передавальний пристрій систем телеізмеренія

Інформатика, програмування

Зміст

1 Вступ 2

2 Призначення та область застосування 4

3 Технічні характеристики 4

4 Структурна схема передавача 5

5 Розробка і розрахунок основних блоків схеми 7

5.1 Параметри НС - коду 7

5.2 Вибір комбінацій НС - коду 10

5.2.1 1-я посилка 11

5.2.2 2-а посилка 14

5.3 Вибір АЦП 16

5.4 Розрахунок дільника напруги 19

5.5 Реалізація регістра 20 < p> 5.6 Розробка логічного вузла 20

5.7 Вибір переданих частот і смуг пропускання 21

5.8 Розрахунок генераторів гармонійних коливань 23

5.9 Розрахунок смугових фільтрів 25

5.10 Розробка блоку управління 27

6 Основні вимоги до алгоритмів діагностування 29

7 Технічна діагностика і прогнозування 32

8 Зв'язок технічної діагностики з надійністю і якістю 35

9 Основи теорії технічної діагностики 38

10 Розробка технічного діагностування 40

11 Розробка схеми діагностування 44

12 Діагностування працездатності системи 46

13 Висновок 48

Додаток А (завдання на бакалаврську роботу )__________________

Додаток Б (список літератури )______________________________

1 Введення

Проектування сучасних систем телемеханіки в корені відрізняється відтих же систем спроектованих буквально кілька років тому. Цепояснюється в першу чергу тим, що для побудови сучасних системтелемеханіки широко використовуються інтегральні мікросхеми та засобиобчислювальної техніки.

Використання сучасних технологій неминуче призводить до підвищенняшвидкості роботи систем, поліпшення якості і розмірів систем, підвищеннюточності і т.д., в порівнянні зі своїми попередниками, виконаними натранзисторах і діодах. Так крім традиційних функцій (телеуправління,телеізмереніе, телесигналізації, телерегулірованіе і передачастатистичної інформації) вони можуть здійснювати попередній відбірінформації після її збору, утворювати сигнали, оптимальні для передачіз даного каналу зв'язку, приймати рішення для управління місцевоїавтоматикою, видавати по вибору і повторно інформацію диспетчеру длявізуального контролю і регулювання і т.д.

Кодування яке використовується в сучасних системах телемеханіки дозволяєпідвищувати їх захищеність від перешкод за рахунок більш досконалих кодів які всхемною реалізації більш прості ніж їхні соратники, а стиснення даних дозволяєзбільшити обсяг інформації, що передається по тих же каналах зв'язку.

Пристрої телеізмеренія (ТІ) здійснюють передачу на відстаньзначень вимірюваних величин, їх реєстрації або введення даних уавтоматичний пристрій. Всі системи ТИ підрозділяють на аналогові ідискретні. Дискретні системи ТИ найбільш близькі за принципами побудовисхем і використовуваної апаратури до систем телеуправління. Характернаособливість дискретних систем - здійснення в передавальному пристроїоперації квантування по рівню. При цьому замість передачі безперервного рядузначень вимірюваної величини передається кінцеве її значень (рівнів),кожному з яких відповідає при кодуванні певна кодовакомбінація. У залежності від принципу кодування розрізняють частотно -імпульсні (що використовують числовий код) і кодово-імпульсні (що використовуютьбагатоелементних код) дискретні системи ТИ.

До аналоговим систем прийнято відносити такі системи ТИ, в якихкожному з безперервного ряду значень вимірюваної величини відповідаєцілком певний сигнал ТИ.

Основна перевага дискретних систем в порівнянні з аналоговими --незначний вплив зміни параметрів лінії зв'язку і перешкод в каналахзв'язку на сигнали, що передаються.

До переваг кодово-імпульсних систем ТИ слід віднести високуперешкодостійкість і відсутність принципових обмежень для підвищенняточності телепередачі, обумовлені дискретним характером сигналів. Крімтого, такі системи пристосовані для виведення інформації в цифровій формі.

У кодово-імпульсних системах кодується або кут повороту стрілкипервинного вимірювального приладу, або уніфікований електричнийпараметр (струм або напругу), в якій попередньо перетворюєтьсявимірювана величина.

Завдання кодування повідомлення в загальному випадку полягає в узгодженнівластивостей джерела повідомлень з властивостями каналу зв'язку. Розрізняютькодування джерела повідомлень (ефективне кодування) та кодування,що враховує вплив перешкод у каналі зв'язку (завадостійке кодування).

