RU2430406C2 - Automated system for diagnosing digital devices - Google Patents

Automated system for diagnosing digital devices Download PDF

Info

Publication number
RU2430406C2
RU2430406C2 RU2009135673/08A RU2009135673A RU2430406C2 RU 2430406 C2 RU2430406 C2 RU 2430406C2 RU 2009135673/08 A RU2009135673/08 A RU 2009135673/08A RU 2009135673 A RU2009135673 A RU 2009135673A RU 2430406 C2 RU2430406 C2 RU 2430406C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
analog
electromagnetic
block
unit
control
Prior art date
Application number
RU2009135673/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009135673A (en
Inventor
Владимир Евгеньевич Алешин (RU)
Владимир Евгеньевич Алешин
Николай Владимирович Спасский (RU)
Николай Владимирович Спасский
Сергей Яковлевич Чакчир (RU)
Сергей Яковлевич Чакчир
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "АДВЕНТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "АДВЕНТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "АДВЕНТ"
Priority to RU2009135673/08A priority Critical patent/RU2430406C2/en
Publication of RU2009135673A publication Critical patent/RU2009135673A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2430406C2 publication Critical patent/RU2430406C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Programmable Controllers (AREA)
  • Test And Diagnosis Of Digital Computers (AREA)

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: system consists of three basic units: a central module, an interface device and the diagnosed object. The central module includes a personal computer. The interface device facilitates generation and control of input and output signals which can be analogue or digital. The interface device facilitates communication of the central module with the diagnosed object through a contact device. Control devices and an interface module form a central interface controller which provides communication between the central module and the diagnosed object. In the disclosed system, faults in the diagnosed object are determined using a mathematical diagnosis algorithm on the computer.
EFFECT: detecting a specific faulty element, faster detection of faults in diagnosed objects, broader functionalities of the system, particularly diagnosis of electrical equipment and possibility of functional diagnosis directly in operating mode.
2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для проверки работоспособности и поиска неисправных элементов цифровых и аналоговых устройств.The invention relates to computing and instrumentation and can be used to test performance and search for faulty elements of digital and analog devices.

Последние годы характеризуются интенсивными научными исследованиями в области технического диагностирования сложных систем и устройств, используемых в приборах и специальных машинах. Усиление интереса объясняется созданием и применением все более сложных изделий, устройств и систем при непрерывном увеличении темпов их производства, росте интенсивности их использования и повышении требований к их надежности. При этом в большинстве случаев проектирование систем ведется без учета того, как они будут проверяться и налаживаться в условиях производства, как будет организована проверка работоспособности, правильности функционирования и поиска неисправностей в условиях их эксплуатации или хранения. Недооценка важности своевременной и глубокой проработки вопросов организации эффективных процедур диагноза, в том числе автоматизации поиска неисправностей сложных объектов, ведет к непроизводительным материальным затратам.Recent years have been characterized by intensive scientific research in the field of technical diagnostics of complex systems and devices used in instruments and special machines. The increased interest is due to the creation and use of increasingly complex products, devices and systems with a continuous increase in the pace of their production, an increase in the intensity of their use and an increase in the requirements for their reliability. Moreover, in most cases, the design of the systems is carried out without taking into account how they will be checked and adjusted in the production environment, how a performance check, proper functioning and troubleshooting will be organized in the conditions of their operation or storage. Underestimating the importance of timely and in-depth study of the organization of effective diagnosis procedures, including the automation of troubleshooting of complex objects, leads to unproductive material costs.

Среди объективных причин такого положения следует назвать недостаточное развитие теории и методов технической диагностики, слабую проработку принципов построения технических средств диагноза, а также отсутствие налаженного производства таких средств. При этом для уже существующих систем без заложенных аппаратных функций диагностирования вопрос определения состояния объекта также остается актуальным.Among the objective reasons for this situation, the insufficient development of the theory and methods of technical diagnostics, the poor study of the principles for constructing technical means of diagnosis, and the lack of an established production of such tools should be mentioned. Moreover, for existing systems without the inherent hardware diagnostic functions, the issue of determining the state of an object also remains relevant.

Известна диагностическая система контроля состояний высоковольтного оборудования под напряжением [см. патент РФ на полезную модель №68704, МПК G01R 31/00 (2006.01), опубл. 27.11.2007]. Система предназначена для непрерывного мониторинга и диагностики текущего состояния высоковольтных объектов в рабочем режиме. Диагностическая система содержит блок измерения параметров высоковольтного энергетического оборудования, включающий модуль сбора информации, модуль контроля состояний вводов и модуль управления системой охлаждения объекта контроля. В состав системы входят также модуль регистрации перенапряжений и импульсных токов, протекающих через объект контроля и модуль контроля параметров газомасляной среды. Все модули подключены к магистрали связи. Особенностью известной системы является то, что в качестве приемника собственного электромагнитного излучения объекта контроля система содержит широкополосную антенну и модуль широкополосного спектрального анализа, вход которого присоединен к выходу широкополосной антенны, а выход через магистраль связи присоединен к входу блока обработки информации - классификатору состояний контролируемого высоковольтного энергетического объекта (ВЭО).A known diagnostic system for monitoring the status of high-voltage equipment under voltage [see RF patent for utility model No. 68704, IPC G01R 31/00 (2006.01), publ. November 27, 2007]. The system is designed for continuous monitoring and diagnostics of the current state of high-voltage objects in the operating mode. The diagnostic system comprises a unit for measuring parameters of high-voltage power equipment, including an information collection module, an input state monitoring module, and a control object cooling system control module. The system also includes a module for recording overvoltages and pulsed currents flowing through the control object and a module for monitoring the parameters of the gas-oil medium. All modules are connected to the communication trunk. A feature of the known system is that, as a receiver of its own electromagnetic radiation from the monitoring object, the system contains a broadband antenna and a broadband spectral analysis module, the input of which is connected to the output of the broadband antenna, and the output through the communication line is connected to the input of the information processing unit - the classifier of states of the controlled high-voltage power facility (VEO).

Недостатком известной системы является, прежде всего, ограниченность ее функциональных возможностей, которая обусловлена тем, что данное техническое решение обеспечивает только функциональное диагностирование состояния объекта. При этом контроль, который осуществляется через широкополосную антенну и модуль широкополосного спектрального анализа, позволяет диагностировать только состояние контролируемого объекта, то есть сам факт наличия неисправности энергетического оборудования. Таким образом, используя известную систему, невозможно проконтролировать состояние конкретных выходов и выявить конкретное место повреждения ВЭО.A disadvantage of the known system is, first of all, the limited nature of its functionality, which is due to the fact that this technical solution provides only a functional diagnosis of the state of the object. In this case, the control, which is carried out through a broadband antenna and a module of broadband spectral analysis, allows you to diagnose only the state of the monitored object, that is, the very fact of a malfunction of power equipment. Thus, using the known system, it is impossible to monitor the status of specific outputs and to identify a specific place of damage to the HEO.

Известно также устройство для контроля величины регулируемого напряжения электронного регулятора напряжения [см. патент РФ на изобретение №2060510, МПК 6 G01R 31/00, опубл. 20.05.1996], состоящее из генератора треугольных импульсов, сопротивления нагрузки, одна клемма которого соединена с выходом генератора треугольных импульсов, а другая - с его входом; осциллографического устройства с усилителем развертки и усилителем сигналов; вольтметра пиковых значений и делителя частоты, входы которых соединены с выходом генератора. Недостатком указанного устройства является то, что оно способно контролировать исключительно регуляторы напряжения, применяемые в автомобильной технике, и не пригодно для диагностирования других электронных приборов.A device is also known for controlling the magnitude of the regulated voltage of an electronic voltage regulator [see RF patent for the invention No. 2060510, IPC 6 G01R 31/00, publ. 05/20/1996], consisting of a triangular pulse generator, load resistance, one terminal of which is connected to the output of the triangular pulse generator, and the other with its input; an oscillographic device with a sweep amplifier and a signal amplifier; voltmeter peak values and a frequency divider, the inputs of which are connected to the output of the generator. The disadvantage of this device is that it is able to control exclusively the voltage regulators used in automotive technology, and is not suitable for diagnosing other electronic devices.

Известно устройство для диагностирования электронных приборов систем электрооборудования автомобилей [см. патент РФ на изобретение №2146376, МПК 7 G01R 31/00, опубл. 10.03.2000], в котором устранен указанный выше недостаток предыдущего аналога, и, таким образом, существенно расширены его функциональные возможности. Устройство работает в трех режимах в зависимости от типа диагностируемого прибора. Первый режим - проверка транзисторных коммутаторов. Второй режим - проверка прерывателя указателей поворотов. Третий режим - проверка регуляторов напряжения. Однако, как и предшествующий аналог, известное устройство способно диагностировать только конкретные электронные приборы, входящие в системы электрооборудования автомобилей.A device for diagnosing electronic devices of electrical systems of cars [see RF patent for the invention No. 2146376, IPC 7 G01R 31/00, publ. 10.03.2000], in which the aforementioned drawback of the previous analogue has been eliminated, and thus its functionality has been significantly expanded. The device operates in three modes, depending on the type of device being diagnosed. The first mode is checking transistor switches. The second mode is to check the direction indicator breaker. The third mode is checking the voltage regulators. However, like the previous analogue, the known device is able to diagnose only specific electronic devices included in the electrical systems of cars.

