Встроенные автоматизированные системы контроля - Долгов В.А.

Автор: Долгов В.А.

Теги: электротехника электроника автоматизация

Год: 1967

Похожие

Микроконтроллеры Microchip® rfPIC™ со встроенным маломощным радиопередатчиком

Интегрированная система. Мастер для ПЭВМ

Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIC

Интегрированные системы управления технологическими процессами

Текст

БИБЛИОТЕКА ПО АВТОМАТИКЕ
Выпуск 225
В. А. ДОЛГОВ
ВСТРОЕННЫЕ
АВТОМАТИЗМ РОВ АН Н Ы Е
СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ
«ЭНЕРГИЯ»
МОСКВА 1967

0П2.154
Д 15
УДК 621.317
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
И. В. Антик, А. И. Бертинов, С. Н. Вешеневский, А. А. Воронов,
Д. А. Жучков, Л. М. Закс, Н. Е. Кобринский, В. С. Малов,
В. Э. Низе, О. В. Слежановский, Б. С. Сотсков, Ф. Е. Темников,
А. С. Шаталов
Долгов В. А.
Д1б Встроенные автоматизированные системы
контроля. М., «Энергия», 1967.
80 с. сйлл. (Б-ка то автоматике. Вып. 225), 10000 экз,.
19 к.
Изложены основные сведения по встроенным автоматизирован-
ным системам контроля работоспособности и поиска неисправностей
в радиоэлектронной аппаратуре. Рассмотрена краткая классифика-
ция, некоторые схемы построения, требования к функциональным
устройствам встроенных автоматизированных систем контроля. Рас-
считана на инженеров и техников, занимающихся проектированием,
внедрением и эксплуатацией встроенных средств контроля, а также
может быть полезна студентам, специализирующимся в области
контрольно-измерительной техники.
3-3-13 6П2. 154
208-67

ПРЕДИСЛОВИЕ
Развитие измерительной техники в направлении авто-
матизации получения информации о значениях отдель-
ных величин, параметров процессов и технического со-
стояния радиоэлектронной аппаратуры вызвано прежде
всего прогрессом во всех областях науки и техники.
В данной книге сделана попытка обобщить опыт
в разработке и освоении встроенных автоматизирован-
ных систем контроля в различных по сложности и на-
значению объектах радиоэлектронной аппаратуры, на-
копленный к настоящему времени.
Книга состоит из четырех глав, из которых первые
две содержат общие сведения об автоматизированных
системах контроля, методах контроля работоспособ-
ности аппаратуры и краткую классификацию встроен-
ных автоматизированных систем контроля по назначению
и принципам построения. В третьей главе рассмотрены
основные схемы построения встроенных автоматизиро-
ванных систем контроля, кратко описаны с^мы анало-
говых и дискретных узлов и блоков и изложены требо-
вания к их техническим характеристикам. Даются реко-
мендации по (рациональной области применения систем
контроля, построенных по различным схемам. В гл. 4
приводятся примеры практической реализации, рас-
смотренных"^ предыдущей главе схем и методов по-
строения встроенных автоматизированных систем кон-
троля.
Наряду с другими выпусками библиотеки по автома-
тике, в которых более подробно изложены принципы
построения отдельных функциональных узлов и блоков
автоматизированных систем контроля книга может быть
полезна широкому Kjpyry инженеров и техников, зани-
мающихся проектированием, -внедрением и эксплуата-
цией встроенных средств контроля, а также студентам,
специализирующимся в области контрольно-измеритель-
ной техники и информационно-измерительных систем.
Автор очень благодарен рецензенту профессору Тем-
никову Ф. Е. и редактору Агейкиной Р. И. за ряд цен-
ных замечаний, несомненно способствовавших улучше-
нию содержания книги.
Автор

ВВЕДЕНИЕ
Надежное функционирование радиоэлектронной ап-
паратуры в течение длительного времени может быть
обеспечено рационально организованной системой обслу-
живания, основу которой составляют устройства, позво-
ляющие оценить правильность функционирования и из-
мерить соответствие основных параметров аппаратуры
паспортным данным, а также осуществлять поиск неис-
правностей при их возникновении. Длительное время эти
системы строились на базе использования радиоизмери-
тельных приборов общего применения: осциллографов,
генераторов стандартных сигналов, частотомеров, изме-
рителей мощности, напряжения и тока и др. Приме-
нение этих приборов, занимая много времени и требуя
от обслуживающего персонала высокой квалификации,
не обеспечивает быстрого поиска неисправностей. По-
этому в системы обслуживания радиоэлектронной аппа-
ратуры внедряются автоматизированные системы конт-
роля работоспособности и поиска неисправностей.
Основной особенностью работы этих систем является
практически полная автоматизация процесса контроля
работоспособности и поиска неисправностей, ускоряю-
щая время на ее восстановление при отказах и сокра-
щающая количество обслуживающего персонала. При
этом значительно повышается достоверность контроля
и накапливается необходимая информация для прогно-
зирования постепенных отказов.
Для прогнозирования отказов в состав системы
контроля вводят программируемые электронные ин-
формационно-логические и вычислительные устройства,
обеспечивающие автоматическое управление процессом
контроля и обработку результатов измерения.

