Файл: Теоретические основы эксплуатации средств автоматизированного управления учебник..pdf

280

Г Л А В А 14

ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В СРЕДСТВАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ И СВЯЗИ

§ 14 .1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Задача поиска отказавших или ненадежных элементов возника­ ет всякий раз, когда в результате контроля работоспособности обнаруживается, что данное средство не удовлетворяет заданным требованиям, или в результате прогнозирования выявлено наличие потенциальных отказов. Наличие отказа одного или нескольких эле­ ментов обычно влечет за собой нарушение правильного функциони­ рования средства и проявляется в изменении параметров как са­ мих элементов, так и параметров функциональных каналов, блоков и узлов, работа которых зависит от этих.элементов.

Проверка параметров дает информацию, являющуюся основой для анализа состояния рассматриваемого средства и принятия ре­ шения о дальнейших действиях.

Из возможных сочетаний типов проверок, последовательности анализа состояния средств и влияния результатов выполненных цроверок на дальнейший ход процесса поиска наибольший интерес пред­

сматриваемого средства после каждой проверки. Программа поиска в зависимости от числа отыскиваемых неисправностей может быть как жесткой, при которой последовательность проверок определя­ ется заранее и не изменяется в процессе поиска, так и гибкой, когда очередная проверка является следствием анализа состояния средства с учетом результатов ранее выполненных проверок.В даль­ нейшем этот метод для краткости будем называть методом последо­ вательных поэлементных проверок.

281

2. Проверку груш элементов с анализом состояния средства после каждой проверки и гибкой программой поиска. Этот метод будем называть методом последовательных групповых проверок.

3 . Проверку групп элементов с анализом состояния рассмат­ риваемого средства после проведения полной группы проверок, обеспечивающей однозначное определение неисправного элемента. Последовательность проверок в этом случае может быть произволь­ ной. В дальнейшем этот метод будем называть комбинационным.

Очевидно, что все остальные возможные случаи можно рассмат­ ривать как сочетание перечисленных методов.

Приведенная классификация методов поиска позволяет выде­ лить главный и наиболее трудный момент в процессе поиска - ана­ лиз состояния средства управления и связи с учетом накопленной

проверок, чем в проведении самих проверок. Так, по американ­ ским данным, из большой группы проверявшихся техников только один процент техников, накопив достаточную информацию, исполь­ зовал ее сразу, остальные продолжали делать ненужные и подчас даже неуместные проверки. Кроме того, такая классификация по­ зволяет произвести количественную оценку методов, а следователь­ но, их сравнение и выработку действенных практических рекомен­ даций.

§ 14 .2 . СПОСОБЫ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОВЕРОК ПРИ ПОИСКЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Термин "проверка" при поиске неисправностей трактуется до­ статочно широко. Под ним обычно понимают: внешний осмотр, про­ верку средств на функционирование, проверку работы отдельных агрегатов на слух и, наконец, контроль параметров и элементов с использованием контрольно-измерительной аппаратуры.

Рассмотрим кратко основные способы проведения проверок,

способ включает в себя осмотр и проверку элементов аппаратуры, монтажа, кабелей и т .п . с целью обнаружения внешних признаков неисправностей (появление дыма, запаха, перегрева, искрения,

отсутствие свечения в лампах и т .д .) или же неправильных соеди­ нений элементов после предыдущих работ.

282

Преимуществом этого способа является его простота и нагляд­ ность, что позволяет достаточно быстро выявить неисправный эле­ мент. Недостатке»« рассматриваемого способа является возможность

том, что элементы, на которые падает подозрение в неисправно­ сти, заменяются заведомо исправными. После такой замены произ­ водится проверка на функционирование. Если после замены призна­ ки исправной работы полностью восстанавливаются, то принимает­ ся решение о том, что снятый элемент неисправен.

Применение этого способа в практике эксплуатации ограниче­ но, с одной стороны, наличием запасных элементов (блоков,узлов) и, с другой стороны, его неэффективностью при определении не­ явных отказов. Кроме того, при недостаточной взаимозаменяемо­ сти, необходимости производства регулировок и других операций по настройке применение способа замены связано с большим рас­ ходом времени. Неэффективно применение этого способа и при боль­ шой проценте зависимых отказов.

По этим причинам способ замены обычно применяется-для лег­ косъемных элементов (электровакуумные приборы, кабели, предо­

н и й . При этом способе в целях предварительной локализации отказа или определения неисправного элемента в определенных точках схемы производится ряд измерений выходных параметров блоков и узлов (напряжений, токов, частот, параметров импуль­ сов и т .п .) , а также параметров элементов. Результаты этих из­ мерений сравниваются с картами напряжений или сопротивлений, спецификацией или таблицами режимов и осциллограмм.

