкретного объекта станционных СЖАТ должен быть произведен с учетом специфики работы объекта, условий использования, методов диагностирования.

Алгоритмы анализа измеряемых аналоговых величин должны опираться на теорию цифровой обработки сигналов специализированными аппаратными средствами. Алгоритмы диагностирования входных и выходных величин должны учитывать поездную ситуацию на станции (положение стрелок, состояние светофоров, занятость/свободность стрелочных участков и др.), использовать информацию базы данных объектов диагностирования.

В составе систем ЭЦ-МПК и ДЦ-МПК разработки ЦКЖТ ПГУПС используется диагностический аналоговый интерфейс ДАИ-32 для проведения измерений параметров тональных рельсовых цепей, их обработки и передачи определенных данных обсуживающему персоналу. Одной из задач в настоящее время является разработка модуля технической диагностики фазочувствительных рельсовых цепей, измерение изоляции кабельных сетей с передачей необходимой информации на верхний уровень - в базу данных для ее алгоритмического анализа, хранения и принятия соответсвующих решений.

Рисунок 4.4 - Функциональная схема ЭЦ-МПК

Оборудование КТС-УК (комплекса технических средств управления и контроля) имеет 100%-ный резерв и основывается на двух РС-совместимых промышленных контроллера и периферийных платах сопряжения с электрическими схемами ЭЦ.

КТС-УК относится ко второму уровню структуры ЭЦ-МПК. ЭЦ-МПК строится по трехуровневой системе, где верхний уровень устройств представляют автоматизированные рабочие места дежурного по станции (АРМ ДСП) и электромеханика поста централизации (АРМ ШНЦ) (в соответствии с рисунком 4.5). Третий уровень включает исполнительный схемы релейной централизации, при этом выполнение функций, обеспечивающих безопасность движения, возлагается на минимальное число реле I класса надежности.

Рисунок 4.5 - КТС УК

На основе аппаратно-программных средств комплекса технических средств управления и контроля КТС УК ЭЦ-МПК принята распределенная структура построения подсистемы диагностики, при которой измерительные устройства и модули аналоговой коммутации размещаются в релейном помещении поста ЭЦ в непосредственной близости от объекта диагностирования и производят аналогово-цифровое преобразование измеряемой величины с предварительной ее обработкой. В качестве информационно-управляющего канала связи с КТС УК используется цифровой интерфейс стандарта RS-485, применяемый как основной канал обмена информацией с периферийными устройствами в системе ЭЦ-МПК. /4/ Функциональная структура интегрированной подсистемы диагностики приведена на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 - Функциональная схема подсистемы диагностики ЭЦ-МПК

В состав измерительных приборов (ИП) подсистемы диагностики ЭЦ-МПК входят: прибор ДАИ-8; прибор RIO-7017F; устройство нормализации сигналов УНС-П, УНС-4; устройство коммутации аналоговых сигналов АК; источник опорного напряжения ИОН-500х2.

Диагностический аналоговый интерфейс ДАИ-8 предназначен для измерения параметров аналогового сигнала фазочувствительных рельсовых цепей (ФРЦ) и тональных рельсовых цепей (ТРЦ) третьего и четвертого поколений по восьми дифференциальным каналам (8*2 точек подключения).

ДАИ построен на основе сигнального процессора ADSP-2389M и использует алгоритмы цифровой обработки сигналов для получения измеряемых диагностических параметров. В тональных рельсовых цепях измеряются: частота сигнала в цепи; амплитуда сигнала; амплитуда шума, в паузе между импульсами; период модуляции; длительность импульса.

В фазочувствительных рельсовых цепях измеряются: напряжение на путевом элементе приемника; напряжение питания (лучевое напряжение) рельсовой цепи; угол сдвига фаз между напряжениями местного и путевого элементов приемника рельсовой цепи.

Прибор RIO-7017F предназначен для диагностирования формы и напряжения каждого фидера питания, просадок, бросков напряжения, измерения тока стрелки, фиксации формы кривой тока при переводе стрелки. RIO-7017F представляет собой модуль восьмиканального аналого-цифрового дельта-сигма преобразователя. RIO-70I7F работает совместно с устройством нормализации сигналов УНС-П.