Известно устройство, предназначенное для диагностики технического состояния электрооборудования [см. патент РФ на полезную модель №70998, МПК G01R 31/00 (2006.01), G01R 17/00 (2006.01), опубл. 20.02.2008]. Устройство обеспечивает возможность диагностирования электрооборудования, размещенного в любом месте, в том числе труднодоступном для эксплуатации и диагностики.A device is known for diagnosing the technical condition of electrical equipment [see RF patent for utility model No. 70998, IPC G01R 31/00 (2006.01), G01R 17/00 (2006.01), publ. 02/20/2008]. The device provides the ability to diagnose electrical equipment located anywhere, including inaccessible for operation and diagnostics.

Устройство диагностирования содержит модуль регистрации и модуль обработки, при этом модуль регистрации включает антенну, направленную на объект диагностирования, и анализатор спектра. В модуле обработки выход блока анализа параллельно соединен с первым входом блока сравнения и с входом блока хранения данных, причем выход блока хранения данных соединен со вторым входом блока сравнения. Отличительной особенностью устройства является то, что антенна, направленная на объект диагностирования, имеет узкую диаграмму направленности, причем выход антенны соединен с входом блока согласования, выход которого соединен с входом анализатора спектра через коаксиальный кабель. Кроме того, в модуль обработки дополнительно включены блок отображения, вход которого соединен с выходом блока согласования, а также оператор с возможностью принятия им решения о техническом состоянии объекта диагностирования, для чего оператор получает данные диагностики с выхода блока отображения.The diagnostic device includes a registration module and a processing module, while the registration module includes an antenna aimed at the diagnostic object, and a spectrum analyzer. In the processing module, the output of the analysis unit is connected in parallel with the first input of the comparison unit and with the input of the data storage unit, the output of the data storage unit being connected to the second input of the comparison unit. A distinctive feature of the device is that the antenna aimed at the diagnostic object has a narrow radiation pattern, and the antenna output is connected to the input of the matching unit, the output of which is connected to the input of the spectrum analyzer through a coaxial cable. In addition, a display unit is additionally included in the processing module, the input of which is connected to the output of the matching unit, as well as an operator with the ability to make decisions about the technical condition of the diagnostic object, for which the operator receives diagnostic data from the output of the display unit.

Известное устройство обеспечивает высокую точность, достоверность, скорость и наглядность процесса диагностики и принятия решения о техническом состоянии электрооборудования. Однако, несмотря на то, что антенна, направленная на объект диагностирования, имеет узкую диаграмму направленности, каждый из приборов, входящих в состав электрооборудования, обладает собственным электромагнитным излучением (ЭМИ). Когда прибор диагностируется не в лаборатории, а в составе системы, ЭМИ неизбежно накладывается на соседние приборы, оказывая влияние на собственное высокочастотное ЭМИ каждого из окружающих приборов. В результате этих возмущений не представляется возможным обеспечить высокую точность, достоверность, скорость и наглядность процесса диагностирования, а следовательно, и принятия решения о техническом состоянии электрооборудования.The known device provides high accuracy, reliability, speed and visibility of the diagnostic process and deciding on the technical condition of electrical equipment. However, despite the fact that the antenna aimed at the diagnostic object has a narrow radiation pattern, each of the devices included in the electrical equipment has its own electromagnetic radiation (EMR). When the device is not diagnosed in the laboratory, but as part of the system, the EMR inevitably overlaps adjacent devices, affecting the intrinsic high-frequency EMR of each of the surrounding devices. As a result of these disturbances, it does not seem possible to ensure high accuracy, reliability, speed and visibility of the diagnostic process, and, consequently, of deciding on the technical condition of electrical equipment.

Известна также автоматизированная система диагностирования цифровых устройств [см. патент РФ на изобретение №2097827, МПК 6 G06F 11/00, G01R 31/28, опубл. 27.11.1997], которая предназначена для проверки работоспособности и поиска неисправных элементов цифровых устройств. Автоматизированная система содержит ПЭВМ, устройство сопряжения, устройство контактирования и объект диагностирования. В состав ПЭВМ входят первый дешифратор и программируемый параллельный порт ввода-вывода. Устройство сопряжения содержит блок шинных формирователей, шины адреса, данных и управления, второй дешифратор, селектор, три группы программируемых портов ввода-вывода и N буферных элементов. Система позволяет реализовать передачу тестовых воздействий на объект диагностирования и считывание с него ответных реакций в n-разрядном параллельном коде (где n - разрядность регистра порта ввода-вывода ПЭВМ). Рассмотренная система надежна в работе, а также обладает высоким быстродействием.An automated system for diagnosing digital devices is also known [see RF patent for the invention No. 2097827, IPC 6 G06F 11/00, G01R 31/28, publ. 11.27.1997], which is designed to test the health and search for faulty elements of digital devices. The automated system contains a PC, a pairing device, a contacting device and a diagnostic object. The PC includes the first decoder and programmable parallel I / O port. The interface device comprises a bus former unit, an address, data and control bus, a second decoder, a selector, three groups of programmable I / O ports and N buffer elements. The system allows for the transfer of test actions to the diagnostic object and reading of responses from it in an n-bit parallel code (where n is the bit width of the PC I / O port register). The considered system is reliable in operation, and also has high speed.

Однако недостатком известной системы является ограниченность ее функциональных возможностей, заключающаяся в том, что данное техническое решение позволяет осуществлять поиск только неисправных цифровых устройств. Это обусловлено тем, что в системе не предусмотрена возможность внешнего воздействия на объект диагностирования стационарным или динамическим аналоговым сигналом. Однако в настоящее время существует сложнейшее оборудование, относящееся к предшествующему поколению приборов, снабженных аналоговыми входами и выходами, диагностирование которых можно осуществить только через аналоговые входы/выходы, отсутствующие в известной системе. Кроме того, в системе реализовано только тестовое диагностирование, что также существенно ограничивает ее функциональные возможности.However, a disadvantage of the known system is the limited functionality of the system, which consists in the fact that this technical solution allows you to search only for faulty digital devices. This is due to the fact that the system does not provide for the possibility of external influence on the diagnostic object with a stationary or dynamic analog signal. However, at present there is a complex equipment related to the previous generation of devices equipped with analog inputs and outputs, the diagnosis of which can only be done through analog inputs / outputs that are not in the known system. In addition, the system implements only test diagnostics, which also significantly limits its functionality.

Некоторые из указанных выше недостатков были устранены в автоматизированной системе диагностирования цифровых устройств [см. патент РФ на полезную модель №70720, МПК G06F 11/00 (2006.01), G01R 31/28 (2006.01), опубл. 10.02.2008], которая является наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемой системе диагностирования. Система предназначена для проверки работоспособности и поиска как неисправных цифровых устройств, так и аналоговых. Автоматизированная система содержит следующие основные узлы: ПЭВМ, устройство сопряжения, устройство контактирования и объект диагностирования. ПЭВМ, являющаяся центральным модулем системы, включает в себя процессор, клавиатуру, дисплей, память, принтер и программируемый порт ввода-вывода, подключенные к системной шине. Особенностью системы является дополнительное введение в нее блока аналогового ввода и блока аналогового вывода. Выход блока аналогового ввода соединен с входом блока шинных формирователей, а выход блока аналогового вывода выполнен с возможностью подключения объекта диагностирования. Устройство сопряжения, являющееся коммуникационным модулем, содержит: блок шинных формирователей, шины адреса, данных и управления, подключенные к соответствующим выходам блока шинных формирователей, дешифратор, селектор, три группы программируемых портов ввода-вывода, а также N буферных элементов с тремя состояниями. Введение в систему блока аналогового ввода и блока аналогового вывода является несомненным достоинством системы, повышает ее функциональные возможности, расширяет номенклатуру объектов диагностирования и сокращает время поиска их неисправностей.Some of the above disadvantages were eliminated in an automated system for diagnosing digital devices [see RF patent for utility model No. 70720, IPC G06F 11/00 (2006.01), G01R 31/28 (2006.01), publ. 02/10/2008], which is the closest in its technical essence to the proposed diagnostic system. The system is designed to test the health and search for both faulty digital devices and analog ones. The automated system contains the following main units: PC, interface device, contacting device and diagnostic object. The PC, which is the central module of the system, includes a processor, keyboard, display, memory, printer, and programmable I / O port connected to the system bus. A feature of the system is the additional introduction of an analog input block and an analog output block. The output of the analog input unit is connected to the input of the bus former unit, and the output of the analog output unit is configured to connect a diagnostic object. The interface device, which is a communication module, contains: a bus driver unit, address, data and control buses connected to the corresponding outputs of the bus driver unit, a decoder, a selector, three groups of programmable I / O ports, and also N buffer elements with three states. The introduction of an analog input block and an analog output block into the system is an undoubted advantage of the system, increases its functionality, expands the range of diagnostic objects and reduces the time for troubleshooting them.

