ЛЕКЦИЯ 35

6. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Техническое днагностирование, как правило, осуществляется путем измерения и контроля количественных значений параметров системы и, возможно, качественных значений признаков, анализа и обработки результатов их измерения и контроля, а также путем управления объектами в соответствии с алгоритмом диагностирования.

Большое разнообразие объектов и задач технического диагностирова- ния привело к тому, что в настоящее время используются средства диагно-стирования самых различных принципов построения и назначения. Все эти средства отличаются способами технической реализации, конструктивным исполнением и расположением относительно объекта диагностирования, степенью автоматизации и универсальности, принципами воздействия на объект диагностирования, формой обработки и представления информации о состоянии объекта, режимами работы и рядом других признаков. Основные из них указаны на рис. 1.4.

Рис. 1.Классификация технических средств диагностирования

К аппаратурным средствам диагностирования относят различные устройства: приборы, пульты, стенды, специальные вычислительные машины. Аппаратурные средства, составляющие с объектом диагностирования конструктивно и, возможно, функционально единое целое, являются встроенными аппаратурными средствами диагностирования.

Примерами подобных средств могут быть измерительные приборы (температуры, давления, тока, напряжения, момента, частоты вращения и т.п.), устройства индикации технического состояния элементов (манаметры, термометры, реле, светоизлучающие диоды, неоновые лампы и т.п.), устройства контроля изоляции и другие, встроенные в схемы управления. электро- приводами часто с целью воздействия результатов диагностирова ния на работу схем управления.

Если в схемах управления не предусмотрены встроенные средства диагностирования либо их оказывается недостаточно для диагностирования с требуемой глубиной, то применяют внешние аппаратурные средства диагностирования, выполненные отдельно от конструкции объекта и подключаемые к нему лишь в процессе диагностирования. Простейшими примерами внешних аппаратурных средств могут быть комбинированные приборы для измерения в цепях постоянного и переменного тока тестеры логического состояния, электроннолучевые и цифровые осциллографы, переносные измерительные комплекты и т.п.

Аппаратурные средства диагностирования могут быть специализиро- ванными, если они предназначены только для однотипных объектов, или универсальными, если предназначены для объектов различного конструктивного выполнения и функционального назначения.

Примером внешних специализированных средств днагностирования являются устройства, широко используемые заводами изготовителями на стадиях технического контроля для проверки монтажных соединений, работоспособности отдельных узлов или агрегатов. В число встроенных специализированных средств диагностирования могут входить специально разработанные вычислительные устройства с жестко запрограммированными алгоритмами диагностирования конкретной системы.

Универсальные средства диагностирования технически более сложны. Они включают в себя, как правило, серийные вычислительные машины с гибкими устройствами управления и программирования.

Программные средства диагностирования представляют собой программы, записанные на носителе (перфоленте, магнитной пленке и т.п.), с которыми работает объект диагностирования. Они применимы для объектов, работающих по заранее заданным программам, например, программируемых контроллеров, микропроцессорных систем управления. Программы могут обеспечить техническое диагностирование объекта в процессе использования его по прямому назначению (рабочие программы) либо при кратковременном прерывании функционирования объекта (специальные, испытательные программы). Программные средства в сочетании с аппаратурными образуют программно-аппаратурные средства диагностирования, позволяющие решать задачи самодиагностики объекта.

По степени автоматизации технические средства диагностирования могут быть ручными, автоматизированные и автоматические.

Применение ручных средств требует участия человека - оператора как для подключения средств к объекту диагностики, так и для принятия решений о его техническом состоянии. Использование ручных средств дает низкую производительность и недостаточную объективность диагностиро-вания. Как правило, ручные средства выполняют специализированными .

Автоматизированные средства требуют частичного участия оператора для их подключения к объекту и выбора режимов диагностирования основная же процедура диагностирования, включая выдачу информации о тематическом состоянии объекта, осуществляется автоматически.

Автоматические средства решают задачи диагностирования без вмешательства человека. Автоматизированные и автоматические средства могут быть как специализированными, так и универсальными. Они обладают высоким быстродействием и достоверностью диагностики.

По степени воздействия на объект диагностирования технические средства могут быть активными и пассивными. Активные воздействуют на объект, посылая в него сигнал, вызывающий реакцию объекта, которая затем и анализируется. Возмущающие сигналы могут быть импульсными, ступенчатыми гармоническими и др. Пассивные средства выполняют лишь измерения обработку и оценку сигналов характеризующих состояние объекта.

Из всего многообразия средств диагностирования в промышленных ОД наибольшее применение в настоящее время Находят аппаратурные средства для определения работоспособности и неисправности отдельных элементов или локальных систем управления ОД. Программные и программно-аппаратурные средства диагностирования получают широкое внедрение по мере распространения микропроцессорных систем управления.

7. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ОБЪЕКТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ КАК СИСТЕМУ

При диагностировании под системой понимают технический объект (изделие), которое, имеет следующие свойства:

1. Целостность, что означает наличие целевой неразрывной связи между компонентами;

2. Селективность, т.е. выбор компонентов предназначенных для выполнения функции;

3. Функция, функционирование, поведение. Здесь функция это свойство системы, проявляющееся при достижении цели, а функцианирова- ние — процесс достижения цели.

Поведение может быть функциональным, дисфункциональным и нейтральным.

4. Цель или цели, образующиеся из уяснения противоречий «среда—система»

Цель, цели вытекают из анализа проблемы взаимодёйствия системы со сферами среды: физической, информационной, экономической, технической, социальной и т.д. Возникновение сфер приводит к размытости (теория Задэ).

5. Организация. Здесь надо иметь в виду, что организация это много-образное понятие: структура, порядок проведения, учреждение и т.д. В нашем случае организация — это построение системы, т.е. статика и ее развитие и поведение во времени и пространстве, т.е. динамика.

6. Управление как часть организационного процесса. Сюда входят: 1) наличие ресурсов (материальных и информационных); 2) управление как сбор, обработка, уяснение информации и выработка управляющих импульсов; 3) реализация сигналов управления.

7. Качество целевого функционирования — показатели эффективности на выходе системы.

При наличии этих свойств, система - организованная целостность селективно отобранных компонентов, взаимосвязь и взаимообусловленность которых позволяет осуществлять управление функционированием для достижения поставленной цели с оптимальным качеством целевого функционирования в условиях противодействия среды.

Качество целевого функционирования обозначим — КЦФ или Q_f Известно, что системы делятся на:

а) простые КЦФ =1 - при работоспособности

КЦФ = 0 - при выходе из строя

Р_пр =

и не связаны с количеством компонентов

б) сложные с различными видами избыточности (структурной, функциональной, информационной, временной), при этом КЦФ принимает ряд дискретных значений от 1 до Q_{f доп}

Р_СЛ = Р_ПР+Δ;

Δ=Σ(1 - р_i)(1 – k_Еi),

где k_Еi = m_i/Σm_i в простейшем случае.

При отсутствии процесса восстановления, процесс деградации системы при накоплении нарушений происходит до уровня Q_{f доп}

Так t’ характеризует простую систему, а t“ — сложную

Понижение оценивается коэффициентом значимости К_Еi, оцениваемое математическим ожиданием ухудшения Q_f при деградации.

в) большие, к которым относятся технические, организационные, организационно-технические системы

Р_б=Р_сл.Р_ч,

где Р_ч, — влияние человеческого фактора: оператора, ЛПР.

Все названные виды систем, как само определение, относится только к искусственным техническим или организационным системам, но не затрагивает естественные системы, как например, биосферу, космос и т.п.