2 Призначення та область застосування

Пристрої телеізмеренія здійснюють передачу на відстань значеньвимірюваних величин, їх реєстрації або введення даних у автоматичнепристрій. В основному такі системи застосовуються в умовах, коли передачаданих скрутна в прямому вигляді, тоді постає питання про застосування такихсистем.

3 Технічні характеристики

Основні технічні характеристики розробляється передавачасистеми телеізмеренія мають таке значення:

4 Структурна схема передавача

розробляється схема приймача має здійснювати передачу отриманоїінформації без часових інтервалів між посилками, а також проводити їїобробку з найменшим часом.

Структурна схема зображена на малюнку 4.1.

вимірюваної напруги надходить на вхід дільника напруги,призначеного для узгодження рівня вхідного сигналу з входом АЦП.
Перетворене напруга надходить на АЦП, з виходу якого частинадвійкового коду, що відповідає першій посилці, відразу ж подається на блоккодування (блок логічних пристроїв), а інша частина - на тригери,що виступають в ролі регістра. Блок регістрів призначений для зберіганнядвійкового коду в той час, коли виходи АЦП знаходяться в Z - стан, щодозволяє здійснювати безперервну передачу. З виходу блоку регістрівдвійковий код надходить на логічний блок (блок кодування), девідбувається перетворення двійкового коду в непріводімий змінно-посилковоїкод. Сигнали з виходу логічного блоку надходять на блок перетворення вчастоту логічних сигналів, де знаходяться генератори частоти, ключівключення генераторів, смугові фільтри і суматор. Коливання з виходівсмугових фільтрів надходять на суматор, з виходу якого в лініюнадходить вихідний сигнал. Роботою перерахованих вище блоків управляє блокуправління, який повинен проводити наступні операції:запуск АЦП на перетворення;управління передачею даних з АЦП;керувати записом в регістри;керувати черговістю видачі в лінію посилок.

5 Розробка і розрахунок основних блоків схеми

5.1 Параметри НС - коду

Допустима похибка для АЦП визначається за такою формулою:

(= 0,5 (доп, (5.1)

(= 0,5 * 2.8 = 1.4%.

Кількість рівнів квантування АЦП (N):

N = 100/(+ 1, (5.2)

N = 100/1.4 + 1 = 72.4.

Оскільки така розрядність не може бути досягнута то Приймаються
N = 128.

Розрядність кодової комбінації (n): n = log2 N, (5.3).

n = log2 128 = 7.

Для перетворення комбінацій двійкового коду (ДК) в НС - код комбінації
ДК розбиваються на n груп, кількість яких дорівнює кількості посилок НС - коду nв.

Комбінація ДК кожної групи присвоюються комбінації частот звідповідних груп сполучень, утворених для побудови посилок НС --коду. При розбитті розрядів ДК на групи, а так само при формуваннікомбінацій посилок НС - коду слід враховувати, що кількість можливихперестановок в групі (комбінацій ДК) не повинна перевищувати кількостікомбінацій відповідних посилок:

, (5.4) де

Niгрдк - число комбінацій i - ої групи ДК;

Nnвi - кількість комбінацій i - ой посилки НС.

Вибір числа частотних позицій nч для побудови комбінацій посилок НС --коду проводиться з умови:

. (5.5)

Приймемо nв = 3 (nв - кількість посилок).

Для перетворення семіразрядного ДК в НС - код, у якого nв = 3mч = 2, кількість необхідних комбінацій:

Nком (23 +2 * 22 = 16.

При nч = 7 Nком = 21, а при nч = 6 Nком = 15, тому будемовикористовувати 7 частотних позицій.

Відносна швидкість передачі визначається за такою формулою:

, (5.6) де

M - кількість інформації; nч - кількість частотних позицій; nв - кількість посилок.

По формулі (5.6) знаходимо відносну швидкість передачі:

Rf = 7/(7 * 3) = 0.3 (3).

Беручи nв = 2 і використовуємо ті ж формули.

Для перетворення шестіразрядного ДК в НС - код, у якого nв = 2,mч = 2 кількість необхідних комбінацій дорівнюватиме:

Nком (23 + 24 = 24.

