Показатели аппаратурных средств диагностирования
Средства технического диагностирования.
Показатели и характеристики технического диагностирования
Продолжительность технического диагностирования (контроля технического состояния ) - интервал времени, необходимый для проведения диагностирования (контроля) объекта.
Достоверность технического диагностирования (контроля технического состояния)- степень объективного соответствия результатов диагностирования (контроля) действительному техническому достоянию объекта .
Полнота технического диагностирования (контроля технического состояния) - характеристика, определяющая возможность выявления отказов (неисправностей) в объекте при выбранном методе его диагностирования (контроля).
Глубина поиска места отказа (неисправности)- характеристика, задаваемая указанием составной части объекта с точностью, до которой определяется место отказа (неисправности).
Условная вероятность необнаруженного отказа (неисправности) при диагностировании (контроле) - вероятность того, что неисправный (неработоспособный) объект в результате диагностирования (контроля) признается исправным (работоспособным).
Условная вероятность ложного отказа (неисправности) при диагностировании (контроле)- вероятность того, что исправный (работоспособный) объект в результате диагностирования (контроля) признается неисправным (неработоспособным).
Средство технического диагностирования (контроля технического состояния) - аппаратура (АСД) и программы (ПСД), с помощью которых осуществляется диагностирование (контроль), а также ремонтно-эксплуатационную документацию (РЭД)
Встроенное средство технического диагностирования (контроля технического состояния) - средство диагностирования (контроля), являющееся составной частью объекта
Внешнее средство технического диагностирования (контроля технического состояния) - средство диагностирования (контроля), выполненное конструктивно отдельно от объекта
Специализированное средство технического диагностирования (контроля технического состояния)Средство, предназначенное для диагностирования (контроля) одного объекта или группы однотипных объектов
Универсальное средство технического диагностирования (контроля технического состояния)Средство, предназначенное для диагностирования (контроля) объектов различных типов
К аппаратурным средствам диагностирования (контроля) относят различные устройства: приборы, пульты, стенды, специальные вычислительные машины, встроенную аппаратуру контроля вычислительных и управляющих машин и т. п.
Программные средства диагностирования (контроля) представляют собой программы, записанные, например, на перфоленте. При этом используют как рабочие программы объекта, содержащие дополнительные операции, необходимые для диагностирования (контроля) объекта, так и программы, специально составленные исходя из требований диагностирования (контроля) объекта.
Рабочие программы позволяют осуществлять диагностирование (контроль) объекта в процессе использования его по прямому назначению, а специальные программы требуют перерывов в выполнении объектом его рабочих функций.
Примерами объектов, диагностируемых программными средствами, являются универсальные или специализированные вычислительные, управляющие или логические машины.
Ремонтно-эксплуатационная документация – таблицы дефектов, методики поиска дефектов, ремонтные схемы, схемы электрических соединений, принципиальные электрические схемы.
Ремонтные схемы представляют собой наглядные пособия, где указаны основные сигнальные цепи, изображен вид сигналов в различных контрольных точках и приведено структурное разбиение системы, устройства на функциональные узлы (ФУ), а тех в свою очередь – на схемы (каскады) с указанием выполняемых ими функций.
На ремонтной схеме (рис.1.) каждый функциональный элемент узла показан в виде буквенно-шифровым обозначением элементов схемы, на которых выполнен данный функциональный элемент (каскад).
Рис.1. Фрагмент ремонтной схемы.
Направление прохождения основных сигналов указывается стрелками. Приводится вид сигналов на входах и выходах всех составляющих функциональных узлов каскадов.
Кроме того, на ремонтной схеме отмечены органы регулировки, устройства индикации и внутренние органы регулировки. У каждого каскада обозначаются входы и выходы, например, у транзистора: б – база, к – коллектор.
Ремонтные схемы даются для всех ФУ, входящих в систему или устройство. В некоторых случаях на все устройство приводится одна общая ремонтная схема.
Полезным видом технической документации для поиска дефектов в системе является схема электрических межсоединений (см.рис.2).
Рис.2. Схема электрических соединений.
С ее помощью можно определить место в схеме системы, наиболее доступное для проверок. На схеме электрических межсоединений изображаются кабельные соединения между отдельными ФУ системы. Для удобства чтения схемы на нее наносят условные обозначения кабельных разъемных соединений. С помощью такой схемы можно определить прохождение от ФУ к ФУ сигнальных и управляющих линий, а также шин питания.
При проверки узлов, не показанных на ремонтных схемах, а также для определения подлежащей восстановлению ветви в локализованной неработоспособной схеме (каскаде) крайне полезны принципиальные электрические схемы. На них изображаются компоненты с помощью условных графических обозначений, образующих законченные схемы какого-либо устройства или оборудования (рис.3). Рядом с каждым компонентом дается его буквенно-цифровое обозначение и указывается тип или номиналы компонентов.
Для поиска причины отказа ОД – элемента с помощью принципиальных электрических схем необходимы таблицы напряжений и сопротивлений. В них приводятся рабочие значения напряжений и сопротивлений относительно корпуса (или другой точки схем). Кроме того, здесь же указываются условия, при которых следует выполнять измерения. Это могут быть, например, требования установки органов управления в определенное положение или же описание необходимых условий эксплуатации устройства. При этом бесконечное сопротивление свидетельствует о наличии обрыва, а нулевое – о коротком замыкании на корпус или опорную точку, приведенную в таблице сопротивлений.
