Диссертация (1137092), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Технической задачей здесь является выборраспределенияэлементовипроцессовРСНмеждудиагностическойинадёжностной компонентами. Критериями такого выбора являются: глубина иполнота контроля, требования по времени восстановления работоспособностираспределеннойРСН,универсальность,низкаяресурсозатратностьавтоматизированной системы технического диагностирования. Наибольшимпотенциалом в практической реализации рассмотренных методов обладаетдиагностическая модель Препарата-Метца-Чена.Такимобразом,основнаязадачасводитсякразработкеметодаавтоматизированного контроля распределенной РСН с учетом требований кполноте и глубине контроля, времени восстановления и наработки на отказ.34РАЗДЕЛ 2. Метод контроля технического состояния распределенной РСНВторой раздел посвящена описанию предлагаемого метода и его основныхопераций.
Метод является двухконтурным и включает в себя как операции подиагностированиюиоценкедостигнутогоуровнянадежности,такирекомендации по резервированию и алгоритмы контроля составных элементовсистемы.В настоящем разделе предложен метод автоматизированного контроляраспределенной РСН. В отличие от рассматриваемых в разделе 1, методобеспечиваеткакпостроениеавтоматизированнойсистемытехническогодиагностирования, так и восстановление работоспособности распределенной РСНпо заданным требованиям. Метод автоматизированного контроля сопровождаетсярекомендациями по резервированию составных частей аппаратуры и алгоритмамиконтроля распределенной РСН.Сформулированапостановказадачидляметода.Разработаныдиагностическая модель и методика комплектования требуемого объема запасныхчастей, инструментов и принадлежностей (ЗИП) для распределенной РСН.Представлены формализованные описания алгоритмов контроля распределеннойРСН и протокола передачи диагностических данных между узлами её аппаратуры.Раскрываются структура и математический аппарат операций, рекомендаций иалгоритмов предлагаемого метода.Определены основные требования и ограничения, в соответствии скоторыми проводится построение автоматизированной системы техническогодиагностирования.2.1 Требования к методу контроляПроведенныйвпервомразделеанализсостоянияпроблемыдиагностирования распределенных радиотехнических систем и поставленныезадачидаютоснованиясформулироватьтребованиякметоду35автоматизированного контроля технического состояния радиопеленгационнойсистемы наблюдения:1.Методдолженобеспечиватьавтоматизациюконтролясостоянияраспределенной РСН в процессе эксплуатации в различных режимах еёфункционирования;2.Методдолженпозволятьавтоматическивыявлятьнеисправностиаппаратуры распределенной РСН с заданной глубиной и полнотой контроля;3.Возможность диагностирования должна быть обеспечена для любойзаданной конфигурации радиопеленгационной системы;4.Контроль должен быть неразрушающим, с использованием встроенныхсредств;5.Метод должен быть ориентирован на обеспечение минимального временидиагностирования в процессе эксплуатации, заданного времени восстановленияработоспособности в случае возникновения неисправности и требовать минимумтрудовых ресурсов;6.Метод должен учитывать особенности приемо-передающей аппаратуры,аналоговых и цифровых узлов, каналов связи и защиту передаваемой по ниминформации.2.2 Метод автоматизированного контроля распределенной РСНПредлагается адаптированный под распределенную радиотехническуюсистему наблюдения метод, позволяющий по заданным техническим требованиямоптимальным образом осуществить контроль её работоспособности в различныхрежимах функционирования.