При nч = 8 Nком = 28, тому використовуємо 8 частотних позицій. < p> За формулою (5.6) знаходимо відносну швидкість передачі:

Rf = 7/(8 * 2) = 0.43.

На підставі вищенаведених розрахунків робимо висновок, що НС - код зпараметрами nв = 2, mч = 2 забезпечує більшу швидкість передачі приневеликій витраті апаратних ресурсів.

5.2 Вибір комбінацій НС - коду

На підставі вищенаведених розрахунків використовуємо для передачі 8частотних позицій, то можливе отримання 28 комбінацій (Таблиця 5.1)

Таблиця 5.1
| 1-2 | 1-3 | 1-4 | 1-5 | 1-6 | 1-7 | 1-8 |
| 2-3 | 2-4 | 2-5 | 2-6 | 2-7 | 2-8 |
| 3-4 | 3-5 | 3-6 | 3-7 | 3-8 |
| 4-5 | 4-6 | 4-7 | 4-8 |
| 5-6 | 5-7 | 5-8 |
| 6-7 | 6-8 |
| 7-8 |

Для побудови кодових комбінацій 1 - ой посилки потрібно використовувати 16комбінацій частот, а для 2-ий посилки 8 комбінацій частот.

За розрахунками проведеним раніше необхідно використовувати вісім частот, аотже, для рівномірного використання всіх частот кожна частотадля першого посилки повинна використовуватися чотири рази, а для других дварази. Вибір частотних комбінацій слід проводити за допомогою карти
Карно, тому що використання карт Карно дозволить значнооптимізувати поданні кожної кодової комбінації для побудовилогічного вузла.

5.2.1 1-я посилка

Частота 1 і 2

| 1 | 1 | 2 | 2 |
| 1 | 1 | 2 | 2 |
| | | | |
| | | | |

Частота 3 і 4

| | | | |
| | | | |
| 3 | 3 | 4 | 4 |
| 3 | 3 | 4 | 4 |

Частота 5 і 6

| | | | |
| 6 | 5 | 5 | 6 |
| 6 | 5 | 5 | 6 |
| | | | |

Частота 7 і 8

| 8 | 7 | 7 | 8 |
| | | | |
| | | | |
| 8 | 7 | 7 | 8 |

Виходячи з даних по картах Карно отримуємо функції для частот наведені в таблиці 5.2.1.1.

Таблиця 5.2.1.1
| Частоти | Функції |
| 1 | |
| 2 | |
| 3 | |
| 4 | |
| 5 | |
| 6 | |
| 7 | |
| 8 | |

Виходячи з вище наведених функцій отримуємо комбінації частот для перших посилки наведені в таблиці 5.2.1.2: таблиці 5.2.1.2
| код | 000 | 000 | 001 | 001 | 010 | 010 | 011 | 011 | 100 | 100 | 101 | 101 | 110 | 110 | 111 | 111 |
| | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| част. | 1-8 | 2-8 | 1-7 | 2-7 | 3-8 | 4-8 | 3-7 | 4-7 | 1-6 | 2-6 | 1-5 | 2 -- 5 | 3-6 | 4-6 | 3-5 | 4-5 |

5.2.2 2-а посилка

Частота 1 і 2

| 1 | 1 | | |
| 2 | 2 | | |

Частота 3 і 4

| 3 | 4 | | |
| 3 | 4 | | |

Частота 5 і 6

| | | 5 | 5 |
| | | 6 | 6 |

Частота 7 і 8

| | | 7 | 8 |
| | | 7 | 8 |

Аналогічно визначаємо комбінації і для других посилки.

Отримуємо наступні функції (таблиця 5.2.2.1).

Таблиця 5.2.2.1
| Частоти | Функції |
| 1 | |
| 2 | |
| 3 | |
| 4 | |
| 5 | |
| 6 | |
| 7 | |
| 8 | |

Кінцеві значення кодових комбінацій для другого посилки наведені в таблиці 5.2.2.2.