ГЛАВА ПЕРВАЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ
СИСТЕМАХ КОНТРОЛЯ
Методы контроля аппаратуры
Под автоматизированной системой контроля работо-
способности и поиска неисправностей современной ра-
диоэлектронной аппаратуры понимается централизован-
ная измерительно-информационная система измеритель-
ных элементов, приборов и устройств, предназначенная
для проверки функционирования, количественной оцен-
ки параметров аппаратуры и ее отдельных блоков, пои-
ска неисправностей, обработки результатов измерения
с помощью программируемых логических или вычисли-
тельных устройств, обеспечивающих полную автоматиза-
цию процессов измерения. Обрбщенная блок-схема та-
кой системы приведена на рис. 1. С помощью автомати-
зированных систем контроля производятся настройка и
регулировка аппаратуры, проверка ее работоспособности
перед использованием и в процессе работы, отыскание
неисправностей при отказах, автоматическое включение
резервных блоков, прогнозирование постепенных отказов,
проверка аппаратуры при профилактических и ремонт-
ных работах.
Для настройки и регулировки аппаратуры автомати-
зированная система контроля должна, иметь режим ра-
боты, обеспечивающий длительное наблюдение за вели-
чиной регулируемого параметра. При этом воздействие
на органы регулировки производится вручную.
Работоспособность аппаратуры может контролиро-
ваться несколькими методами контроля, определяющими
готовность ее к действию с различной степенью досто-
верности. Применение того или иного метода опреде-
5

ляется назначением контролируемого объекта, его слож-
ностью и надежностью, а иногда и техническими
возможностями измерительных средств. Основными ме-
тодами контроля работоспособности являются: качест-
венный функциональный; количественный допусковый;
диагностический допусковый и профилактический.
Устройства связи.,
обеспечивающие контроль
работоспособности
Устройства связи,
обеспечивающие по иен
неисправностей
Устройства связи,
обеспечивающие настройку
и регулировку
Устройства
коммутации и
распределения
Преобразователи
информации
Устройства
самоконтроля
устройство
Измерительный
и логические
устройства
Устройства выдачи
результатов
контроля
Рис. 1. Обобщенная блок-схема автоматизированной системы
контроля.
Функциональный контроль — наиболее распростра-
ненный метод автоматической оценки работоспособности
аппаратуры в целом или по основным функциональным
трактам. При этом обычно на вход проверяемого устрой-
ства подается возмущающий сигнал, а реакции на сигна-
ле оцениваются по срабатыванию исполнительных
устройств или по сигналам на рабочих индикаторах про-
веряемой аппаратуры. Одновременно с проверкой функ-
ционирования всей системы может проверяться прохож-
дение сигналов на выходах промежуточных блоков. При
функциональном контроле количественные характеристи-
ки выходных параметров аппаратуры не измеряются, по-
этому достоверность его ограничена и по его результатам
нельзя оценить соответствие основных характеристик
аппаратуры паспортным данным. Однако из-за простоты
реализации он широко используется на практике.
Количественный допусковый контроль производится
количественными измерениями выходных параметров ап-
паратуры по принципу «в норме — не в норме» или
«меньше — норма — больше». Этот метод позволяет
с большей достоверностью получить информацию о ра-
ботоспособности объекта и его выходных параметрах,
определяющих технические характеристики аппаратуры,
б

по величине отклонения их от нормы и определить воз-
можность дальнейшего использования объекта по пря-
мому назначению. Допусковый контроль параметров
аппаратуры получил свое развитие от широко распрост-
раненной системы оценки состояния аппаратуры с по-
мощью встроенных электро- и радиоизмерительных при-
боров, применением простых автономных устройств и
приборов автоматического допускового контроля. Наибо-
лее широко этот вид контроля распространен в сложных
радиоэлектронных системах длительного использования
для периодической проверки технического состояния ап-
паратуры.
При диагностическом контроле обнаруживают неис-
правные узлы и блоки аппаратуры, а иногда и отдельные
элементы, являющиеся причиной появления отказов, для
замены их исправными. Применение этого метода повы-
шает готовность аппаратуры длительного использова-
ния, сокращая время, затрачиваемое на ее восстанов-
ление. Коэффициент готовности аппаратуры определяет-
ся следующим выражением:
Аг — T0 + tB>
где Т0—среднее время наработки аппаратуры на один
отказ;
^в = ^пн+^ун — среднее время восстановления аппа-
ратуры;
^пн — среднее время, затрачиваемое на поиск одной
неисправности;
^ун — среднее время, затрачиваемое на устранение
одной неисправности.
Обычно для сложных систем Т0 составляет десятки
часов, поэтому влияние tB на коэффициент готовности
весьма значительно. Следовательно, в сложных системах
длительного использования для эффективности диагно-
стического контроля он должен проводиться практически
непрерывно и время на отыскание одной неисправности
не должно превышать нескольких минут. Эффективность
диагностических методов контроля во многом опреде-
ляется правильностью выбранной последовательности
процесса поиска неисправностей. Разработано несколько
методов оптимизации этого процесса [Л. 1]: метод «по-
ловинного разбиения» (средней точки); метод «время*
вероятность»; информационные методы поиска.
7

При методе «половинного разбиения» неразветвлен-
ные участки схемы делят пополам, производя каждую
последующую проверку .посредине оставшейся непрове-
ренной части схемы.
Метод «время-вероятность» основывается на знании
интенсивности отказов и среднего времени, затрачивае-
мого на проверку различных участков схемы. Метод дает
значительный выигрыш во времени при поиске отказов,
с высокой интенсивностью и неэффективен при поиске
отказов с малой интенсивностью.
Информационные методы поиска основаны на при-
менении элементов теории информации к процессу оты-
скания неисправностей в сложных радиоэлектронных си-
стемах. Процесс поиска неисправностей рассматривается
как процесс снятия неопределенности состояния контро-
лируемого объекта. Количество информации, получаемое
при проведении одного шага проверки, равно:
HK = -[P«\og2PK+il-PK) log2 (l—PK)l
где Рк — вероятность безотказной работы объекта по
k-му параметру.
Последовательность программы поиска неисправно-
стей может быть составлена из условия
#к-1>#к>#к+Ь
При профилактическом или прогнозирующем контро-
ле выходные параметры контролируемой аппаратуры и
ее основные блоки проверяются с погрешностью и пе-
риодичностью, позволяющей определить временной
дрейф параметров и с заданной вероятностью предска-
зать, какой узел или блок явится причиной отказа на
данном временном интервале. Своевременное предотвра-
щение отказов позволяет существенно повысить надеж-
ность действия аппаратуры. Профилактический контроль'
обеспечивает увеличение среднего времени наработки
аппаратуры на один отказ, равное отношению интенсив-
ности отказов аппаратуры к интенсивности внезапных
отказов.
Г. ПГ ^0
и — * оТ >
где Гп — среднее время наработки аппаратуры на один
отказ при прогнозировании;
9