УНС-П состоит из восьми прецизионных выпрямителей, специализированных для конкретных источников сигналов станционных электропитающих панелей. УНС-4 содержит входные преобразователи сигналов ФРЦ и ТРЦ и может применяться совместно с внешними измерителями (ДАИ-8, аналого-цифровой преобразователь контроллера КТС УК) или самостоятельно, используя встроенный модуль аналого-цифровой обработки. УНС-4 располагается на одном из центральных стативов РЦ (лучевая организация структуры) на месте верхней клеммы.

Для измерения параметров сигнала в рельсовых цепях с количеством подключений более восьми и сопротивления изоляции кабельных сетей используются устройства коммутации аналоговых сигналов АК, обеспечивающие подключения точек измерения РЦ и кабельных сетей к УНС-4. АК устанавливаются вместо одной верхней клеммы статива (кроссового статива). Модуль аналогового коммутатора содержит защитные резисторы номиналом не менее 51 кОм в каждом подключаемом проводе для исключения влияния АК и УНС-4 на аппаратуру рельсовых цепей и кабельных сетей. При подключении рельсовых цепей непосредственно к УНС-4 или ДАИ-8 эти резисторы необходимо установить на верхних клеммах статива. АК имеет 4 аналоговых выхода, которые обвязываются с соответствующими выходами АК других стативов рельсовых цепей таким образом, чтобы сформировать 2, 4, 6, 8 или более независимых аналоговых каналов, которые подключаются через УНС-4 к ДАИ-8 (к внутреннему измерителю в УНС-4).

Точками подключения АК (УНС-4) служат выводы измерительной панели статива или нижние клеммы кроссового статива. Сигналы со всех точек подключения статива собираются на АК. Для измерения питающего напряжения в РЦ с питающим трансформатором АК целесообразно установить на кроссовом стативе. Подключение цепей луча питания (при лучевом питании) для телеизмерений осуществляет АК, расположенный во вводной питающей панели.

Разработаны два типа АК на четыре или на две изолированных измерительных группы:

АК-ЗД4 предназначен для организации четырех измерительных групп по три дифференциальных канала - используется для телеизмерений параметров ТРЦ;

АК-6Д2 предназначен для организации двух измерительных групп по шесть дифференциальных каналов с измерением напряжения и сопротивления изоляции.

Источник опорного напряжения ИОН-500х2 предназначен для формирования постоянного напряжения 500 В по двум каналам измерения сопротивления изоляции кабельных сетей и группы гальванически изолированных электрических цепей. Сопротивление изоляции измеряется методом амперметра-вольтметра.

Для измерения напряжения фаз фидеров питания в панели питания ПВ1-ЭЦК используются понижающие трансформаторы, устанавливаемые в панели. Для измерения напряжения фаз фидеров в панели питания ПВ2-ЭЦ необходимо дополнительно установить шесть понижающих трансформаторов СТ-5 или аналогичных, на первичную обмотку которых подается напряжение каждой фазы двух фидеров, а измеряемое напряжение снимается с выводов вторичной обмотки. Для измерения напряжения фаз фидеров в панели питания ГТВ-ЭЦК используются реле напряжения полупроводниковые РНП, уже установленные в панели.

Измерение тока приводов стрелок производится подключением RIO-7017F через УНС-П к клеммам, предназначенным для подключения выносного амперметра дежурного по станции.

Выбор конфигурации комплекса измерительных средств определяется на этапе проектирования подсистемы диагностики.

Измерения параметров РЦ и сопротивления изоляции можно проводить как в циклическом режиме, так и в индивидуальном.

Выбор режима измерений осуществляется электромехаником СЦБ с АРМа ШН. Активизируя определенные ключи коммутации АК, измерительный прибор подключается к требуемым рельсовым цепям и точкам измерения сопротивления изоляции. Выбор точек подключения осуществляется программным путем в зависимости от режима измерений (циклический, индивидуальный). Возможен вариант увеличения измерительных приборов с сокращением модулей АК.