Способ промежуточных измерений является основным при по­ иске неисправностей. К нему прибегают всегда, когда способ внешнего осмотра не приводит к определенному результату.

Недостатком способа является необходимость наличия кон­ трольно-измерительной аппаратуры, большое время, затрачивае­

283

наличии неисправности в выходном сигнале появляются признаки,

характеризующие эту неисправность. Анализ этих признаков по­ зволяет определить место ее возникновения. Преимуществом это­ го способа является отсутствие необходимости присоединения из­ мерительных приборов к внутренним точкам схемы. В идеальном случае при применении способа характерного признака измеритель­ ные приборы присоединяются только к входу и выходу устройства. Приведем некоторые примеры реализации этого способа.

Вэлектронных вычислительных машинах входным сигналом мо­ жет являться условие контрольной задачи. По отличию полученно­ го результата от правильного решения можно определить узел, в котором возникла неисправность.

Вусилительных и преобразовательных устройствах может при­ меняться способ черескаскадных измерений. В усилительных схе­ мах в качестве входного сигнала используется синусоидальное на­ пряжение с такой амплитудой, чтобы все каскады были перегруже­ ны, т .е . переведены в нелинейный режим. При наличии неисправ­ ного каскада в амплитудной характеристике усилителя появляет-- ся смещение экстремальных точек, по величине и характеру кото­ рого можно судить о номере неисправного каскада.

Носителями характерного признака могут являться также шумы

иуровень инфракрасного излучения элементов аппаратуры. Замечено, что наличие плохо пропаянных контактов или внут­

ренних повреждений элементов вызывает появление высокочастот­ ных шумов, накладывающихся на напряжение питания аппаратуры.

Обнаружение таких шумов позволяет определить наличие в ап­ паратуре неисправностей, а выявление их источника - найти не­ исправный элемент или некачественную пайку.

Рабочее состояние радиоэлектронной аппаратуры связано с определенным нагревом ее элементов вследствие протекания по ним электрического тока и влияния соседних элементов. Измене­ ние режима работы отдельных элементов вызывает изменение сте­ пени их нагрева, а следовательно, и уровня инфракрасного излу­ чения. Снимая характеристики распределения уровней инфракрасно­ го излучения (температурные карты) блока или платы и сравнивая их с эталонными, можно определить участок блока, где изменилось распределение температуры, а следовательно, изменились и пара­ метры элементов.

284

§ 14.3. КОМБИНАЦИОННЫЙ МЕТОД ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ

При комбинационном методе анализ состояния рассматриваемо­ го средства управления и связи проводится после проведения пол­ ной группы проверок, обеспечивающих однозначное определение не­ исправного элемента. Этот анализ выполняется по совокупности результатов проверок в зависимости от комбинации значений про­ верок ("норма" - "не норма").

Основным вопросом, возникающим при комбинационном методе поиска, является вопрос определения числа проверяемых парамет­ ров, достаточного для однозначного определения неисправности.

В первую очередь нас будут интересовать следующие три за­ дачи:

1. Достаточно ли взятого набора проверяемых параметров для однозначного определения неисправных элементов?

2. Если выбранный набор параметров позволяет решить первую задачу, то нельзя ли сократить количество проверяемых парамет­ ров?

3 . Если данного набора параметров недостаточно, то какие параметры должны быть добавлены с тем, чтобы задача имела бы однозначное решение?

Подобные задачи могут, быть решены методами алгебры логики. Однако предложенные методы решения громоздки и требуют большо­ го числа хотя и несложных преобразований. Поэтому далее мы бу­ дем рассматривать , только простой и наглядный метод решения по­ ставленной задачи, приводящий к решению, достаточно близкому к оптимальному.

Предположим, что в аппаратуре имеется N элементов, которые мы будем обозначать Э с индексом, соответствующим порядковому номеру элемента. Пусть аппаратура характеризуется п выходны­ ми параметрами Пд, Пз»...» Пл . Составим таблицу, показывающую зависимость выходных параметров от состояния элементов аппара­ туры. В клетках на пересечении строки, соответствующей данному элементу, и столбца, соответствующего рассматриваемому парамет­ ру. будем ставить единицу, если отказ элемента влечет за собой выход данного параметра за пределы допуска, и нуль, если отказ данного элемента не изменяет значения этого параметра.

В последнем столбце таблицы запишем кодовое число, характе­ ризующее данный элемент. Цифры кодового числа составим из номе­ ров тех параметров, которые существенно зависят от состояния