f0 — средйее йреМя наработки аппаратуры йа бДйн
отказ без прогнозирования;
Ло — интенсивность отказов аппаратуры;
Явн—«интенсивность внезапных отказов.
Поскольку А,вн= (0,1— 0,03)Хо, то выигрыш в надеж-
ности может составить от 10 до 30 раз. Основу профи-
лактического контроля составляют метод граничных
испытаний и статистические методы прогнозирования
отказов [Л. 2].
На практике используются все методы автоматизиро-
ванного контроля работоспособности аппаратуры, однако
наибольшее распространение получил метод допускового
контроля выходных параметров в сочетании с диагно-
стическим контролем и прогнозированием отказов аппа-
ратуры.
Характеристики автоматизированных систем контроля
Основными характеристиками автоматизированных
систем контроля, определяющими показатели эффектив-
ности их применения, являются: емкость, быстро-
действие, погрешность измерения, гибкость программи-
рования, надежность работы и оперативность индикации
и регистрации результатов контроля.
Под емкостью системы контроля понимают макси-
мальное количестве контрольных точек, которые одно-
временно можно подключить к проверяемой аппаратуре
для проверки ее работоспособности и поиска входных
линий коммутирующих устройств и выходных линий рас-
пределителя управляющих сигналов, что выражается
формулой
N=n + m,
где п — количество входных линий коммутатора;
т —количество выходных линий распределителя уп-
равляющих сигналов.
По величине емкости системы контроля можно раз-
делить на три группы:
малой емкости при N< 100:
средней емкости при 100<W<1000 и
большой емкости при N> 1 000.
Под быстродействием системы контроля понимают
среднюю скорость измерения контролируемых парамет-

ров, определяя ее как отношение емкости N к суммар-
ному времени, затрачиваемому на контроль системы:
В свою очередь, время, затрачиваемое на контроль i-ro
параметра, будет равно:
где fBH — время прохождения команды на контроль одно-
го параметра;
/к — .время «срабатывания коммутирующих устройств;
/3~^ время переходного процесса (запаздывания)
контролируемого сигнала;
/и — время измерения и индикации результатов
контроля.
Встроенная система контроля является одним из ос-
новных функциональных устройств радиоэлектронного
объекта, поэтому в выражение для8определения быстро-
действия входит время переходного процесса /3, в ряде
случаев превышающее другие составляющие и опреде-
ляющее быстродействие, особенно при контроле работо-
способности систем автоматического управления и .ре-
гулирования.
Погрешность измерения является одной из основных
характеристик системы контроля, в сильной степени
влияющей на достоверность контроля, обычно опреде-
ляемую через величину вероятности ложных и обнару-
женных отказов, которые в свою очередь зависят от со-
отношения поля допуска контролируемого параметра й%
и погрешности измерения аск и от их статистических
законов распределения.
В общем виде выражение для вероятности ложных и
необнаруженных отказов можно записать в виде:
V =
N
N
t% — ^ВН"Т" ^К"Т~ ^3~f~ ^1
'И,
где
Аю — вероятность необнаруженного отказа;
^ло — вероятность ложного отказа;
fi^dcK/di — относительное значение допуска;
ю

г* = ^ск/стг—относительная погрешность измерения;
dCK — поле допуска, устанавливаемое на
параметр для получения заданной вели-
чины Рно и Рл0;
(Тек — среднеквадратичная погрешность изме-
рения;
с*— дисперсия контролируемого параметра.
График для определения вероятностей ложных и не-
обнаруженных отказов приведен на рис. 2.
0,0351 РЛ9
Рис. 2. График для определения вероятности лож-
ных и необнаруженных отказов.
Погрешность измерения зависит от разрешающей
способности измерительных элементов, как аналоговых,
так и дискретных. Контролируемый параметр обычно
имеет два значения, ограничивающих зону его нормаль-
ной работы. Тогда допустимое значение параметра d
можно выразить следующим образом:
d=aB— ан,
где ав и аи—* значения верхнего и нижнего допустимого
значения параметров соответственно.
В пределах изменения допустимого значения пара-
метра можно полечить вполне определенное количество
11

дискретных значений п, зависящее от разрешающей спо-
собности измерительного прибора:
где А — разрешающая способность прибора. Например,
если допустимое значение параметра составляет 1 в,
а разрешающая способность равна 0,1 в, то максималь-
ное число дискретных отсчетов будет равно:
5Л+1==11-
Это показывает, что при данной разрешающей способ-
ности имеется только 11 возможных значений в преде-
лах 1 в. Следовательно, в этом случае разрешающая
способность является минимальной погрешностью изме-
рения системы. Погрешность измерения системы
контроля складывается из составляющих по-
грешностей датчика, коммутатора, преобразователя и
измерительного устройства. В большинстве случаев наи-
большей из этих составляющих является погрешность
датчика. В случае, когда датчик отсутствует и измеряе-
мая величина поступает на измерительное устройство че-
рез коммутатор, то наибольшей составляющей является
погрешность коммутатора — для бесконтактных систем
коммутации или преобразователя — для контактных си-
стем коммутации.
Иногда, кроме статистической погрешности, следует
учитывать и динамическую погрешность измерения,
влияние которой весьма существенно при измерении пе-
ременных величин. Например, если переменный пара-
метр изменяется по величине со скоростью 1 % от вели-
чины допустимого значения, равного 1 сек, то при нуле-
вой скорости изменения его можно измерить с точностью
1% (статическая погрешность). Если измерение произ-
водить в течение 0,1 сек, то за такое короткое время пе-
ременная изменится только на 0,1% (динамическая по-
грешность), не влияя существенно на результат. Когда
измерение производится в течение 1 сек, то за это время
параметр может измениться на 1%, при этом динамиче-
ская погрешность равна статической. Таким образом,
чем быстрее изменяется параметр, тем больше погреш-
ность измерения за данный интервал времени. Время,