таблиці 5.2.1.2
| код | 000 | 001 | 010 | 011 | 100 | 101 | 110 | 111 |
| част. | 1-3 | 5-8 | 1-4 | 5-7 | 2-3 | 6-8 | 2-4 | 6-7 |

5.3 Вибір АЦП

Так як розрядність коду дорівнює 7, то для зручності використання тапростоти підключення вибираємо мікросхему КР572ПВ3. Мікросхема представляєсобою восьмизарядний АЦП послідовних наближень, призначений длявведення аналогової інформації в мікропроцесори, мiкроЕОМ та інші пристроїобчислювальної техніки і забезпечує наступні режими: сполучення,статичної пам'яті і з довільною вибіркою. Умовне позначеннянаведено на малюнку 5.3.1

Малюнок 5.3.1

У даній схемі АЦП буде працювати в режимі статичної пам'яті. Намалюнку 5.3.2 зображена тимчасова діаграма роботи АЦП в цьому режимі, а вТаблиця 5.3 вказані стану виходів АЦП і поточний функціональнестан АЦП в залежності від комбінації сигналів на вході.

Малюнок 5.3.2

Таблиця 5.3
| CS | RD | BUSY | DB7-DB0 | Функціональний стан АЦП |
| L | H | H | Z | Початок перетворення |
| L |? | H | Z-дані | Зчитування даних |
| L |? | H | Дані - Z | Скидання |
| H | X | X | Z | Відсутність вибірки |
| L | H | L | Z | Перетворення |
| L |? | L | Z | Перетворення |
| L |? | L | Z | Заборонено |

Основні параметри АЦП:

| Вхідна напруга (максимальне) | 10В |
| Номінальна напруга живлення (висновок 1) | 5В |
| Струм споживання по входу (з виведення 1) | 4мА |
| Опорне напруга (висновок 2) | - 10B |
| Вихідна напруга низького рівня | 4B |
| Частота внутрішнього тактового генератора | 0,4 .. 1,5 Мгц |
| Час перетворення | наявності серійного випуску необхідних коштів;
> наявності відповідних коштів на заводі-виробнику об'єкта;
> масовості випуску об'єкта та його складності;
> необхідної продуктивності засобів тощо

Засоби функціонального діагностування є, як правило,вбудованими і тому розробляються і створюються одночасно з об'єктом.

"Традиційні" підходи до організації діагностичного забезпечення неможуть бути успішно застосовані для об'єктів високої складності, в тому числідля об'єктів обчислювальної тех-

Контролепрігодность забезпечується в результаті перетворенняструктури перевіряється, до вигляду, зручному для діагностування. Дляцього в об'єкт ще на етапі його проектування вводять додатковуапаратуру - вбудовані засоби тестового діагностування.

До вбудованих засобів тестового діагностування можна віднестидодаткові контрольні точки, додаткові входи для блокуваннясигналів і завдання необхідних значенні сигналів, а також спеціальнуапаратуру, яка при діагностуванні змінює структуру об'єкту,залишаючи її вихідної в режимі експлуатації, генерує тести і аналізуєрезультати їх реалізації.

Через відсутність регулярних і економічних методів підвищення контролі -придатності об'єктів на практиці широко використовуються неформальнірекомендації, що полегшують діагностування об'єктів.

7 Технічна діагностика і прогнозування

Оцінюючи область, охоплює технічні діагностикою, розглянемо тритипу задач визначення технічного стану об'єктів.

До першого тину ставляться задачі визначення технічного стану, вякому знаходиться об'єкт в даний момент часу Це - завданнядіагностування. Задачі другого типу - прогноз технічногостану, в якому виявиться об'єкт в деякий майбутній момент часу.
Це - завдання прогнозування. До третього типу відносяться завдання визначеннятехнічного стану, в якому знаходився об'єкт в деякий моментчасу в минулому. За аналогією можна говорити, що це завдання генезу.

Завдання першого типу формально слід віднести до технічноїдіагностиці, а другого типу - до технічної прогностики (до технічногопрогнозування). Тоді галузь знання, яка повинна займатися рішеннямзавдань третього типу, природно назвати технічної генетикою.

Завдання технічної генетики виникають, наприклад, у зв'язку зрозслідуванням аварій та їх причин, коли технічний стан об'єкта вщо розглядається час відрізняється від стану, в якому він був у минулому,в результаті появи першопричини, що викликала аварію. Ці завдання вирішуютьсяшляхом визначення можливих чи вірогідних передісторії, що ведуть в данийстан об'єкта. До завдань технічної прогностики належать, наприклад,завдання, пов'язані з визначенням терміну служби об'єкта або з призначеннямперіодичності його профілактичних перевірок і ремонтів. Ці завдання вирішуютьсяшляхом визначення можливих чи вірогідних еволюції стану об'єкта,що починаються в даний момент часу.