Однако существенным недостатком известного технического решения, выбранного в качестве прототипа, является ограниченность его функциональных возможностей. Это объясняется тем, что в системе реализовано только тестовое диагностирование. Однако тестовое диагностирование может быть применено далеко не ко всем видам приборов, например электрические насосы не располагают входами для подачи тестовых воздействий. Ограниченность возможностей тестового диагностирования заключается также в том, что далеко не все неисправности могут быть идентифицированы путем тестовых воздействий. Другим недостатком известной системы является отсутствие в системе возможности подключения широкодиапазонного блока питания с контролируемым потреблением, который значительно расширяет номенклатуру объектов диагностирования. К недостаткам известной системы следует также отнести невозможность внешнего воздействия на объекты диагностирования электромагнитным сигналом.However, a significant disadvantage of the known technical solution, selected as a prototype, is the limited functionality. This is because the system implements only test diagnostics. However, test diagnostics can not be applied to all types of devices, for example, electric pumps do not have inputs for supplying test influences. The limited possibilities of test diagnostics also lie in the fact that not all malfunctions can be identified by test actions. Another disadvantage of the known system is the lack in the system of the ability to connect a wide-range power supply with controlled consumption, which greatly expands the range of diagnostic objects. The disadvantages of the known system should also include the impossibility of external exposure to objects of diagnosis by an electromagnetic signal.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются расширение функциональных возможностей системы и номенклатуры объектов диагностирования, обнаружение конкретного неисправного элемента, а также сокращение времени поиска неисправностей объектов диагностирования.The tasks to be solved by the claimed invention is directed are the expansion of the functionality of the system and the nomenclature of the objects of diagnosis, the detection of a specific faulty element, and also the reduction of the time for troubleshooting the objects of diagnosis.

Для решения указанных задач предлагается автоматизированная система диагностирования цифровых устройств, которая, как и наиболее близкая к ней система, выбранная в качестве прототипа, содержит ПЭВМ, включающую процессор, клавиатуру, дисплей, память, принтер, блок питания, программируемый порт входа-выхода, подключенные к системной шине. Система диагностирования содержит также устройство сопряжения, включающее блок шинных формирователей, шины адреса, данных и управления, дешифратор, селектор и буферные элементы, образующие блок цифровых интерфейсов, который подключен через устройство контактирования к объекту диагностирования. В устройство сопряжения входят также программируемые порты входа-выхода, образующие устройство управления блоком цифровых интерфейсов, а также блок аналоговых входов и блок аналоговых выходов, выход которого через устройство контактирования подключен к объекту диагностирования. Особенностью предлагаемой системы, отличающей ее от известной системы, принятой за прототип, является то, что к ПЭВМ дополнительно подключен блок управляющих элементов, а в устройство сопряжения дополнительно введены: блок питания с контролем потребления, подключенный через устройство контактирования к объекту диагностирования; формирователь электромагнитного поля, образующий с блоком аналоговых выходов блок аналоговых и электромагнитных выходов; блок контроля электромагнитного поля, образующий с блоком аналоговых входов блок аналоговых и электромагнитных входов. Кроме того, устройство сопряжения дополнено устройством управления блоком аналоговых и электромагнитных входов, подключенным к блоку аналоговых и электромагнитных входов, и устройством управления блоком аналоговых и электромагнитных выходов, подключенным к блоку аналоговых и электромагнитных выходов. В блок цифровых интерфейсов дополнительно введены: блок шинных формирователей, шина адреса, шина данных, шина управления, дешифратор, селектор и буферные элементы. Выполнен блок цифровых интерфейсов системы в виде двух модулей: модуля цифровых выходов и модуля цифровых входов. Блок питания с контролем потребления, устройство управления блоком аналоговых и электромагнитных входов, устройство управления блоком цифровых интерфейсов, устройство управления блоком аналоговых и электромагнитных выходов подключены к программируемому порту входа-выхода ПЭВМ через дополнительно введенный интерфейсный модуль. Для обеспечения комфортной работы оператора и высокого быстродействия процессов отображения информации, полученной в ходе диагностирования, а также высокой контрастности и четкости изображения дисплей ПЭВМ системы выполнен в виде жидкокристаллического сенсорного монитора.To solve these problems, we propose an automated system for diagnosing digital devices, which, like the system closest to it, selected as a prototype, contains a PC including a processor, keyboard, display, memory, printer, power supply, programmable input-output port, connected to the system bus. The diagnostic system also includes an interface device, including a block of bus drivers, address, data and control buses, a decoder, selector, and buffer elements forming a digital interface unit that is connected through a contacting device to the diagnostic object. The interface also includes programmable input-output ports, which form a control unit for the digital interface unit, as well as an analog input unit and an analog output unit, the output of which is connected to the diagnostic object through a contact device. A feature of the proposed system that distinguishes it from the known system adopted as a prototype is that a control unit is additionally connected to the PC, and the following are additionally introduced into the interface device: a power supply unit with consumption control connected through a contacting device to the diagnostic object; a shaper of an electromagnetic field forming a block of analog and electromagnetic outputs with a block of analog outputs; an electromagnetic field control unit, forming with a block of analog inputs, a block of analog and electromagnetic inputs. In addition, the interface device is supplemented by a control unit for the block of analog and electromagnetic inputs connected to the block of analog and electromagnetic inputs, and a control device for the block of analog and electromagnetic outputs connected to the block of analog and electromagnetic outputs. The digital interface unit additionally includes: bus former unit, address bus, data bus, control bus, decoder, selector, and buffer elements. A block of digital system interfaces has been implemented in the form of two modules: a digital output module and a digital input module. The power supply with consumption control, the control unit of the analog and electromagnetic input unit, the control unit of the digital interface unit, the control unit of the analog and electromagnetic output unit are connected to the programmable input / output port of the PC through an additional interface module. To ensure a comfortable operator’s work and high speed display processes of information obtained during the diagnosis, as well as high contrast and image clarity, the PC display is made in the form of a liquid crystal touch monitor.

Важнейшими задачами, которые решались при создании предлагаемого изобретения, были расширение функциональных возможностей системы и номенклатуры объектов диагностирования. Поставленные задачи были решены за счет следующих конструктивных особенностей системы.The most important tasks that were solved when creating the proposed invention were to expand the functionality of the system and the nomenclature of the objects of diagnosis. The tasks were solved due to the following design features of the system.

Во-первых, это введение в устройство сопряжения системы новых блоков, а именно блока питания с контролем потребления, формирователя электромагнитного поля и блока контроля электромагнитного поля, а также двух устройств, обеспечивающих управление соответствующими блоками (блоком аналоговых и электромагнитных входов и блоком аналоговых и электромагнитных выходов). Блок питания с контролем потребления, являясь универсальным устройством, обеспечивает диагностируемый объект различными напряжениями питания, например, 3, 5, 12 вольт и др., при этом осуществляется контроль потребления путем измерения параметров входа по питанию объекта диагностирования (I, R и U). Это дает возможность подключения широкого круга электротехнических объектов диагноза. Вновь введенные формирователь электромагнитного поля и блок контроля электромагнитного поля обеспечивают диагностирование электрооборудования. Таким образом, увеличивается номенклатура объектов диагностирования и расширяются эксплуатационные возможности системы в целом. Подключенный к ПЭВМ блок управляющих элементов представляет собой клавиатуру, оснащенную «горячими клавишами» (клавишами быстрого вызова), значительно ускоряет работу системы, увеличивая количество возможных действий, выполняемых с помощью клавиатуры. Нажатие одной или нескольких клавиш обеспечивает выполнение определенной команды, например, «старт», «стоп», «обучение системы», запрограммированной на вызов при нажатии этого сочетания.Firstly, this is an introduction to the interface device of a system of new units, namely, a power supply unit with consumption control, an electromagnetic field driver and an electromagnetic field control unit, as well as two devices that control the corresponding units (analog and electromagnetic input unit and analog and electromagnetic unit outputs). The power supply unit with consumption control, being a universal device, provides the diagnosed object with various supply voltages, for example, 3, 5, 12 volts, etc., while the consumption is controlled by measuring the input parameters for the power supply of the diagnostic object (I, R and U). This makes it possible to connect a wide range of electrical objects of diagnosis. The newly introduced shaper of the electromagnetic field and the control unit of the electromagnetic field provide the diagnosis of electrical equipment. Thus, the nomenclature of diagnostic objects is increasing and the operational capabilities of the system as a whole are expanding. The control unit block connected to the PC is a keyboard equipped with “hot keys” (shortcut keys), significantly speeds up the system, increasing the number of possible actions performed using the keyboard. Pressing one or more keys provides the execution of a specific command, for example, “start”, “stop”, “system training”, programmed to call when you press this combination.