Аппаратурные средства диагностирования представляют собой приборы или устройства, предназначенные для решения различных задач, возникающих при определении технического состояния объектов диагностирования. Состав и принцип построения АСД определяются решаемыми задачами диагностирования, степенью воздействия на оборудование, степенью встраивания, способами получения информации, способами обработки информации о состоянии оборудования, степенью автоматизации, степенью универсальности и подвижности.
Рис.3. Пример принципиальной электрической схемы.
В зависимости от решаемых задач диагностирования можно выделить следующие виды аппаратурных средств диагностирования (АСД):
- для контроля работоспособности;
- для поиска дефектов;
- для прогнозирование изменения состояния;
- для контроль работоспособности и прогнозирование изменения состояния;
- для контроль работоспособности и прогнозирование изменения состояния, поиск дефектов.
По степени воздействия на оборудование АСД разделяются на активные и пассивные. Пассивные АСД выполняют анализ информации о состоянии оборудования, для чего воспринимают, обрабатывают и оценивают диагностические признаки.
Активные АСД воздействуют на оборудование, подавая на входы, отведенные для целей диагностирования, сигналы, стимулирующие реакцию оборудования, которая затем оценивается.
Конструктивно АСД могут полностью или частично относиться к объекту (встроенные) или выполняться отдельно от конструкции объекта (внешние). То или другое конструктивное исполнение АСД определяется в основном особенностями эксплуатации оборудования.
По способу обработки информации АСД могут быть последовательного, параллельного и параллельно-последовательного действия.
АСД последовательного действия осуществляют последовательный прием, измерение, контроль и обработку информации. Они отличаются простотой, использованием минимального числа преобразований, средств измерения и контроля. Однако при этом способе результат формируется по отдельному признаку после каждой проверки. АСД параллельного действия осуществляют одновременно измерение и контроль всех параметров, что сокращает время формирования общего диагностического признака, по которому осуществляется оценка и прогнозирование состояния оборудования. Их обычно используют при жестких ограничениях на время диагностирования.
АСД параллельно-последовательного действия осуществляют одновременный прием и обработку информации по нескольким каналам. При этом анализ результатов выполняется после реализации группы проверок, т.е., измерения или контроля группы показателей.
По степени автоматизации АСД разделяются на ручные, автоматизированные и автоматические. АСД, требующие активного участия оператора при их использовании, относятся к ручным. Это – все используемые в процессе диагностирования измерительные приборы (осциллографы, генераторы синусоидальных, импульсных сигналов и др.).
АСД, при использовании которых роль человека-оператора сводится к выполнению отдельных, достаточно простых операций (включение, переключение, выключение и т.д.), относятся к автоматизированным АСД.
АСД, которые функционируют без участия человека-оператора, считаются автоматическими.
По степени универсальности АСД разделяются на специализированные и универсальные.
Специализированные АСД предназначены для диагностирования однотипных элементов, универсальные – для диагностирования элементов различного назначения и конструктивного исполнения.
Универсальные АСД могут быть использованы для оценки состояния оборудования после изготовления и в период эксплуатации. Такие АСД часто строятся с применением ЭВМ. В этом случае переход от одного типа оборудования к другому осуществляется путем смены внешней программы диагностирования без изменения структуры АСД.
Универсальные АСД, как правило, проектируются с ''открытыми входами'' под унифицированные сигналы первичных измерительных преобразователей. Универсальные АСД отличаются гибкостью, т.е. возможностью ввода новых программ диагностирования. Следует заметить, что универсальные АСД достаточно сложны и дорогостоящи, а для их обслуживания требуются специалисты высокой квалификации.
Так, универсальными средствами диагностирования являются АСД, предназначенные для анализа вибрационных полей вращающихся механизмов или определения металлических включений в смазочном масле. К специализированным АСД относятся, например, АСД для диагностирования энергетических установок или систем автоматического управления ими, замера электромагнитных полей.
В зависимости от степени подвижности АСД могут быть выполнены переносными, передвижными и стационарными.
Стационарные АСД чаще всего размещаются на диагностических станциях, испытательных и контрольных центрах. Передвижные АСД монтируются на самоходных или несамоходных транспортных средствах.
На рис.4 представлена блок-схема СТД, предназначенной для диагностирования токовых ионизационных камер (ИК) нейтронно-физического канала СУЗ ядерного реактора (ЯР).
Рис.4. Блок-схема диагностической системы МАСДИП
АСД выбирают или разрабатывают в процессе проектирования систем диагностирования. Эффективность АСД оценивается совокупностью показателей, основными из которых являются показатели надежности, метрологические показатели и массогабаритные показатели.
Показатель надежности АСД характеризуют:
вероятность безотказной работы(t), т.е., вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ АСД не возникает. Величина вероятности безотказной работы рассчитывается по различным формулам в зависимости от закона распределения отказов элементов. Для экспоненциального закона
(t)=, где- интенсивность отказов АСД;
коэффициент готовности представляет собой вероятность того, что ТСД окажутся работоспособными в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование их по назначению не предусматривается, и характеризует как безопасность, так и ремонтопригодность ТСД.
Коэффициент готовности рассчитывается по формуле:
= ,
где - наработка на отказ; - среднее время восстановления;