Рішення задач прогнозування вельми важливо, зокрема, дляорганізації технічного обслуговування об'єктів станом (замістьобслуговування по термінах чи сто ресурсами). Безпосереднє перенесенняметодів вирішення завдань діагностування на завдання прогнозування неможливочерез відмінності моделей, з якими доводиться працювати: при діагностуванні моделлю зазвичай є опис об'єкта, у тойчас як при прогнозуванні необхідна модель процесу еволюціїтехнічних характеристик об'єкта в часі. В результаті діагностуваннякожного разу визначається не більше ніж одна "точка" зазначеного процесуеволюції для поточного моменту (інтервалу) часу. Тим не менш добреорганізоване діагностичне забезпечення об'єкта зі зберіганням всіхпопередніх результатів діагностування може дати корисну іоб'єктивну інформацію, що представляє собою передісторію (динаміку)розвитку процесузміни технічних характеристик об'єкта в минулому,що може бути використано для систематичної корекції прогнозу іпідвищення його достовірності.

У період експлуатації дуже важливим є індивідуальнепрогнозування технічного стану кожного конкретного екземпляраоб'єкта, що дозволяє обслуговувати об'єкти за їх станом. Приіндивідуальному прогнозуванні апріорна інформація повинна бутиіндивідуальною для кожного екземпляра об'єкта. Якщо цю інформацію отримуватив процесі експлуатації, то вона буде враховувати не тільки конкретніумови застосування даного екземпляра об'єкта за призначенням, умови йогообслуговування, Величне і транспортування, а також специфічніособливості примірника, що залежать, зокрема, від конкретних умоввиготовлення об'єкта та його складових частин.

Однак і при такому розчленовуванні труднощі розробки практичноефективних методів прогнозування для складних об'єктів залишаютьсязначними.

Найбільш простий була б явна аналітична модель в якійвідсутня залежність майбутнього технічного стану від випадкових перешкоді похибок. Прагнучи до "ідеальної" моделі, застосовують різні способиматематичної обробки моделей з метою зменшення залежностіостаточних результатів вимірювання прогнозують параметрів і прогнозу відвипадкових функцій Y, X і W. Ці способи полягають головним чином узгладжуванні випадкових процесів застосуванням операторів згладжування, таких,як опера-'тори математичного очікування, поточного середнього,експоненціального згладжування, і деяких інших. Для застосуванняоператорів згладжування необхідно знати характеристики згладжуєвипадкових процесів, наприклад ймовірності появи величин Y, X і W,інтервалів згладжування та ін, що пов'язано з необхідністю отримання таобробки великих об'ємів апріорної інформації, що практично далеко незавжди можливо.

Найпростішими критеріями Придатності можуть бути, наприклад, абсолютнізначення або швидкості зміни абсолютних значень інтенсивностей відмов,або деяких (прогнозуючих) параметрів.

Звичайно, найбільш складними є питання обгрунтованого призначенняграничного значення критерію придатності, а також вибору прогнозуючихпараметрів. Теоретично обгрунтовані відповіді на ці питання вдаєтьсяотримати далеко не завжди і тільки для дуже простих об'єктів. Убільшості випадків, однак, можуть виявитися прийнятними методи експертнихоцінок.

8 Зв'язок технічної діагностики з надійністю і якістю

Якість продукції є сукупність її властивостей, що обумовлюютьпридатність продукції задовольняти певні потреби відповіднодо її призначення. Серед показників якості продукції важливе місцезаймають показники її надійності (безвідмовності, довговічності, зберігаємоості, ремонтопридатності). Наявність або поява дефектів, що можливо набудь-якій стадії життя продукції (об'єктів), що негативно позначається на їїякість і надійність.

Фізичний аспект, який є основним для неподільних об'єктів,охоплює вибір, вдосконалення і створення нових матеріалів, пошук іреалізацію нових фізичних принципів роботи, нових видів енергії іспособів її перетворення, завдання сприятливих умов застосування об'єктів,вдосконалення технології виробництва і конструкції і т. п.

Апаратурні аспект охоплює принципи і методи організації івикористання апаратурною (матеріальної) надмірності. Це - мажорірованіе
(зокрема, дублювання і троірованіе), розподілене резервування,статичне і динамічне резервування, ненавантажених і навантаженийрезерв, і т. п.