В зависимости от активности комплекта КТС УК линия интерфейса RS-485 через контакты реле переключения комплектов КТС УК ГРУ подключается к соответствующему контроллеру.

Алгоритмы работы измерительных объектных приборов, обработка данных, время опроса, управление и необходимость передачи данных на центральный пост определяются алгоритмом работы диагностического модуля программного обеспечения контроллера, работающего на многозадачной операционной системе реального времени «LinuxRTL». Такой модуль должен включать в себя гибкие алгоритмы математической, логической, статистической обработки и сравнения измеряемых величин, методику расчета нормы изоляции. В алгоритме модуля необходимо учитывать состояние объекта контроля (положение стрелки, свободность/занятость РЦ, состояние светофора).

Аппаратные и программные ресурсы контроллера КТС УК вполне удовлетворяют требованиям по управлению и контролю объектами ЭЦ и обработке поступающей диагностической информации. Обработанные данные могут быть сохранены на жестком диске контроллера в виде протоколов, на АРМах ДСП и ШН. Имея протоколы поездной ситуации и диагностической информации, можно в целом иметь достаточно полные сведения о характере, месте и времени отказа, предотказной ситуации. Диагностические данные могут передаваться по линии связи на верхний уровень на файл-сервер диагностики для дальнейшей обработки, хранения, анализа, предоставления данных заинтересованным службам, эксплуатационному и обслуживающему персоналу.

Заключение

На железных дорогах РФ техническая диагностика имеет большое значение. Залогом надежной и бесперебойной работы является постоянный контроль состояния объектов с целью выявления или предупреждения неисправностей. Знание методов построения диагностического и проверяющего тестов для различных систем дает возможность диагностировать работу любого устройства ЖАТС.

Студентам электротехнического факультета как будущим инженерам необходимо разбираться в вопросах диагностики и мониторинга, особенно учитывая то, что уже в ближайшем будущем необходимо создавать системы способные не только измерять параметры объекта, но и предсказывать предотказное состояние.

В общем случае можно сказать, что диагностирование - это одно из ключевых понятий в системах железнодорожной автоматики и телемеханики, дающая в действительности множество полезных в практике результатов и позволяющая находить неисправные элементы подачей каких-либо наборов или слежкой за изменением состояния каких-либо элементов.

В результате выполнения курсовой работы были построены проверяющие и диагностические тесты для непрерывной системы. Выполнено построение теста для комбинационной релейно-контактной схемы и тесты методом цепей и сечений. Построены тесты для комбинационных схем на логических элементах. По полученным тестам были построены таблицы функций неисправностей и словари неисправностей. Выполнено индивидуальное задание на тему «СТД-МПК: назначение, состав, краткое описание компонентов, принципы организации и построение комплекса в целом».

Список использованных источников

1.   Коваленко В.Н. Построение проверяющих и диагностических тестов. Методическое пособие и задания к курсовой работе по дисциплине «Основы технической диагностики устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи» - Екатеринбург: УрГУПС, 2005.-43 с.

2.      http://www.nilksa.ru

.        Гавзов Д.В., Бушуев С.В., Гундырев К.В. Система технической диагностики электрической централизации на базе микроЭВМ и программируемых контролеров //Инновации в эксплуатации и развитии инфраструктуры ОАО “РЖД” 2004. С.222-225.

.        Бушуев С.В., Гундырев К.В. Распределенная телеметрическая подсистема диагностики компьютерной электрической централизации // Информационные технологии и безопасность технологических процессов. - Екатеринбург: УрГУПС, 2004. С. 3-8.

.        Гавзов Д.В., Бушуев С.В., Гундырев К.В., Шандин А.Е., Гронский А.А. Комплекс технических средств распределенных измерений, контроля и управления // ТрансЖАТ - 2004: Материалы научно-технической конференции. Санкт-Петербург: ПГУПС, 2004. С. 73.

Похожие работы на - Построение проверяющих и диагностических тестов

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!