Метод обеспечивает диагностирование системы сзаданной полнотой и глубиной контроля, а также резервирование её составныхчастей с учетом требований по времени восстановления работоспособности.Также метод предусматривает проектирование автоматизированной системытехническогодиагностированиядиагностических данных.иразработкупротоколапередачи36Восновеметодаработоспособности–лежатдвадиагностическийпринципаиконтролянадёжностный.иобеспеченияОбапринципасопровождаются соответствующими математическими моделями.Результатомдиагностикиявляютсявыявленныенеработоспособныепечатные узлы, результатом надежностной оценки является состав ЗИПраспределенной РСН. Результатом метода является удовлетворяющий заданнымтребованиям процесс восстановления работоспособности системы посредствомметодики замены неисправных элементов.На рис. 6 представлена структурная схема метода.Предложенный метод содержит диагностический и надежностный контур.Диагностический контур включает:диагностическую модель, представляющую собой наборы диагностическихграфов и тестов;автоматизированнуюсистемутехническогодиагностирования,построенную на основе диагностической модели;детализированныйотчеторезультатахдиагностики,формируемыйавтоматизированной системой технического диагностирования (АСТД) иидентифицирующий неисправности.Надёжностный контур включает:модельнадежности,представляющуюсобойструктурнуюсхемунадежности и её математические интерпретации в аналитическом ичисленном виде;методику определения надежности, представленную в виде IDF0 диаграммыи конкретизирующую этапы оценки надежностных параметров;рекомендации по резервированию составных частей распределенной РСН,вырабатывающие состав ЗИП.Рисунок 6 – Метод автоматизированного контроля распределенной РСНКроме того, метод содержит алгоритмы контроля НРТ и МДП, протоколпередачи диагностических данных (ПДД) и методику замены неисправногопечатного узла.Методобеспечиваеттребования:повремениτввосстановленияработоспособности распределенной РСН – не более 30 минут, полноту η контроля100 % и глубину контроля до съемного печатного узла (ПУ).
Минимальнаянаработка на отказ То составляет 40000 часов при круглосуточной эксплуатации.Оба контура (диагностический и надёжностный) исходят из объектараспределенной РСН, причем для построения диагностического контураиспользуются топология и структура, а для надежностного – структура ипараметры (То ,λmin, Pmax) радиоэлектронной аппаратуры. Замыкаются оба контурана методике замены неработоспособного печатного узла ПУij, изъятого из составаЗИП надёжностного контура на основании детализированного отчета орезультатах диагностического контура.Диагностическая модель на основе топологии и структуры распределеннойРСН синтезирует графы диагностирования G1(U,w), G2(U,w), G3(U,w) и наборытестов tst1, tst2,...,tstk, которые определяют значения ветвей w как функции от узловU – {w1….wN}=f(U1...Um).
На основе этих графов и тестов строится АСТД, вкоторую в процессе диагностирования распределенной РСН вводятся состояниявсех её печатных узлов ПУ11,…, ПУmN+1, и при реализации тестов tst1, tst2,...,tstk вформе диагнозов неисправности формируется детализированный отчет орезультатах rij диагностики и ставится диагноз неисправности w11….wmN+1.Изотчета выбираются неисправные ПУij для последующей замены в соответствии сметодикой.Модель надежности на основе характеристик всех печатных узлов ПУ11,…,ПУmN+1 и каналов связи КС1, КС2,…,КСN+1 распределенной РСН синтезируетструктурную схему надежности (ССН), математические функции определениянадежности аналитическими и численными методами. Модель надежностипозволяет рассчитать эксплуатационную интенсивность отказов λmin, вероятность39безотказной работы Pmax и время наработки на отказ То распределенной РСН приразличныхвариантахрезервирования.Рекомендациипорезервированиювырабатываются на основе разработанной модели надежности и заданныхтребований по τв, То, λmin, Pmax, и определяют состав ЗИП для распределенной РСН.Методика определения надежности, представленная в виде IDF0 диаграммы,определяет и детализирует этапы создания модели надежности и выработкирекомендаций состава ЗИП.Протоколпередачидиагностическихданныхописываетпроцессыформирования контрольных кодограмм в структурных элементах распределеннойРСН и их передачу по каналам связи КС1, КС2,…,КСN+1.Поскольку РСН является пространственно-распределенной, а удаленныенеобслуживаемые терминалы полностью одинаковыми, имеются два типаалгоритмов контроля технического состояния – для аппаратуры НРТ и МДП.Причем выделяется как предпусковой контроль, так и в режиме нормальногофункционирования.