Інформаційний аспект надійності включає в себе принципи та методиотримання і використання надлишкової інформації, що надходить на об'єкт, атакож переданої, що переробляється, що зберігається і видаваної об'єктом. Це,наприклад, застосування надлишкових кодів, що виправляють помилки, і багаторазове
(зокрема, дворазове) повторення в часі операцій передачі іобробки інформації. До інформаційного аспекту слід віднести такожпитання, пов'язані з організацією відмінкових (зокрема, нечутливідо помилок) матобеспеченія обчислювальних машин.

Метою заходів, які виконуються в рамках фізичного аспекту надійності,є створення таких об'єктів, які якомога менше схильніпояви в них дефектів як при виробництві, так і при їх експлуатації.
Проте уникнути виникнення дефектів у більш-менш складних об'єктах,особливо при тривалій їх експлуатації, не можна.

Для реалізації діагностичного забезпечення в загальному випадку потрібноввести апаратурну та інформаційну надмірність, а також додатковозатратити енергію. Тому розробник, який бажає мати хорошедіагностичне забезпечення для об'єкта, що проектується, повинен усвідомлювати,що для цього будуть потрібні витрати, які повинні визначатися техніко -економічними міркуваннями або навіть розрахунками, але які почнутьокупатися негайно-в процесі виготовлення об'єкта і при його налагодження. Упершу чергу розробнику належить розглянути всі стадії та етапи життяоб'єкта і для кожного такого етапу вирішити питання про необхідність вирішеннітой. або іншого завдання діагностування, вибрати чи призначити потрібнуповноту виявлення та глибину пошуку можливих (вірогідних, допустимих)дефектів об'єкта, За цим має йти розробка і створеннявідповідних систем діагностування.

Головними показниками якості систем діагностування єгарантуються ними полпота виявлення і глибина пошуку дефектів. До числа
"вторинних" показників якості систем діагностування можна віднестивитрати на апаратуру, час, енергію, а також показники надійностізасобів діагностування, в тому числі достовірність діагнозу.

Для правильної організації проектування систем діагностування такіосновні вихідні дані, як склад виявлених дефектів і глибина їхпошуку, повинні бути задані не "в середньому", а у вигляді цілком конкретнихпереліків дефектів і змінних складових частин об'єкта.

Впровадження у практику проектування зазначених вище методівкількісних розрахунків в певній мірі справа майбутнього. В данийчас доцільно погоджувати показники надійності об'єктів іхарактеристики їх систем діагностування шляхом ітеративного розглядуряду варіантів. При цьому істотно корисними і ефективними ємашинні системи моделювання надійності, які забезпечують можливістьобліку характеристик діагностичного забезпечення модельованих об'єктів.

9 Основи теорії технічної діагностики

Як широко застосовуваних діагностичних моделей аналоговихоб'єктів можна назвати їх логічні моделі і графи причинно-наслідковихзв'язків. Ці моделі придатні в тих випадках, коли можлива організаціядіагностування на принципах допускового контролю параметрів об'єкта.
Електричні ланцюги як об'єкти діагностування можуть бути представленімоделями, розробленими в рамках загальної електротехніки, а для аналізу цихмоделей з метою побудови алгоритмів діагностування залучаютьсявідомі методи розрахунку таких ланцюгів.

Для вирішення завдань тестового діагностування динамічних системзалучаються методи, засновані на результатах теорії чутливості.
Стосовно до лінійним аналоговим систем розроблені методи дешифруваннярезультатів фізичних експериментів над такими об'єктами з метою яквиявлення, так і пошуку їх несправних блоків. Тестовими впливамипри цьому є гармонійні вхідні сигнали. Методи, які отримали загальненазва методів інтегральної діагностики, засновані на аналізі перехіднихпроцесів, що викликаються спеціальними вхідними впливами, і застосовуютьсядля діагностування відносно простих "неподільних" об'єктів (наприклад,резисторів, конденсаторів і інших виробів електротехніки та електроніки).
При цьому шляхом обробки результатів діагностування вдається визначатинаявність прихованих дефектів, що впливають, наприклад, на показники довговічностівиробів.