Другой важной задачей, решенной при создании предлагаемой системы, является поиск неисправностей, а именно указание конкретных мест имеющихся в объекте неисправностей. Поиск неисправностей необходим для выявления и замены дефектных элементов или связей объекта, для устранения ошибок монтажа и т.п. Как указывалось выше, в наиболее близкой к заявляемой системе диагностирования [см. ПМ №70720] было реализовано тестовое диагностирование. Однако системы тестовой диагностики подают на объект диагностирования специально организуемые тестовые воздействия и обычно решают задачи проверки исправности, работоспособности и поиска неисправных элементов и работают только тогда, когда объект не используется по прямому назначению. В заявляемой системе, в отличие от прототипа, неисправный блок может быть обнаружен непосредственно в процессе работы системы с помощью функциональных воздействий. Функциональный диагноз дает возможность немедленно реагировать на нарушение правильности функционирования объекта и тем самым путем замены отказавших узлов, включения резерва, повторного выполнения операций, перехода на другой режим функционирования во многих случаях позволяет обеспечить нормальное или хотя бы частичное выполнение объектом возложенных на него функций даже при наличии в нем неисправностей. Осуществление функциональных воздействий для определения неисправностей в объекте диагностирования обеспечивается в заявляемой системе математическим алгоритмом диагностики, содержащимся в ПЭВМ, а также следующими вновь введенными блоками: универсальным блоком питания с контролем потребления, блоком аналоговых и электромагнитных выходов, блоком аналоговых и электромагнитных входов, устройством управления блоком аналоговых и электромагнитных входов, устройством управления блоком аналоговых и электромагнитных выходов; выполненным по-новому (в виде двух самостоятельных модулей) блоком цифровых интерфейсов, а также дополнительно введенным интерфейсным модулем, обеспечивающим передачу функциональных воздействий через перечисленные выше блоки на объект диагностирования. При этом идентификация конкретного неисправного блока осуществляется с помощью пакета прикладных программ, хранящихся в базе данных ПЭВМ, входящей в состав центрального модуля системы.Another important task solved during the creation of the proposed system is troubleshooting, namely the indication of specific places of faults present in the facility. Troubleshooting is necessary to identify and replace defective elements or connections of an object, to eliminate installation errors, etc. As mentioned above, in the closest to the claimed diagnosis system [see PM No. 70720] a test diagnosis was implemented. However, test diagnostic systems provide specially organized test actions to the diagnostic object and usually solve the problem of checking the health, working capacity and searching for faulty elements and work only when the object is not used for its intended purpose. In the inventive system, in contrast to the prototype, a faulty unit can be detected directly in the process of the system using functional influences. The functional diagnosis makes it possible to immediately respond to a violation of the correct functioning of the object and thereby by replacing the failed nodes, turning on the reserve, re-performing operations, switching to another mode of operation in many cases, it can ensure normal or at least partial fulfillment of the functions assigned to it by the object even there are faults in it. The implementation of functional actions for determining faults in the diagnostic object is provided in the inventive system by a mathematical diagnostic algorithm contained in the PC, as well as the following newly introduced blocks: a universal power supply unit with consumption control, an analog and electromagnetic output unit, an analog and electromagnetic input unit, a control unit analog and electromagnetic inputs, control unit analog and electromagnetic outputs; a block of digital interfaces made in a new way (in the form of two independent modules), as well as an additionally introduced interface module, which ensures the transfer of functional influences through the blocks listed above to the diagnostic object. In this case, the identification of a specific faulty block is carried out using a package of application programs stored in the PC database, which is part of the central module of the system.

Следует также отметить, что сокращение времени поиска неисправностей происходит за счет того, что функциональный диагноз - это диагноз, который осуществляется в реальном времени и не требует дополнительных тестовых воздействий, а также вследствие сокращения объема хранимой информации, что обеспечивается в предложенной системе за счет использования идентификационных масок отказа, представляющих собой совокупную информацию, характеризующую принадлежность переходных характеристик системы (прибора) к тому или иному виду отказа.It should also be noted that a reduction in troubleshooting time occurs due to the fact that a functional diagnosis is a diagnosis that is carried out in real time and does not require additional test actions, as well as due to a reduction in the amount of stored information that is provided in the proposed system through the use of identification masks of failure, representing the aggregate information characterizing the transient characteristics of the system (device) belonging to one or another type of failure.

Для повышения быстродействия системы в формулу предложенного технического решения был введен признак, касающийся выполнения блока цифровых интерфейсов. В прототипе этот блок, включающий блок шинных формирователей, шины адреса, данных и управления, дешифратор, селектор, буферные элементы, в процессе работы перепрограммируется: сначала на вывод информации, а затем - на ввод. В заявляемом техническом решении - это два самостоятельных модуля. Они могут работать одновременно, в результате существенно сокращается время поиска неисправностей.To improve system performance, a feature was introduced into the formula of the proposed technical solution regarding the execution of a block of digital interfaces. In the prototype, this block, including a block of bus shapers, bus address, data and control, a decoder, selector, buffer elements, is reprogrammed during operation: first to output information, and then to input. In the claimed technical solution are two independent modules. They can work simultaneously, resulting in significantly reduced troubleshooting time.

Таким образом, совокупность указанных выше признаков позволяет решать поставленные задачи.Thus, the combination of the above features allows us to solve the tasks.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена функциональная схема одного из конкретных примеров выполнения автоматизированной системы диагностирования;Figure 1 presents a functional diagram of one of the specific examples of the implementation of an automated diagnostic system;

на фиг.2 представлен математический алгоритм подготовки данных и поиска неисправного элемента.figure 2 presents a mathematical algorithm for preparing data and finding a faulty element.

Система диагностирования содержит ПЭВМ 1, включающую процессор 2, клавиатуру 3, жидкокристаллический сенсорный монитор 4, память 5, принтер 6, блок питания 7, программируемый порт входа-выхода 8 и блок управляющих элементов 9, подключенные соответствующим образом к системной шине 10. ПЭВМ 1 оснащена операционной системой «LINUX» и программным обеспечением, разработанным в организации-заявителе. Перечисленные блоки образуют центральный модуль 11 системы диагностирования. В состав системы диагностирования входит также устройство сопряжения 12, состоящее из блока цифровых интерфейсов 13, выполненного в виде двух модулей: модуля цифровых выходов 14 и модуля цифровых входов 15. Модуль цифровых выходов 14 включает блок шинных формирователей 16, шину адреса 17, шину данных 18 и шину управления 19, дешифратор 20, селектор 21 и буферные элементы 22. Модуль цифровых входов 15 состоит из блока шинных формирователей 23, шины адреса 24, шины данных 25 и шины управления 26, дешифратора 27, селектора 28 и буферных элементов 29.The diagnostic system contains a PC 1, including a processor 2, a keyboard 3, a liquid crystal touch monitor 4, a memory 5, a printer 6, a power supply 7, a programmable input-output port 8 and a control unit 9 connected respectively to the system bus 10. PC 1 equipped with the LINUX operating system and software developed by the applicant organization. These blocks form the Central module 11 of the diagnostic system. The diagnostic system also includes an interface device 12, consisting of a block of digital interfaces 13, made in the form of two modules: a module of digital outputs 14 and a module of digital inputs 15. The digital output module 14 includes a block of bus drivers 16, address bus 17, data bus 18 and a control bus 19, a decoder 20, a selector 21, and buffer elements 22. The digital input module 15 consists of a block of bus drivers 23, an address bus 24, a data bus 25 and a control bus 26, a decoder 27, a selector 28, and buffer elements 29.