в течение которого параметр изменяется на величину,
равную разрешающей способности, равно:
где v — скорость изменения параметра.
Разрешающую способность Л можно выразить через
допустимую погрешность о для данной системы следую-
щим образом:
A = Ioo d>
тогда время изменения переменной на величину разре-
шающее способности будет равно:
8Г = 1оо-
Поскольку составляющие погрешности отдельных
функциональных устройств системы контроля можно
считать независимыми, то, применяя предельную теорему
теории вероятности, можно предположить, что закон
распределения погрешности близок к нормальному,
Основными параметрами нормального закона распреде-
ления являются математическое ожидание т и диспер-
сия сг2, и поэтому при определении этих величин для
всей системы необходимо знать математическое ожида-
ние и дисперсию устройств, погрешности которых опре-
деляют погрешность всей системы.
Надежность встроенной системы контроля означает
ее свойство выполнять контроль работоспособности с за-
данной степенью достоверности результата в течение за-
данного времени. Количественно надежность определяет-
ся следующими критериями надежности: наработкой на
отказ; коэффициентом скрытых отказов; коэффициента-
ми готовности; эффективностью самоконтроля.
Наработка на отказ является основным критерием
надежности восстанавливаемых систем, который очень
удобно определяется по результатам испытаний из соот-
ношения
где /р — суммарное время наработки системы;
п — количество отказов.
13

Кроме того, при экспоненциальном законе надежно-
сти этот критерий может рассчитываться через среднее,
время безотказной работы Г=1/А,, где X — интенсивность
отказов системы. Поскольку система контроля является
измерительным устройством, то большое влияние на на-
дежность оказывают скрытые отказы, т. е. обнаруживае-
мые только при инструментальной проверке. В отличие
от явного отказа скрытый отказ нельзя обнаружить сра-
зу, и он длительное время сказывается на работе систе-
мы, выдающей ложную информацию. Поэтому -в пока-
затели надежности системы контроля вводится коэффи-
циент скрытых отказов [Л. 1], определяемый как
отношение
где т]—^количество скрытых отказов,
п — общее количество отказов.
Через этот показатель надежности можно устанавли-
вать периодичность проверки встроенной системы кон-
троля или вводить дополнительные устройства самокон-
троля для своевременного предупреждения или индика-
ции скрытых отказов.
Коэффициент готовности определяется вероятностью
исправного состояния системы контроля в любой момент
времени. Он зависит как от величины наработки на
отказ Г0, так и от среднего времени, необходимого на
восстановление оистемы tBy и выражается формулой
Через величину коэффициента готовности может быть
определена вероятность нормального функционирования
системы контроля:
рнфу) = КтР {t) = K*e~r\
где P(t)—вероятность безотказной работы в течение
времени t.
Это выражение представляет собой вероятность то-
го, что система, будучи исправной в начальном состоя-
нии с вероятностью /Сг, проработает безотказно в тече-
ние времени /. Коэффициент готовности системы контро-
ля должен значительно превышать коэффициент
готовности контролируемой аппаратуры.
14

Автоматизированной системе контроля присущи как
явные, так и скрытые отказы, а для дискретных си-
стем— и случайные сбои, которые в различной степени
влияют на достоверность результатов контроля, увели-
чивая при этом вероятность ложных и необнаруженных
отказов. Для измерительных приборов величина коэф-
фициента скрытых отказов, полученных из статистиче-
ских данных, лежит в пределах 0,4—0,6, что, по-видимо-
му, будет справедливо и для встроенных систем контро-
ля, а это требует введения эффективного самоконтроля.
Можно показать (при определенных допущениях), как
меняется величина необнаруженных отказов в аппара-
туре при ее контроле за счет введения самоконтроля.
Приняв, что входные сигналы обрабатываются в ком-
паратор е по мере поступления, можно предположить,
что частота их поступления распределена по закону Пу-
ассона [Л. 3]:
где Р (/г, /) определяет вероятность поступления х вход-
ных сигналов за время t.
Вероятность возникновения х отказов в системе кон-
троля в течение времени t также может быть выражена
формулой
В этих и последующих выражениях приняты следующие
обозначения: \i — средняя частота поступления входных
сигналов; X — интенсивность отказов системы контроля;
Т — интервал времени между профилактическими про-
верками системы контроля; п — число равнонадежных
независимых функциональных устройств системы кон-
троля.
Можно показать, что вероятность возникновения од-
ного скрытого отказа между двумя последовательными
входными сигналами равна:
где х=1, 2, г — количество обнаруженных отказов.
Я (/г, /)
15

После возникновения скрытых отказов информация
о входных контролируемых сигналах будет выдаваться
неправильно. В таком случае целесообразно для умень-
шения количества ложной информации установить неко-
торый оптимальный интервал между проверками самой
системы контроля. Такая проверка должна быть инстру-
ментальной, обнаруживающей и особый скрытый отказ.
Для упрощения определения необходимого интервала
периодической проверки можно предположить, что сред-
нее число ложных сигналов U при наличии одного скры-
того отказа будет равно:
C = YZ = ?f Рв,
где Y=NP0—среднее количество ложной информации,
_ приходящейся на один скрытый отказ;
Z = [iT/2 — количество ложной информации за пе-
риод проверки;
N — количество входных контролируемых сиг-
налов;
Т — интервал времени между профилактиче-
скими проверками системы контроля.
Среднее количество ложной информации о входных
контролируемых сигналах определяется через отношение
- С IT хг
Т_ C + N~2 + 2 '
Поскольку уравнение для Р0 при г = 0 принимает вид
+ (*
то при Я <^ пРв оно мало зависит от величины п и выра-
жение может быть.записано как
р « 1 И_
' О А 1
Из выражения для среднего количества ложной инфор-
мации видно, что оно не зависит ни от \х, ни от N, а пря-
мо пропорционально периоду между проверками Т и ин-
тенсивности отказов системы контроля Л.
Если систему контроля разделить на п равнонадеж-
ных устройств и в каждое из них ввести схему, обнару-
16