Змістовно завдання побудови тесту полягає в тому, щоб знайти
(обчислити, обрати, призначити) таку сукупність і, можливо,послідовність вхідних впливів, при подачі якої на об'єктдіагностування одержувані відповіді об'єкта в заданих контрольних точкахдозволяють зробити висновок про його технічний стан. Перевіряльники тестипризначені для перевірки справності або працездатності об'єкта, атести пошуку дефектів - для зазначення місця і, можливо, причин дефектів,порушують справність або працездатність об'єкта діагностування.
Для дискретних об'єктів тести (точніше, алгоритми тестовогодіагностування) будуються або за структурними, або за функціональниммоделями об'єктів діагностування. Для простих об'єктів моделі можуть бутиявними, для складних об'єктів завжди застосовуються неявні моделі. Тести можутьбути детермінованими або ймовірносними. Серед останніх помітне місцезаймають тести, що представляють собою псевдовипадкові послідовностівхідних впливів.

Досить часто тестові впливу вибираються за "фізичним"міркувань, наприклад впливу типу стрибка або імпульсу вхідногосигналу в методи інтегральної діагностики, а також впливу,що застосовуються в методах неруйнівного контролю технічного стану.

В якості тестових можуть бути використані вхідні впливу,які є робочими при застосуванні об'єкта за призначенням. Це має місцепри організації тестового діагностування аналогових об'єктів, зокрематоді, коли останні представлені їх логічними моделями або графамипричинно-наслідкових зв'язків. Складені таким чином тести називаютьсяфункціональними.

10 Розробка технічного діагностування

Структурна схема зображена на малюнку 10.

Схема блоку керування представлена на кресленні керує роботою АЦПі перемиканням посилок. Лічильник, що працює від генератора тактовихімпульсів, видає комбінації на логічний вузол, за допомогою якоговизначається момент часу надходження необхідної комбінації. Комбінації,що використовуються в роботі блоку управління та їх призначення, наведено в таблиці
5.10.

Час переходу від однієї комбінації до іншої, яке визначається частотоюгенератора тактових імпульсів, так само 0.43 мс.

Регістр в блоці управління, аналогічні регістру в логічному блоці,призначений для підтримки постійного сигналу до надходження новоїкоманди.

| 0000 | |
| 0001 | Скидання АЦП і початок |
| | Перетворення |
| 0010 | Кінець перетворень, |
| | Зчитування інформації, |
| | Запис її в регістр і |
| | Обробка 1-ої посилки |
| 0011 | |
| 0100 | |
| 0101 | |
| 0110 | |
| 0111 | |
| 1000 | |
| 1001 | Кінець обробки 1-ої |
| | Посилки, зчитування |
| | Інформації з регістра і |
| | Обробка 2-ий посилки |
| 1010 | |
| 1011 | |
| 1100 | |
| 1101 | |
| 1110 | |
| 1111 | |

Для визначення працездатності всієї системи, виходячи з матеріалувикладеного вище, складаємо наступну таблицю причинно-наслідкових зв'язків
(таб.10.1).

Таблиця 10.1
| | (1 | (2 | (3 | (4 | (5 |
| S0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| S1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| S2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| S3 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| S4 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| S5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |

У таблиці застосовані наступні позначення:
V (i - перевірочна посилка i-го блоку;
V Si - несправність i-ого блоку.

За даними цієї таблиці будуємо таблицю для визначення працездатностівсієї системи (таб.10.2).

Таблиця 10.2
| | (1 | (2 | (3 | (4 | (5 |
| S01 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| S02 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| S03 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| S04 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| S05 | 0 | 0 | 0 | 0 | |

Здійснення відповідна виділеної одиниці - посилка необхідна дляперевірки працездатності всієї системи. Тобто якщо результат після п'ятогоблоку системи при впливі на систему контрольної посилкою дорівнюватимеодиниці, що відповідає робочого стану, то можна зробитиствердну висновок, що система знаходиться в робочому стані і продовжитинормальну роботу.

Якщо ця перевірка дасть нульовий результат, то це значить що системамає несправний блок, а значить необхідно шукати місце несправності.

Для знаходження місця несправності складають наступну таблицю
(таб.10.3).

Таблиця 10.3
| | (1 | (2 | (3 | (4 | (5 |
| S12 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| S13 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| S14 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| S15 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| S23 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| S24 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| S25 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| S34 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| S35 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| S45 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |

Для знаходження місця несправності необхідно і достатньо використовуватитільки чотири перевірки замість п'яти - 1,2,3 і 4 посилки.

11 Розробка схеми діагностування

Створення схеми технічного діагностування в основному полягає встворення деякого стандартного впливу на систему і контролі зареакцією системи на цей вплив (тобто порівняння вихідної величинисистеми з необхідним значенням).