Устройство сопряжения 12 является исполняющим устройством. С помощью устройства контактирования 30 оно обеспечивает связь центрального модуля 11 с объектом диагностирования 31. Устройство сопряжения 12 предназначено для формирования и контроля входных и выходных и сигналов. В качестве входных и выходных сигналов могут служить аналоговые сигналы и цифровые сигналы. Все входные и выходные сигналы (цифровые и аналоговые) гальванически развязаны, что обеспечивает защиту входных и выходных каскадов. Блок цифровых интерфейсов 13 через устройство контактирования 30 подключен к объекту диагностирования 31, а также к устройству 32 управления блоком цифровых интерфейсов, состоящему из программируемых портов входа-выхода. Устройство сопряжения 12 содержит также блок питания 33 с контролем потребления, состоящий из формирователя 34 выходных напряжений питания и блока контроля потребления 35. Блок питания 33 с контролем потребления через устройство контактирования 30 подключен к объекту диагностирования 31. Блок питания 33 с контролем потребления является универсальным устройством, так как обеспечивает объект диагностирования 31 требуемыми напряжениями питания. При этом производится контроль потребляемого тока, что обеспечивает проверку диагностируемого изделия на возможные неисправности, например, такие как «короткое замыкание» и «разрыв» в цепях блока питания и другие.The interface device 12 is an executing device. Using the contacting device 30, it provides a connection between the central module 11 and the diagnostic object 31. The interface device 12 is designed to generate and control input and output signals. The input and output signals can be analog signals and digital signals. All input and output signals (digital and analog) are galvanically isolated, which protects the input and output stages. The digital interface unit 13 through the contacting device 30 is connected to the diagnostic object 31, as well as to the device 32 for controlling the digital interface unit, consisting of programmable input-output ports. The interface device 12 also contains a power supply unit 33 with consumption control, consisting of a driver 34 of the output voltage and a control unit for consumption 35. A power supply unit 33 with a consumption control through contacting device 30 is connected to the diagnostic object 31. A power supply unit 33 with a consumption control is a universal device , as it provides the diagnostic object with 31 required supply voltages. At the same time, the current consumption is monitored, which ensures that the diagnosed product is checked for possible malfunctions, for example, such as a “short circuit” and “open” in the power supply circuits and others.

В состав устройства сопряжения 12 входят также блок аналоговых и электромагнитных выходов 36 и блок аналоговых и электромагнитных входов 37. Блок аналоговых и электромагнитных выходов 36 состоит из блока аналоговых выходов 38, включающего формирователь напряжения 39 и формирователь тока 40, и формирователя электромагнитного поля 41. Блок аналоговых и электромагнитных входов 37 состоит из блока аналоговых входов 42 и блока контроля электромагнитного поля 43. К программируемому порту входа-выхода 8 через интерфейсный модуль 44 подключены блок питания 33 с контролем потребления, устройство управления блоком аналоговых и электромагнитных входов 45, соединенное с блоком аналоговых и электромагнитных входов 37, устройство управления блоком аналоговых и электромагнитных выходов 46, соединенное с блоком аналоговых и электромагнитных выходов 36, и устройство управления блоком цифровых интерфейсов 32. Устройства управления 32, 45, 46 и интерфейсный модуль 44 образуют центральный интерфейсный контроллер 47, подключенный к ПЭВМ 1 при помощи интерфейсов RS 232/422/485 или USB. Центральный интерфейсный контроллер 47 осуществляет обмен информацией между центральным модулем 11 и объектом диагностирования 31, а также управляет работой устройства 32 управления блоком цифровых интерфейсов, устройством 45 управления блоком аналоговых и электромагнитных входов и устройством 46 управления блоком аналоговых и электромагнитных выходов с целью формирования возмущающих тестовых воздействий и контроля (получения) ответных сигналов от объекта диагностирования 31.The interface device 12 also includes a block of analog and electromagnetic outputs 36 and a block of analog and electromagnetic inputs 37. The block of analog and electromagnetic outputs 36 consists of a block of analog outputs 38, including a voltage driver 39 and a current driver 40, and an electromagnetic field driver 41. Block analog and electromagnetic inputs 37 consists of a block of analog inputs 42 and a control unit of the electromagnetic field 43. A power supply unit is connected to the programmable input-output port 8 through an interface module 44 I 33 with consumption control, a control unit for the block of analog and electromagnetic inputs 45, connected to the block of analog and electromagnetic inputs 37, a control device for the block of analog and electromagnetic outputs 46, connected to the block of analog and electromagnetic outputs 36, and a control device for the block of digital interfaces 32. The control devices 32, 45, 46 and the interface module 44 form a central interface controller 47 connected to the PC 1 using the RS 232/422/485 or USB interfaces. The central interface controller 47 exchanges information between the central module 11 and the diagnostic object 31, and also controls the operation of the digital interface unit control device 32, the analog and electromagnetic input unit control device 45 and the analog and electromagnetic output unit control device 46 with the aim of generating disturbing test effects and monitoring (receiving) response signals from the diagnostic object 31.

Блок аналоговых выходов 38 предназначен для формирования аналоговых сигналов различной длительности и амплитуды и служит для подачи на ОД 31 тестовых воздействий. Блок аналоговых входов 42 предназначен для измерения входных аналоговых сигналов, в качестве которых могут выступать аналоговые сигналы, полученные с ОД 31. Блок построен на микросхемах AD-8544. Модуль цифровых выходов 14 реализован на базе микросхемы ST2225A, а модуль цифровых входов 15 может быть реализован на базе микросхем 74НС245.The block of analog outputs 38 is intended for the formation of analog signals of various durations and amplitudes and serves to supply test actions to OD 31. The block of analog inputs 42 is designed to measure input analog signals, which can be analog signals received from OD 31. The block is built on microchips AD-8544. The digital output module 14 is implemented on the basis of the ST2225A chip, and the digital input module 15 can be implemented on the basis of the 74NS245 microcircuit.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

Настройка (обучение системы).Setup (system training).

Объект диагностирования (ОД) 31 подключается к устройству контактирования (УК) 30, которое обеспечивает электрическую связь между выводами разъема ОД и устройством сопряжения (УС) 12. При этом происходит инициализация ПЭВМ 1, осуществляется загрузка операционной системы. Далее проводится обучение системы в двух режимах: функциональном и тестовом для различных типов ОД (или для каждого типа ОД).The object of diagnosis (OD) 31 is connected to the contacting device (CC) 30, which provides electrical communication between the terminals of the OD connector and the interface device (CSS) 12. In this case, the initialization of PC 1 is carried out, the operating system is loaded. Next, the system is trained in two modes: functional and test for various types of ML (or for each type of ML).

Для работы системы в режиме функционального диагностирования необходимо получить информацию с входов/выходов ОД 31 в его различных состояниях, например: ОД - исправен, ОД - не исправен, ОД имеет i-ю неисправность.For the system to work in the functional diagnostic mode, it is necessary to obtain information from the inputs / outputs of the OD 31 in its various states, for example: OD - OK, OD - not working, OD has the i-th malfunction.

Для проведения тестового диагностирования необходимо также иметь все данные о состоянии ОД при j-м тестовом воздействии при i-й неисправности в различных режимах функционирования.To conduct a test diagnosis, it is also necessary to have all the data on the state of the OD during the j-th test exposure with the i-th malfunction in various operating modes.

При проведении диагностирования приборов и определении отказавшего в нем элемента, узла, блока необходимо иметь информацию о переходных характеристиках системы (показателей контролируемых входов-выходов) в зависимости от вида отказа. Таким образом, если в приборе n контролируемых блоков, узлов и m возможных отказов, то для проведения диагностики необходимо иметь (или получить статистически) n×m массивов данных, снятых с контролируемых входов-выходов. В результате объем необходимых исходных данных об эталонном объекте будет весьма значительным и затруднит процесс поиска неисправностей. В связи с этим для проведения диагностики предлагается использовать идентификационные маски отказов. Идентификационная маска отказов для каждого конкретного ОД представляет собой совокупную информацию, характеризующую принадлежность переходных характеристик ОД к тому или иному виду отказа. Применение подобных масок позволяет с минимальными вычислительными затратами провести анализ переходных характеристик ОД, значительно сократить объем хранимой информации об ОД для идентификации отказов и с высокой степенью достоверности определить отказавший элемент.When diagnosing devices and determining the element, node, block that failed in it, it is necessary to have information about the transient characteristics of the system (indicators of controlled inputs and outputs), depending on the type of failure. Thus, if the device has n monitored blocks, nodes and m possible failures, then for diagnostics it is necessary to have (or obtain statistically) n × m data arrays taken from monitored inputs / outputs. As a result, the volume of necessary initial data on the reference object will be very significant and will complicate the process of troubleshooting. In this regard, it is proposed to use identification masks of failures for diagnostics. The identification mask of failures for each specific OD represents the aggregate information characterizing the belonging of the transient characteristics of the OD to a particular type of failure. The use of such masks makes it possible to analyze the transient characteristics of the OD with minimal computational costs, significantly reduce the amount of information stored on the OD to identify failures and to identify a failed element with a high degree of certainty.

Идентификационные маски того или иного отказа строятся исходя из анализа переходных характеристик ОД с неисправностью.Identification masks of one or another failure are constructed based on an analysis of the transient characteristics of an OD with a malfunction.

Построение идентификационных масок осуществляется следующим образом. Пусть имеется некоторое множество Z∗ конкретной реализации объекта диагноза за промежуток времени t, где t∈(tНАЧ÷tКОН) - время некоторого процесса, протекающего в системе, тогда

Figure 00000001
- переходная характеристика i-го выходного сигнала за время t. Определим множество Q∗ (разница между физическим значением и эталонным), в нем
Figure 00000002
- переходная характеристика отклонения физического сигнала от эталонного для i-го физического сигнала.The construction of identification masks is as follows. Let there be some set Z ∗ of a specific implementation of the diagnosis object for the time interval t, where t∈ (t START ÷ t KON ) is the time of some process taking place in the system, then
Figure 00000001
- transient response of the i-th output signal during time t. We define the set Q ∗ (the difference between the physical value and the reference value), in it
Figure 00000002
- transient response of the deviation of the physical signal from the reference for the i-th physical signal.