живающую любой скрытый отказ в нем с выдачей ин-
формации об отказе на световое табло, то относительное
значение числа ложных сигналов будет равно:
- Тк2
Отсюда видно, что при заданных X и \л для уменьше-
ния у необходимо либо увеличить п, либо сократить
интервал между проверками Г. Следовательно, задавая
Y, можно определить требования к глубине самоконтро-
ля и периодичности текущих проверок с помощью обыч-
ных измерительных приборов, и наоборот, зная все па-
раметры, можно легко определить у и через него эффек-
тивность самоконтроля как отношение
Yt *
Это выражение связывает между собой три основных
параметра системы контроля: интенсивность отказов %,
быстродействие |х и глубину самоконтроля.
Глубина самоконтроля в данном случае определяется
количеством равнонадежных устройств системы контро-
ля, охваченных самоконтролем, обнаруживающим в этом
устройстве любой одиночный отказ. Так как введение
самоконтроля связано с увеличением общего количества
элементов, то, очевидно, существует такое соотношение
между п и Я, при котором эффективность самоконтроля
начинает заметно снижаться. Целесообразно, чтобы п
было равно числу сменных блоков системы контроля;
при этом обеспечивается существенное сокращение вре-
мени ее восстановления при отказах за счет замены не-
исправного блока на резервный.
В большинстве случаев устройства схемного само-
контроля не удается сделать достаточно простыми, по-
этому стремятся к тому, чтобы каждая схема самокон-
троля обеспечивала проверку как можно большей части
аппаратуры. При этом для устройств с малой интенсив-
ностью отказов стремятся использовать периодическую
проверку с помощью приборов общего применения. Это
можно считать достаточно оправданным только при пе-
риодичности проверки, рассчитанной по вышеприведен-
ным фпрму.цяи, ffg рррпиттташтттрй одного раза в полгода.
2—2737 17

ГЛАВА ВТОРАЯ
КРАТКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ВСТРОЕННЫХ
АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ
Под встроенной автоматизированной системой кон-
троля понимают совокупность встроенных приборов,
датчиков, генераторов испытательных стандартных сиг-
налов, преобразователей, коммутационно-измерительной
аппаратуры, логических и вычислительных устройств,
средств индикации и регистрации результатов контроля,
ГИС
ГИС
Коммутатор -
•распределит ель
ПУ
\
И
Компаратор
ИТ
РУ
Рис. 3. Один из вариантов блок-схемы встроенной автоматизи-
рованной системы контроля.
обеспечивающих полную или частичную автоматизацию
управления процессом контроля и обработки результа-
тов измерения. Встроенная автоматизированная система
контроля входит в состав контролируемого объекта как
одно из его функциональных устройств для контроля вы-
ходных параметров аппаратуры ее отдельных блоков и
узлов, а также поиска неисправностей, включения ре-
зервных блоков и устройств и наглядного отображения
18

необходимой информации на индикаторных табло и ре-
гистрации результатов контроля. Блок-схема одного из
вариантов встроенной автоматизированной системы кон-
троля представлена на рис. 3. Встроенные измеритель-
ные элементы этой системы, измерительные приборы
ВИП, датчики ВД, коммутаторы ВК располагаются не-
посредственно в шкафах контролируемой аппаратуры
Ш1—4. Количество шкафов в современных радиоэлек-
тронных системах может доходить до нескольких десят-
ков, и в каждом из них 10—15 блоков или несколько де-
сятков модулей, которые необходимо охватить контролем.
Таким образом, в одном шкафу может быть встроено от
единиц до нескольких десятков датчиков и приборов.
Количество входов встроенного коммутатора также ле-
жит в этих пределах. Общее количество контрольных то-
чек может колебаться в зависимости от сложности аппа-
ратуры от нескольких сотен до нескольких тысяч.
Контрольная информация через коммутатор-распре-
делитель поступает на аналого-цифровой преобразова-
тель (АЦП), подключающий ее поочередно к сравниваю-
щему устройству (компаратор). В компараторе сигнал,
обычно в цифровой форме, сравнивается с допуском на
него и в зависимости от результата сравнения выдаемся
на индикаторное табло (ИТ), регистрирующее устройст-
во (РУ) или на блок включения резерва (БВР). Для
контроля пассивных и динамических устройств исполь-
зуются генераторы имитационных сигналов (ГИС), не-
которые из них также встраиваются в шкафы. Процесс
контроля управляется программным устройством (ПУ),
вырабатывающим сигналы, определяющие последова-
тельность опроса контрольных точек, моменты включе-
ния генератора испытательных сигналов, включение ре-
зерва и задающие допустимые пределы изменения на
один или группу контролируемых параметров.
Самоконтроль обеспечивается специальными устрой-
ствами самоконтроля (УС), вырабатывающими эталон-
ные сигналы большой точности, необходимые для про-
верки основных трактов системы контроля, а также
устройствами, сигнализирующими о работоспособности
ГИС, ВИП и других функциональных устройств системы
контроля.
На индикаторных табло отражается вся необходимая
информация о результатах контроля, чаще всего в ци-
фровой или знаковой форме на цифровых лампах, про-
2# 19

екционных люминесцентных электронно-лучевых индика-
торах или транспарантах. Применение цифровой -или
знаковой индикации обеспечивает повышенную точ-
ность, улучшая наглядность и использование шкалы ин-
дикатора. Повышение точности и более полное исполь-
зование шкалы достигаются за счет преимуществ
дискретных систем отсчета. Снижение утомляемости опе-
ратора происходит из-за того, что ему не приходится ин-
терполировать положение стрелки измерительного при-
бора и учитывать масштабные коэффициенты шкал.
Информация, выдаваемая на цифровых индикаторных
табло, обычно не требует никакой дополнительной интер-
претации. Регистрирующее устройство документирует
результаты контроля, накапливая необходимую инфор-
Встрденные
автоматизированные
системы контроля
По степени автоматизации | Полуавтоматические |
По виду контроля
По последовательности контроля
По периодичности контроля
Обегающий
Периодический
По виду индикации
автономная
По виду перерабатываемой I Слоговые
информации I 11_
Адресный
НепрУрШнйй
А ЦентраШзовонкаЛ
Дискретные
Рис. 4. Классификация встроенных автоматизированных систем
контроля.
мацию о параметрах контролируемой аппаратуры для
прогнозирования отказов. Регистрация результатов кон-
троля обычно производится на цифровых или алфавитно-
цифровых печатающих аппаратах, реже на перфоленте
или магнитной ленте. В простых автоматизированных
системах контроля регистрирующие устройства могут не
применяться. Рассмотренная блокнсхема встроенной ав-
томатизированной системы контроля не исчерпывает все
возможные схемные и конструктивные варианты, и по-
этому ниже будет рассмотрена их краткая классифика-
ция (рис. 4).
20