Для даної системи телеізмеренія вхідний величиною є аналоговавеличина деякої вимірюваної величини. Відповідно, блок створеннястандартного перевірочного впливу повинен створювати аналоговий сигнал,яким найбільш імовірно визначити працездатність системи.

В якості стандартного сигналу візьмемо постійна в часіаналоговий сигнал з амплітудою рівній 15В, тому що такий перевірочний сигналдозволить набагато зменшити схемних реалізацію контролюючого пристрою.

Оскільки постійна в часі аналоговий сигнал амплітудою 15В вжевикористовується для живлення мікросхем, то блок для своєчасної подачістандартного сигналу буде складатися тільки з одного тригерапропускає цей сигнал по команді блоку керування схеми системителеізмеренія (рис.11).

Дане рішення блоку створення стандартного сигналу дуже просте іекономічне, проте, це рішення має один мінус - нестабільність харчуваннямікросхем від зовнішніх джерел.

Але з іншого боку, якщо харчування мікросхем буде нестабільним, тостандартний перевірочний сигнал буде створений невірно і природно щоконтролюючий блок видасть помилку роботи системи. Даний випадок показує,що діагностування буде проводитися не лише по окремих працездатностіблоків, а й по правильності їх живлення від зовнішніх джерел.

12 Діагностування працездатності системи

З даних наведених у таблиці 10.2, випливає, що для перевіркипрацездатності системи необхідно перевірити тільки п'ятий посилку, тобтоперевірити вихідний сигнал п'ятого блоку - блок перетворення в частоту.

Оскільки вихідний сигнал п'ятому блоку - аналоговий сигнал певноїчастоти, то для контролю правильності цього сигналу необхідно використовувати
ЦАП і блок логічних елементів порівнює вихідний сигнал з сигналомякий повинен бути на виході. Зв'язок цих елементів показана на малюнку 11.

Тригер показаний на малюнку 11 виконує функцію "клапана" длязатримки інформації в нормальному режимі роботи системи. Цей тригер можетакож використовуватися як тригера пропускає вхідний сигнал.

Таким чином, якщо логічна схема контролю видає сигнал високогорівня, то система в даний момент часу працездатна, якщо низькогорівня, то система в даний момент часу не працездатна і необхіднопровести ще низку тестів.

Для найбільшої достовірності працездатності системи данедіагностування повинно проводиться постійно в той момент часу коливхідний сигнал системи відсутній. Для цього необхідно що б блокуправління системи постійно давав дозвіл на перевірку працездатностісистеми в момент часу коли непроісходят перетворення в АЦП.

13 Висновок

розроблені пристрій передачі даних виконує перетворенняаналогового сигналу в НС-код без пауз, що значно підвищує швидкістьпередачі даних.

Також даний пристрій постійно в моменти простою системи виробляєконтроль на працездатність, що дозволяє значно підвищити надійністьроботи пристрою, а значить запобігання необоротних помилок у приймальномупристрої.

При виникненні помилки в системі схема контролю за працездатністюзупиняє роботу пристрою і видає візуальний сигнал про непридатністьсистеми до роботи.

Цей пристрій систем телеізмеренія відповідає технічномузавданням на бакалаврську роботу.

-----------------------

перетворений?? е в частоту

Uвых

Блок управ ня

Uвх

Дільник напруги

АЦП

49
50

Кодування

Тригер

2-я посилка

1-а посилка

Малюнок 4.1

DB3

DB4

DB8

DB7

DB6

DB5

DB1

DB2

BUSY

Uon

BOFS

Uвх

CLK

A/D

BUSY

Uвых

Uвх

Малюнок 5.4

мс

2,0

1,6

1,2

0,8

0,4

0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8
3,2 f, кГц

0,02

0,1

0,28

0,42

Малюнок 5.7

Rос

R < p> Малюнок 5.8

Rос

Rвх

Малюнок 5.9

АЦП

Блок управ ня

Перетворення в частоту

Кодування

Тригери

2-я посилка

1-а посилка

Uвых

Блок управління

Тригер

Вхід 15В

Вхід системи

Рис. 11

Тригер

Логічна схема контролю

ЦАП

Блок перетворення в частоту

Рис. 11

Вихід схеми контролю

-----------------------

№ документа

Лист

Изм

Підпис

Дата