Как уже отмечалось выше, изменение характера переходного процесса однозначно определяет вид неисправности. Отсюда возникает необходимость построения таких тестов выходных переходных характеристик (

Figure 00000003
), набор которых однозначно бы определял принадлежность последних к тому или иному виду отказа. Результат проведения такого набора тестов после специальной обработки и представляет собой идентификационную маску отказа. Допустим, что в системе имеется n наблюдаемых выходных сигналов (p) контролируемых входов-выходов, а также с использованием разработанного поста автоматизированной первичной диагностики имеется возможность считывания информации с ОД для получения его переходных характеристик в m различных видов отказов (O - множество рассматриваемых отказов). Будем называть этот процесс обучением диагностической системы. Тогда для определения одного из m состояний системы необходимым является получение n×m идентификационных масок mij (где i∈1…n, j∈1…m) и заполнение таблицы функциональной неисправности.As noted above, a change in the nature of the transient process uniquely determines the type of malfunction. Hence the need arises for constructing such tests of output transient characteristics (
Figure 00000003
), a set of which would unambiguously determine the affiliation of the latter to a particular type of failure. The result of such a set of tests after special processing is an identification mask of failure. Suppose that the system has n observable output signals (p) of monitored inputs and outputs, and also using the developed automated primary diagnostic post, it is possible to read information from an OD to obtain its transient characteristics in m different types of failures (O is the set of considered failures) . We will call this process the training of the diagnostic system. Then, to determine one of the m states of the system, it is necessary to obtain n × m identification masks m ij (where i∈1 ... n, j∈1 ... m) and fill out the table of functional malfunction.

Набор идентификационных масок отказов (таблица функциональной неисправности)Failure identification mask set (malfunction table) Выходные сигналыOutput signals ОтказыBounce o1 o 1 o2 o 2 oj o j …... om o m p1 p 1 m11 m 11 m12 m 12 m1j m 1j m1m m 1m p2 p 2 M21 M 21 m22 m 22 m2j m 2j m2m m 2m …... …... pi p i mi1 m i1 mi2 m i2 mij m ij mim m im pn p n mn1 m n1 mn2 m n2 mnj m nj mnm m nm

Для определения идентификационных масок конкретной реализации системы Q∗ (Z∗ - набор переходных характеристик выходных сигналов) нужно разработать и провести ряд тестов (Ts) над множеством Q∗, которые однозначно бы определили принадлежность выходных переходных характеристик к рассматриваемой структуре системы.To determine the identification masks of a particular implementation of the Q ∗ system (Z ∗ is the set of transient characteristics of the output signals), it is necessary to develop and conduct a series of tests (Ts) on the set Q ∗ that would uniquely determine whether the output transient characteristics belong to the system structure under consideration.

Каждая переходная характеристика

Figure 00000004
представляет собой N реализаций системы в моменты времени от tНАЧ до tКОН. Обозначим
Figure 00000005
через xвых(t), где t∈(tНАЧ÷tКОН), т.е.
Figure 00000005
=xвых(t).Each transient response
Figure 00000004
represents N system implementations at time instants from t START to t KOH . Denote
Figure 00000005
through x o (t), where t∈ (t START ÷ t KOH ), i.e.
Figure 00000005
= x o (t).

На основании проведенных исследований в работе для любой переходной характеристики

Figure 00000005
предложено применение следующих тестов (проверок):Based on the studies carried out in the work for any transient response
Figure 00000005
The application of the following tests (checks) is proposed:

1. Положительный модернизированный эксцесс1. Positive modernized excess

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
- среднее алгебраическое значение; σ - среднеквадратичное отклонение. Результат теста положителен (Ts1=1), если µ4>0 или σ≠0. Результат теста отрицателен (Ts1=0), если µ4<0 или σ=0.Where
Figure 00000007
- average algebraic value; σ is the standard deviation. The test result is positive (Ts 1 = 1) if µ 4 > 0 or σ ≠ 0. The test result is negative (Ts 1 = 0) if µ 4 <0 or σ = 0.

2. Положительное отклонение от эталона2. Positive deviation from the standard

Результат теста положителен (Ts2=1), если xвых(t)≥0 и результат теста отрицателен (Ts2=0), если xвых(t)<0.The test result is positive (Ts = 1 2) if the O x (t) ≥0 and the test result is negative (Ts 2 = 0) if x O (t) <0.

3. Отрицательное отклонение от эталона3. Negative deviation from the standard

Результат теста положителен (Ts3=1), если xвых(t)≤0 и результат теста отрицателен (Ts3=0), если xвых(t)>0.The test result is positive (Ts = 3 1) if x O (t) ≤0 and the test result is negative (Ts 3 = 0) if x O (t)> 0.

4. Среднее положительное отклонение (

Figure 00000008
)4. The average positive deviation (
Figure 00000008
)

Figure 00000009
Figure 00000009

Результат теста положителен (Ts4=1), если

Figure 00000008
≥0 и результат теста отрицателен (Ts4=0), если
Figure 00000008
<0.The test result is positive (Ts 4 = 1) if
Figure 00000008
≥0 and the test result is negative (Ts 4 = 0) if
Figure 00000008
<0.

5. Среднее отрицательное отклонение5. The average negative deviation

Результат теста положителен (Ts5=1), если

Figure 00000008
≤0 и результат теста отрицателен (Ts5=0), если
Figure 00000008
>0.The test result is positive (Ts 5 = 1) if
Figure 00000008
≤0 and the test result is negative (Ts 5 = 0) if
Figure 00000008
> 0.

6. Положительная асимметрия6. Positive asymmetry

Figure 00000010
Figure 00000010

Результат теста положителен (Ts6=1), если µ3≥0 и результат теста отрицателен (Ts7=0), если µ3<0.The test result is positive (Ts 6 = 1) if µ 3 ≥0 and the test result is negative (Ts 7 = 0) if µ 3 <0.

7. Отрицательная асимметрия7. Negative asymmetry

Результат теста положителен (Ts7=1), если µ3≤0 и результат теста отрицателен (Ts7=0), если µ3>0.The test result is positive (Ts 7 = 1) if µ 3 ≤0 and the test result is negative (Ts 7 = 0) if µ 3 > 0.

8. Вследствие того, что на значение контролируемых параметров зачастую влияют режимы работы прибора, вводится L-тестов на контроль выхода значений переходной характеристики (контроль параметра) за допустимые пределы.8. Due to the fact that the operating modes of the device often influence the value of monitored parameters, L-tests are introduced to control the output of the values of the transient response (parameter control) beyond the permissible limits.

Пусть мы имеем L диапазонов контролируемого параметра, при которых прибор является работоспособным, тогда результат теста положителен (Ts7+i=1), если какой-либо из членов xвых(t)>dimax или xвых(t)<dimin, где dimax, dimin - i-й допустимый диапазон, i=1…L. Если же все члены не выходят за пределы допустимых диапазонов, то результат теста отрицателен (Ts7+i=0).Suppose we have L ranges of a controlled parameter for which the device is operational, then the test result is positive (Ts 7 + i = 1) if any of the terms x o (t)> d imax or x o (t) <d imin where d imax , d imin is the i-th acceptable range, i = 1 ... L. If all members do not go beyond the permissible ranges, then the test result is negative (Ts 7 + i = 0).

9. Представленные выше зависимости справедливы в полной мере для диагностирования состояний системы по переходным характеристикам измеряемых аналоговых сигналов (напряжение, сопротивление, ток и т.д.). В то же время у многих приборов есть и цифровые интерфейсы, контроль которых также возможен, а вследствие чего возможно и проведение диагностирования состояния системы с их помощью.9. The dependencies presented above are fully valid for diagnosing system states by the transient characteristics of the measured analog signals (voltage, resistance, current, etc.). At the same time, many devices have digital interfaces, the control of which is also possible, and as a result, it is possible to diagnose the state of the system with their help.

а) Тест на результат завершения командыa) Test for the result of the completion of the command

Пусть в системе команд по данному контролируемому цифровому интерфейсу есть F команд. Тогда результат теста положителен (Ts7+L+j=1), если ответ на команду от прибора не получен, и результат теста отрицателен (Ts7+L+j=0), если ответ получен, где j=1…F.Let there be F teams in the command system for this controlled digital interface. Then the test result is positive (Ts 7 + L + j = 1) if the response to the command from the device is not received, and the test result is negative (Ts 7 + L + j = 0) if the answer is received, where j = 1 ... F.