0 WOO 2000 3000 то 5000 6000
Количестдо про8еряемых точек
Рис. 5. Зависимость относитель-
ной стоимостью контроля (1) и
времени затраченного на провер-
ку (2) от количества контрольных
точек при ручном и автоматиче-
ском контроле.
По степени автоматизации встроенные автоматизиро-
ванные системы контроля подразделяются на полуавто-
матические и автоматические. Автоматическая система
контроля при ее использовании практически не требует
вмешательства оператора (не более 2% всего времени
проверки). Полуавтоматические системы контроля тре-
буют более длительного вмешательства оператора — от
50 до 2% времени,
отводимого на провер-
ку аппаратуры.
При определении
степени целесообраз-
ной автоматизации ис-
ходят из назначения
объекта, времени, не-
обходимого на завер-
шение полного цикла
контроля, и стоимости
системы контроля. Не-
которые из этих зави-
симостей приведены на
рис. 5.
По назначению встро-
енные автоматизиро-
ванные системы контроля разделяются на функциональ-
ные количественные диагностические прогнозирующие
(профилактические). В ряде случаев строятся ком-
бинированные системы, в которых сочетаются различные
методы контроля, рассмотренные в гл. 1. В отличие от
остальных систем, осуществляющихся с различной сте-
пенью автоматизации, прогнозирующие системы контро-
ля строятся преимущественно полностью автоматически-
ми, так как в них требуется сложная вычислительная и
логическая обработка информации.
Контроль может проводиться последовательным
опросом контрольных точек — циклический (обегающий)
метод — или адресным (выборочным) опросом контроль-
ных точек. Первый способ применяется в системах кон-
троля малой емкости, без сложной логической обработ-
ки результатов контроля, с аппаратурой контроля, со-
стоящей из последовательно соединенных между собой
блоков и устройств без сложных функциональных связей
и цепей обратной связи. Программа контроля строится
таким образом, что вначале опрашиваются параметры
21

аппаратуры, независимые друг от друга, а затем пара-
метры последовательно соединенных блоков с введением
контроля от входа к выходу. По второму способу соз-
даются встроенные автоматизированные системы кон-
троля для сложной аппаратуры с многофункциональны-
ми связями. При адресном опросе последовательность
контроля определяется программным устройством, после
обработки результатов предыдущего измерения. В такой
системе могут реализовываться сложные алгоритмы кон-
троля, необходимые при отыскании неисправностей и
при прогнозировании отказов.
Требования к периодичности контроля определяются
назначением и надежностью контролируемого объекта.
Системы непрерывного контроля обеспечивают мини-
мальное время восстановления аппаратуры, поскольку
они включаются в работу одновременно с контролируе-
мым объектом и сразу выдают информацию о наличии
неисправностей или включают резервные блоки. Однако
надежность такой системы во времени уменьшается так
же, как и надежность аппаратуры, и для ее сохранения
изыскивают способы перехода к периодическому методу
контроля. Но этот метод целесообразен только при кон-
троле аппаратуры с высокой надежностью или когда
принцип работы контролируемой аппаратуры не позво-
ляет использовать непрерывный контроль. Иногда
используют комбинированный метод, при котором часть
аппаратуры контролируется непрерывно, с использова-
нием только части блоков и устройств системы контро-
ля, а остальная аппаратура контролируется периодиче-
ски или в моменты обнаружения неисправностей непре-
рывно работающей частью системы контроля.
По виду индикации контрольной информации разли-
чают системы контроля с централизованным индикатор-
ным табло и с автономными индикаторными устройства-
ми. Чаще применяют первую систему индикации, выдаю-
щую всю необходимую информацию одному оператору.
Однако первые полуавтоматические системы контроля
строились с автономной индикацией, с размещением ин-
дикаторных или сигнальных устройств в одном блоке
с измерительным элементом; также и некоторые радио-
электронные объекты, имеющие изолированные посты
с автономным обслуживанием, используют эту инди-
кацию.
22

По виду перерабатывающей информации встроенные
автоматизированные системы контроля можно подразде-
лить на аналоговые и дискретные. Аналоговые системы
ввиду явного преимущества дискретных систем практи-
чески не разрабатываются, хотя и имеют некоторые
преимущества. Обычно по аналоговому принципу строи-
лись системы обегающего контроля для небольших
объектов, отличающихся простотой конструкции и высо-
кой надежностью. При увеличении объема контролируе-
мых параметров и усложнении алгоритмов контроля
объем оборудования аналоговой системы достигает
объема дискретной, однако их точность, гибкость про-
граммирования и быстродействие становятся недостаточ-
ными.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
СХЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ ВСТРОЕННЫХ
АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ
И ТРЕБОВАНИЯ К ИХ ОСНОВНЫМ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ БЛОКАМ
Большие возможности, открываемые внедрением
встроенных автоматизированных систем контроля для
оценки работоспособности и поиска неисправностей
в радиоэлектронной аппаратуре, привлекают конструк-
торов к разработке принципов их построения. Отсюда
и появляется большое схемное разнообразие как функ-
циональных устройств, так и систем контроля в целом.
По схемам построения наиболее принципиально разли-
чаются аналоговые и дискретные системы контроля.
Аналоговые системы контроля на пороговых датчиках
Основу построения встроенных автоматизированных
систем контроля на пороговых датчиках определяют кон-
структивные и схемные особенности самих пороговых
датчиков. Пороговыми датчиками называют устройство,
автономно оценивающее контролируемый параметр по
методу «в норме», «не в норме». Блок-схема порогового
датчика изображена на рис. 6. В состав схемы входят
сравнивающий элемент, усилитель, расширитель или
интегратор и схема формирования опорного напряжения.
На сравнивающий элемент подаются контролируе-
мый сигнал и напряжение от опорного источника. Если
23