Также алгоритмы должны учитывать время (τНРТ , τМДП ) ицикличность (CycНРТ , CycМДП) диагностирования.Методиказаменыпечатногоузла,замыкающаянадежностныйидиагностический контуры, раскрывает особенности замены (изъятия/установки)неисправного ПУij из состава ЗИП.2.3 Диагностическая модель распределенной РСНДиагностическая модель распределенной РСН позволяет установитьдиагностические связи между элементами РСН на верхнем и нижнем уровне еёиерархии, а также сформировать оптимальный набор тестов по заданнымдиагностическим требованиям.Диагностические графы РСН [79] расширенной топологии и обобщеннойструктуры (рис. 3б), состоящей из местного диспетчерского пункта и Nнеобслуживаемых терминалов, некоторые из которых соединены с МДПнапрямую, а остальные через терминалы, представлены на рис.7, а их разъяснениеприводится в таблице 2.
Узлы графатопологии РСН соответствуют40МДПи НРТ, а дугипроверочным связям и КС. Здесьмежду узлами соответствуют– проверяющий,– проверяемыйкомпоненты, “-” – отсутствие диагностируемости, ” ” – диагностическая связь. Всоответствие со структурой аппаратуры НРТ и МДП (рис. 3б) построены ихдиагностические графы. Узлы графовии, являющиеся подграфами графасоответствуют блокам аппаратурыМДП и НРТ, а дуги проверочным связям и интерфейсным соединениям.Рисунок 7 – Диагностические графы для распределенной РСН расширеннойтопологии и обобщенной структурыКак видно из графов и таблицы, каждый узел распределенной РСНдиагностирует себя и соседей, аналогично модели ПМЧ [77].
Все элементыаппаратуры МДП имеют самодиагностирование и контролируются процессором,который проверяется только КОА транзитом по КС. В НРТ системаэнергообеспечения диагностирует только себя, КОА диагностирует себя и блок41ЦОС транзитом от КС, блок ЦОС диагностирует себя и остальные элементы,АРП самодиагностирования не имеет.Таблица 2 – Диагностируемость компонентов распределенной РСН в общем видеМДПЦОДНРТ1КОАСВЭПНРТ2СХНРТ3ПДНРТnНРТn-1ЦОСНРТn-2КОАСВЭПАРПДля диагностирования узлов графа предлагается система диагностическихтестов, которые представляю собой функции чувствительности от входныхвоздействий.В случае двух технических состояний диагностический тест топологиираспределенной РСН в общем виде и узлов её аппаратуры определяетсявыражением:∏∏∑;;(2.1);;42где– итоговая оценка ТС всей РСН,,ТС МДП,– N-го НРТ. Такой тестоценкаозначает, что неисправностьМДП или хотя бы одного НРТ приводит к отказу всей РСН.Реализациятестовзаключаетсявпереводеаппаратурыврежимтестирования, формировании тестовых воздействий T для блоков и ПУ, и анализерегистрируемыхавтоматическойсистемойпараметров электронных аналоговыхтехническогодиагностированияи вычислительныхмодулей.Кроме того в помещении необслуживаемого терминала могут регистрироватьсятемпература, влажность, задымление и пр.
Тестыиимеют своиособенности: для системы энергообеспечения важны соответствие уровнейвыходных напряжений допустимым диапазонам значений; для АРП – фазовыесдвиги и частоты преобразованных радиосигналов; для ЦОС временной счет навыполнение операций, правильность работы алгоритма, соответствие структуробрабатываемых данных; КОА может диагностироваться посредством тестовыхтранзакций по КС. Измерение уровней напряжений или токов определенныхсигналоввконтрольныхточкахможеттакжепоказыватьсостояниеработоспособности как аналоговых, так и цифровых ПУ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