б) Тест на ошибку при передаче командыb) Test for an error when sending a command

Если при передаче команды ответ от прибора приходит с ошибкой в контрольной сумме или передаваемом пакете данных, то результат теста положителен (Ts7+L+F+j=1). Если ошибок при передаче нет, то результат теста отрицательный (Ts7+L+F+j=0).If, when transmitting a command, the response from the device arrives with an error in the checksum or in the transmitted data packet, then the test result is positive (Ts 7 + L + F + j = 1). If there are no transmission errors, the test result is negative (Ts 7 + L + F + j = 0).

Диагностические тесты 9.а) и 9.б) не выполняются, если контролируемыми характеристиками являются только аналоговые выходные сигналы. Аналогичным образом, результаты тестов от 1 до 7+L отрицательны при анализе только цифровых выходов. Результатом проведения группы тестов является вектор Ts.Diagnostic tests 9.a) and 9.b) are not performed if the controlled characteristics are only analog output signals. Similarly, test results from 1 to 7 + L are negative when analyzing only digital outputs. The result of a group of tests is the vector Ts.

Допустим, контролируемым параметром является напряжение питания по некоторому выходу. В нормальных условиях (когда система работоспособна)

Figure 00000011
при одном допустимом диапазоне ±0.55 B. В результате проведения измерений определено, что напряжение на контролируемом выходе Uк=13.7 B. В таком случае мы имеем следующие ответы на диагностические тесты:Suppose a controlled parameter is the supply voltage at a certain output. Under normal conditions (when the system is operational)
Figure 00000011
with one permissible range of ± 0.55 B. As a result of the measurements, it was determined that the voltage at the controlled output is U k = 13.7 B. In this case, we have the following answers to the diagnostic tests:

TsTs 1one 22 33 4four 55 66 77 88 РезультатResult 00 1one 00 1one 00 1one 1one 1one

Преобразование вектора Ts в идентификационную маску осуществляется на основании зависимостиThe transformation of the vector Ts into an identification mask is based on the dependence

Figure 00000012
,
Figure 00000012
,

где Nt - количество проведенных тестов. В рассматриваемом примере Nt=7+1=7+1=8. L=1 - так как контролируемый диапазон - один.where N t is the number of tests performed. In this example, N t = 7 + 1 = 7 + 1 = 8. L = 1 - since the controlled range is one.

Для рассмотренного выше примераFor the example above

mi=1·0+2·1+4·0+8·1+16·0+32·1+64·1+128·1=234.m i = 1 · 0 + 2 · 1 + 4 · 0 + 8 · 1 + 16 · 0 + 32 · 1 + 64 · 1 + 128 · 1 = 234.

Аналогичным образом происходит определение идентификационных масок всех переходных характеристик множества Q∗, в результате образуется множество М (идентификационных масок), размерность которого соответствует числу переходных характеристик множества Q∗.Identification masks of all transition characteristics of the set Q ∗ are defined in a similar way, as a result, the set M (identification masks) is formed, the dimension of which corresponds to the number of transition characteristics of the set Q ∗ .

Количество и содержание тестов (проверок) должно быть выбрано так, чтобы по их результатам были определены уникальные диагностические маски, определяющие то или иное состояние системы из всего множества возможных ее реализаций.The number and content of tests (checks) should be chosen so that unique diagnostic masks are determined by their results that determine one or another state of the system from the whole set of its possible implementations.

Система диагностирования готова к работе.The diagnostic system is ready to go.

Работа системыSystem operation

На ПЭВМ 1 на клавиатуре 3 выбирается название или тип ОД. К УК 30 подключается ОД. Выбирается тип диагностирования: функциональный или тестовый.On the PC 1 on the keyboard 3 select the name or type of OD. To the UK 30 is connected OD. The type of diagnosis is selected: functional or test.

а) Функциональный диагнозa) Functional diagnosis

В режиме функционального диагноза с помощью устройства сопряжения 12 в ПЭВМ 1 поступают данные обо всех состояниях входов/выходов ОД 31 в различных режимах его работы.In the functional diagnosis mode using the interface device 12 in the PC 1 receives data about all the status of the inputs / outputs of OD 31 in various modes of operation.

б) Тестовый диагнозb) Test diagnosis

При тестовом диагностировании ПЭВМ 1 через устройство сопряжения 12 формирует различные тестовые воздействия на ОД 31 и фиксирует реакцию на них ОД 31.In the test diagnosis of the PC 1 through the interface device 12 generates various test effects on the OD 31 and records the response to them OD 31.

Процедура сравнения идентификационных масокIdentification Mask Comparison Procedure

Пусть необходимо произвести сравнение двух масок mtest и m.Let it be necessary to compare two masks m test and m.

Причем под сравнением здесь понимается содержание маски mtest в маске m. Пример сравнения проиллюстрируем с использованием таблиц.Moreover, by comparison here we mean the content of the mask m test in the mask m. An example of a comparison is illustrated using tables.

Пусть дана маска m:Let the mask m be given:

TsTs 1one 22 33 4four 55 66 77 88 mm 1one 1one 00 1one 00 1one 1one 00

Необходимо сравнить ее с маской mtest:You need to compare it with the m test mask:

TsTs 1one 22 33 4four 55 66 77 88 mtest m test 1one 00 00 1one 00 1one 00 00

Сравнение осуществляется по логическому принципу “И” (And), т.е.The comparison is carried out according to the logical principle of “And” (And), i.e.

TsTs 1one 22 33 4four 55 66 77 88 mm 1one 1one 00 1one 00 1one 1one 00 mtest m test 1one 00 00 1one 00 1one 00 00 mRES m RES 1one 00 00 1one 00 1one 00 00

Если mRES=mtest, то тогда маска mtest содержится в маске m.If m RES = m test , then the mask m test is contained in the mask m.

Проведение диагноза с целью выявления неисправного элементаDiagnosis to identify a defective item

Наша система обучена и имеет для каждого ОД 31 таблицу функциональной неисправности (см. таблицу).Our system is trained and has a functional failure table for each OD 31 (see table).

Процедура диагноза выполняется следующим образом (см. фиг.2).The diagnosis procedure is performed as follows (see figure 2).

Предположим, что уже априорно определено, что в системе имеется неисправность (т.е. зафиксирован факт отказа) и необходимо распознать отказавший элемент. Для этого переходные характеристики ОД 31 подвергаются тестированию с целью определения множества идентификационных масок отказов. Указанные операции выполняются с помощью модулей 32 - эталонный объект диагноза (ЭОД) и 33 - модуль вычитания из переходных характеристик объекта диагноза 31 переходных характеристик эталонного объекта 32 (Q∗=Z∗-Z). После этого полученные идентификационные маски (Mtest) сравниваются (операция 34 - проведение тестов-проверок ПТП) с множествами масок Mj (j∈1…m), соответствующих m состояниям объектов диагностирования 36÷36+m с отказами определенных элементов. Результатом сравнения является определение номера j∈1…m некоторого множества Mj, которое содержит в себе множество Mtest (36+m+1).Suppose that it is already a priori determined that the system has a malfunction (i.e., a fact of failure has been recorded) and it is necessary to recognize the failed element. To do this, the transient characteristics of the OD 31 are tested to determine the set of identification masks of failures. These operations are performed using modules 32 - reference object of diagnosis (EDI) and 33 - module subtracting from the transient characteristics of the diagnosis object 31 transient characteristics of the reference object 32 (Q ∗ = Z ∗ -Z). After that, the obtained identification masks (M test ) are compared (operation 34 — conducting PTP test checks) with the sets of masks M j (j∈1 ... m) corresponding to m states of diagnostic objects 36 ÷ 36 + m with failures of certain elements. The result of the comparison is the determination of the number j∈1 ... m of some set M j , which contains the set M test (36 + m + 1).

Поиск неисправного элемента осуществляется с помощью алгоритма, представленного на фиг.2, где МОДj (36+j) - объект диагноза с отказом j-го элемента.The search for the faulty element is carried out using the algorithm presented in figure 2, where the MOD j (36 + j) is the object of diagnosis with the failure of the j-th element.

По номеру j определяется одна из m реализаций ОД с известным отказом и таким образом определяется сам отказавший элемент.By number j, one of the m OD implementations with a known failure is determined, and thus the failed element itself is determined.

Таким образом, в заявляемой системе по сравнению с прототипом существенно расширены функциональные возможности, а также номенклатура ОД. Кроме того, особенностью новой системы является возможность обнаружения неисправного блока в ОД непосредственно в процессе работы системы с помощью функционального диагноза. Определение неисправностей в объекте диагностирования обеспечивается в заявляемой системе введением в нее целого ряда новых блоков, а также математическим алгоритмом диагностики, содержащимся в ПЭВМ.Thus, in the inventive system in comparison with the prototype significantly expanded functionality, as well as the nomenclature of OD. In addition, a feature of the new system is the ability to detect a faulty unit in the OD directly during the operation of the system using a functional diagnosis. The determination of faults in the diagnostic object is provided in the inventive system by introducing a number of new blocks into it, as well as the mathematical diagnostic algorithm contained in the PC.