контролируемый сигнал превышает уровень Опорного на-
пряжения, то на выходе сравнивающего элемента воз-
никает импульсный сигнал «не в норме», поступающий
после усиления на кипп-реле и далее на сигнальный эле-
мент индикаторного устройства. Часто в состав порого-
вого датчика входит выпрямитель питания, и таким об-
разом пороговый датчик становится полностью развя-
занным от всех цепей контролируемой аппаратуры.
Вход
Сравнивающий
элемент
усилитель
Kunn-реле
Схема формирования
опорного напряжений
От источнико
питания
Рис. 6. Блок-схема порогового датчика.
Различают пороговые датчики для сигналов в виде
напряжения постоянного или переменного тока и в виде
положительных или отрицательных видеоимпульсов. Вы-
ходными сигналами порогового датчика могут быть уров-
ни постоянного напряжения, видеоимпульсы или сигналы
переменного тока, сдвинутые по фазе на 180°. Обычно
состоянию контролируемого параметра «в норме» соот-
ветствует отсутствие сигнала, а состоянию «не в нор-
ме»— наличие сигнала на выходе датчика.
Пороговый
вентиль
Усилитель
Кипп-реле
Выпрямитель
Рис. 7. Блок-схема порогового датчика для контроля постоянных и
импульсных напряжений.
Блок-схема датчика для контроля постоянных и пе-
ременных напряжений приведена на рис. 7 [Л. 1]. Схема
содержит пороговый вентиль, усилитель, расширитель и
выпрямитель. Принципиальная схема такого датчика
представлена на рис. 8.
Датчик собран на полупроводниковых триодах и дио-
дах. На входе датчика стоит диодная схема сравнения
Ди на которую поступают импульсный измерительный
сигнал и опорное напряжение. Опорное напряжение по-
дается через дроссель Др. В момент равенства контро-
лируемого и опорного сигналов схема сравнения выра-
24

батывает короткий импульс, который через эмиттерный
повторитель триод Тх поступает на двухкаскадный
импульсный усилитель, собранный на триодах Т2 и Г3.
Усиленный импульс запускает ждущий мультивибратор,
который вырабатывает импульс длительностью 1 мсек.
Выход
Рис. 8. Упрощенная принципиальная схема порогового датчика.
В зависимости от схемы построения импульс с выхода
ждущего мультивибратора может подаваться на сиг-
нальный элемент светового табло непосредственно или
после выпрямления. Если контролируемый импульс
имеет отрицательную полярность, то диод сравниваю-
щего устройства включается в обратном направлении.
Погрешность порога срабатывания составляет ±2%
±0,05 в, а выходной сигнал имеет величину — 5 в. Дат-
чик питается от внешнего источника постоянного напря-
жения. В цепи питания предусматриваются схема ста-
билизации опорного напряжения и потенциометр, по ко-
торому устанавливается порог срабатывания датчика.
Схема рассмотренного датчика отличается высокой по-
мехозащищенностью и предназначена для передачи ин-
формации па значительные расстояния. Поэтому она до-
вольно сложна и содержит большое количество эле-
ментов.
Более компактна схема датчика, построенная на
основе диодно-регенеративной схемы сравнения рис. 9
[Л. 4]. На вход датчика Rx подается контролируемое на-
25

пряжение постоянного тока £УК, а на R2— напряжение
допуска (/д. При UK<\Ux динамическое сопротивление
диода Д\ меньше, чем у диода Д2, и в схеме преобла-
дает отрицательная обратная связь. Блокинг-генератор
на триоде Тх находится в заторможенном состоянии.
Когда Uк становится больше £/д, то динамическое со-
противление диода Д2 уменьшается, блокинг-генератор
возбуждается, и на выходной обмотке появляются им-
Рис. 9. Схема диодно-регенеративного порогового датчика.
пульсы, сигнализирующие о выходе контролируемого
напряжения за допустимые пределы. Схема работает
при очень незначительном токе коллектора, составляю-
щем в статическом режиме не более 100—150 мка, и
имеет чувствительность порядка нескольких милливатт,
что позволяет использование такого датчика контроля
напряжений до 0,1 в. Большое входное сопротивление
датчика позволяет использовать его для контроля на-
пряжений в высокоомных цепях. Чувствительность дат-
чика зависит от величины напряжения смещения Uc и
сопротивлений R\ и R2. Для уменьшения температурного
дрейфа необходимо, чтобы диоды Д\ и Д2 имели одина-
ковые вольт-амперные характеристики. При использова-
нии датчика в режиме максимальной чувствительности
на его выходе ставят интегрирующую схему, не пропу-
скающую на выходе датчика импульсы, обусловленные

Помехами й кратковременными нестабильностями в ра-
боте датчика.
Схема порогового датчика для импульсных сигналов,
собранная на полупроводниковых диодах, представлена
на рис. 10. Конструктивно датчик выполняется в виде
миниатюрного модуля и может контролировать два не-
зависимых параметра. На датчик подаются контроли-
руемые импульсные сигналы и опорные напряжения от
централизованного источника опорных напряжений. Кон-
тролируемый импульс подается на первый вход через
цепочку R\CU на второй — через R2C2. Опорные напря-
жения подаются на клеммы 3 и 5 соответственно. Опор-
0 точкв В точке В Выходной
Земоя
Рис. 10. Схема порогового датчика для импульсных сигналов.
ное напряжение через диод Д2 заряжает конденсатор
С2 до величины, равной разности между значением вход-
ного сигнала и опорного напряжения. Если напряжение
входного сигнала будет меньше опорного уровня, то на-
пряжение на конденсаторе С2 поменяет свою полярность.
Этот процесс показан на эпюрах напряжений рис. 11.
Таким образом, если контролируемый параметр по ве-
личине превышает опорное напряжение, то на выходе
датчика 4 напряжение равно нулю. Если же входной
сигнал меньше предельно допустимого, то на выходе схе-
мы будет выходное напряжение отрицательной полярно-
сти. При выборе параметров схемы следует иметь в
27