Claims (2)

1. Автоматизированная система диагностирования цифровых устройств, содержащая ПЭВМ, включающую процессор, клавиатуру, дисплей, память, принтер, блок питания, программируемый порт входа-выхода подключенные к системной шине, устройство сопряжения, включающее блок шинных формирователей, шины адреса, данных и управления, дешифратор, селектор, буферные элементы, образующие блок цифровых интерфейсов, подключенный через устройство контактирования к объекту диагностирования, программируемые порты входа-выхода, образующие устройство управления блоком цифровых интерфейсов, а также блок аналоговых входов, блок аналоговых выходов, выход которого через устройство контактирования подключен к объекту диагностирования, отличающаяся тем, что к ПЭВМ дополнительно подключен блок управляющих элементов, в устройство сопряжения дополнительно введены: блок питания с контролем потребления, подключенный через устройство контактирования к объекту диагностирования, формирователь электромагнитного поля, образующий с блоком аналоговых выходов блок аналоговых и электромагнитных выходов, блок контроля электромагнитного поля, образующий с блоком аналоговых входов блок аналоговых и электромагнитных входов, а также устройство управления блоком аналоговых и электромагнитных входов, подключенное к блоку аналоговых и электромагнитных входов, устройство управления блоком аналоговых и электромагнитных выходов, подключенное к блоку аналоговых и электромагнитных выходов; блок цифровых интерфейсов дополнен блоком шинных формирователей, шиной адреса, шиной данных, шиной управления, дешифратором, селектором, буферными элементами и выполнен в виде двух модулей: модуля цифровых выходов и модуля цифровых входов, а блок питания с контролем потребления, устройство управления блоком аналоговых и электромагнитных входов, устройство управления блоком цифровых интерфейсов, устройство управления блоком аналоговых и электромагнитных выходов, подключены к программируемому порту входа-выхода через дополнительно введенный интерфейсный модуль.1. An automated system for diagnosing digital devices containing a PC, including a processor, keyboard, display, memory, printer, power supply, programmable input-output port connected to the system bus, an interface device including a block of bus drivers, address, data and control buses, decoder, selector, buffer elements forming a block of digital interfaces connected via a contacting device to the diagnostic object, programmable input-output ports forming the device is controlled I have a block of digital interfaces, as well as a block of analog inputs, a block of analog outputs, the output of which through a contacting device is connected to a diagnostic object, characterized in that the control unit is additionally connected to a PC, the following are additionally introduced into the interface device: a power supply with consumption control, connected through the contacting device to the object of diagnosis, the electromagnetic field shaper, forming with the block of analog outputs the block of analog and electromagnetic outputs, Lock control the electromagnetic field, forming a unit of analog input unit of analogue and electromagnetic inputs, as well as analog and electromagnetic input unit control device connected to the unit of analog and electromagnetic input, the control unit device analogue and electromagnetic outputs connected to the block of the analog and electromagnetic outputs; the digital interface unit is supplemented by a bus former unit, an address bus, a data bus, a control bus, a decoder, a selector, buffer elements and is made in the form of two modules: a digital output module and a digital input module, and a power supply with consumption control, an analog and a control unit electromagnetic inputs, control unit for digital interfaces, control unit for analog and electromagnetic outputs, connected to a programmable input-output port through an additional denny interface module. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что дисплей выполнен в виде жидкокристаллического сенсорного монитора. 2. The system according to claim 1, characterized in that the display is made in the form of a liquid crystal touch monitor.
RU2009135673/08A 2009-09-21 2009-09-21 Automated system for diagnosing digital devices RU2430406C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009135673/08A RU2430406C2 (en) 2009-09-21 2009-09-21 Automated system for diagnosing digital devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009135673/08A RU2430406C2 (en) 2009-09-21 2009-09-21 Automated system for diagnosing digital devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009135673A RU2009135673A (en) 2011-03-27
RU2430406C2 true RU2430406C2 (en) 2011-09-27

Family

ID=44052662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009135673/08A RU2430406C2 (en) 2009-09-21 2009-09-21 Automated system for diagnosing digital devices

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2430406C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014077724A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Федеральное Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального И Двойного Назначения" (Фгбу "Фаприд") Method for locating multiple uncontrolled failures of technical systems
RU176924U1 (en) * 2017-09-14 2018-02-01 Общество с ограниченной ответственностью "Радиан" STAND FOR CHECKING BLOCKS AND MODULES OF WEAPONS AND MILITARY EQUIPMENT (SPBM IViVT)
RU2724973C1 (en) * 2019-08-15 2020-06-29 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Авиационного оборудования" Method for logical pairwise monitoring of heterogeneous redundant engineering systems and device for implementation thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018005149A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-02 Interroll Holding Ag Analog controlled conveyor with data reading

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014077724A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Федеральное Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального И Двойного Назначения" (Фгбу "Фаприд") Method for locating multiple uncontrolled failures of technical systems
RU2557441C2 (en) * 2012-11-19 2015-07-20 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Федеральное Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального И Двойного Назначения" (Фгбу "Фаприд") Cyclic method of localising uncontrolled multiple failures of engineering systems during operation thereof and apparatus therefor
CN105103060A (en) * 2012-11-19 2015-11-25 联邦政府预算机构《用于军事、特殊和双用途智力活动结果的法律保护的联邦机构》 Method for locating multiple uncontrolled failures of technical systems and device for implementing the method
KR101757086B1 (en) 2012-11-19 2017-07-11 페더럴 스테이트 버지터리 인스티튜션 ≪페더럴 에이전시 포 리걸 프로텍션 오브 밀리터리, 스페셜 앤드 듀얼 유스 인텔렉추얼 액티버티 리절트≫ (에프에스비아이 ≪팔피아르≫) Method for locating multiple uncontrolled failures of technical systems
US9734002B2 (en) 2012-11-19 2017-08-15 Federal State Budgetary Institution<Federal Agency for Legal Protection of Military, Special and Dual Use Intellectual Activity Results>(FSBI<FALPIAR>) Cyclical method and a device for localizing uncontrollable multiple failures in engineering systems in operation
CN105103060B (en) * 2012-11-19 2018-04-10 联邦政府预算机构《用于军事、特殊和双用途智力活动结果的法律保护的联邦机构》 To the cyclical method and equipment of uncontrollable multiple fault localizations in the engineering system of operation
RU176924U1 (en) * 2017-09-14 2018-02-01 Общество с ограниченной ответственностью "Радиан" STAND FOR CHECKING BLOCKS AND MODULES OF WEAPONS AND MILITARY EQUIPMENT (SPBM IViVT)
RU2724973C1 (en) * 2019-08-15 2020-06-29 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Авиационного оборудования" Method for logical pairwise monitoring of heterogeneous redundant engineering systems and device for implementation thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009135673A (en) 2011-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101821642B (en) Emulating behavior of legacy test system
CN104484248A (en) Diagnosis method and device for electrifying fault of computer motherboard
EP3005316B1 (en) Device and method for detecting faults in electronic systems
US12025663B2 (en) Method for semiconductor device interface circuitry functionality and compliance testing
RU2430406C2 (en) Automated system for diagnosing digital devices
US20220253375A1 (en) Systems and methods for device testing to avoid resource conflicts for a large number of test scenarios
CN104297664A (en) Mainboard time sequence measuring device and method
CN115856588A (en) Chip test board and test method
JP2008526112A (en) Use of a parametric measurement unit for transducer testing.
CN107171893A (en) Automatic test platform and its method of testing based on CAN network
CN108319516B (en) Test system and test method
CN207541496U (en) A kind of automated diagnostic tester device based on vehicle body domain controller
CN108072855B (en) Testing device and testing system
RU91183U1 (en) AUTOMATED DIAGNOSTIC SYSTEM FOR DIGITAL DEVICES
US7676769B2 (en) Adaptive threshold wafer testing device and method thereof
US10955464B2 (en) Health monitoring of a circuit
CN116186976A (en) Verification method and verification system for accuracy of data collected by equipment platform sensor
Khasawneh et al. Real-time monitoring of test fallout data to quickly identify tester and yield issues in a multi-site environment
US20210389367A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR PERFORMING LOOPBACK TEST ON PCIe INTERFACE
CN110967615B (en) Circuit board fault diagnosis device and method
CN109116835A (en) A kind of feature card test method peculiar to vessel and device
CN110907857B (en) Automatic connector detection method based on FPGA
CN105868063A (en) Method, system and apparatus for writing functional detection result and mobile terminal
CN117251331B (en) Chip performance data supervision and transmission system and method based on Internet of things
CN111190091B (en) Test head of WAT equipment and diagnosis and repair method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180922

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201001