виду, что постоянная времени цепочки ^i^! должна зна-
чительно превышать длительность контролируемого им-
пульса, а постоянная времени R2C2 должна быть незна-
чительно больше периода их следования. Этот датчик
имеет небольшие габариты, вес, обладает высокой на-
дежностью, но чувствительность его невысока — ±1 в,
хотя она во многих случаях оказывается достаточной.
Еще более высокой надежностью и помехозащищен-
ностью обладают пороговые датчики на параметронах.
В таком датчике практически отсутствуют полупровод-
никовые триоды и лампы, и это обусловливает его очень
высокую надежность. Параметронные датчики отличают-
ся от рассмотренных выше способом представления вы-
ходного сигнала. Выходному сигналу «в норме» соответ-
ствует фаза гармонического колебания с фазой, равной
нулю, а сигналу «не в норме» соответствует фаза я. Па-
раметрон представляет собой резонансную цепь, в кото-
рой периодически изменяются индуктивность или
емкость, поэтому различают индуктивные и емкостные
параметроны.
Схема индуктивного параметрона представлена на
рис. 11. Он состоит из двух катушек индуктивностей U
и намотанных на ферритовые тороидальные сердеч-
ники, конденсатора с сопротивлением и выходного транс-
форматора. Обе индуктивности и конденсатор С обра-
зуют резонансный контур с частотой со. На обмотки воз-
буждения подается гармонический сигнал с частотой 2ю.
Под действием возбуждающего тока индуктивность кон-
тура изменяется с частотой 2со. На входе параметрона
включается диодный пороговый вентиль, который подпи-
рается напряжением эталонного источника. Если
ик<ил, то напряжение синхронизации с частотфй со0 не
проходит через диод на обмотку возбуждения и на вы-
ходе параметрона будет переменное напряжение с фа-
зой, равной 0. Если £/к>£/д, то диод открывается, на-
пряжение синхронизации поступает на параметрон, и на
его выходе будет напряжение с фазой я.
Аналогичные схемы пороговых датчиков могут быть
построены на емкостном параметроне, схема которого
представлена на рис. 12. Рассмотренные выше схемы по-
роговых датчиков далеко не исчерпывают всех возмож-
ных схемных и конструктивных решений, которые можно
использовать на практике. Развитие современной техни-
ки контроля требует непрерывного совершенствования
28

измерительных устройств, в том числе и датчиков поро-
гового типа. Схема .построения встроенных систем кон-
троля на пороговых датчиках определяется сложностью
контролируемой аппаратуры, количеством контрольных
точек, требованиями к полноте охвата контролем раз-
личных устройств контролируемого объекта и требуе-
мой достоверностью контроля. Простейшая схема встро-
енного контроля на пороговых датчиках показана на
рис.» 13 [Л. 5]. Эта схема не содержит коммутирующих
устройств. Сигналы с датчиков поступают на индикатор-
ное табло, на котором каждому датчику соответствует
свой сигнальный элемент, обычно в виде лампочки на-
каливания, подсвечивающей транспорант с названием
контролируемого параметра. Пороговые датчики распо-
лагаются непосредственно в контролируемых блоках ап-
паратуры. Эта схема применяется для контроля до 100
точек. Иногда наряду с централизованной индикацией
неисправностей применяют автономную индикацию,
устанавливая сигнальный элемент датчика на контроли-
руемом блоке или устройстве.
Более сложная система контроля представлена на
рис. 14 [Л. 5, 6]. В состав ее наряду с пороговыми дат-
чиками входят коммутирующие устройства, сокращаю-
щие общее количество линий связи между датчиком и
индикаторным табло. Для этого могут быть использова-
ны шаговые искатели, релейные схемы, диодные матри-
цы и др. Встроенные конденсаторы поочередно включают
выходные сигналы пороговых датчиков к входному ком-
мутатору, подключающему их к сигнальным элементам
индикаторного табло. Индикация результата контроля
может производиться по потере контрольной точки или
возбуждение
Рис. И. Принципиальная схе-
ма индуктивного параметрона.
Рис. 12. Принципиальная схема
емкостного параметрона.
29

пороговый
датчик
N° 1
I
J
"1
Н
- -J
■ Л
I
ИнОикаторное
табло
Порогодый
датчик
W9 2
I
По транспарантам с изображением шифров контролируе-
мых блоков. В первом случае индикаторн#£ устройство
может быть выполнено в виде цифрового отсчетного
устройства на цифровых индикаторных лампах и пере-
счетной схемы, .подсчитывающей количество импульсов
блока управления, поступающих для переключения ком-
мутаторов. Однако в
, , этом случае может
быть зафиксирована
только одна неисправ-
ность за цикл контро-
ля, поскольку при об-
наружении неисправ-
ности опрос датчиков
прекращается и инди-
каторное устройство
фиксирует номер дат-
чика, с которого посту-
пает информация об
отказе.
Во втором случае
каждому датчику со-
ответствует свой транс-
парант, подсвечивае-
мый лампочкой. При
этом каждый сигналь-
ный элемент работает с запоминанием, обеспечивая
индикацию любого количества отказов. Если вход-
ной коммутатор коммутирует п входов на один вы-
ход, то дешифратор как бы повторяет всю свою схему
коммутации выходных сингалов датчиков, коммутируя
напряжение питания сигнальных элементов индикатора
к соответствующим транспарантам синхронно с работой
встроенных коммутаторов. Блок управления вырабаты-
вает импульсы, определяющие период опроса пороговых
датчиков, и синхронизирует работу всех устройств систе-
мы контроля. Для данной схемы результаты контроля
могут регистрироваться на бумажной ленте, при этом
могут записываться номер контрольной точки, время кон-
троля и состояние контролируемого параметра — «в нор-
ме», «не в норме». Рассмотренная схема может исполь-
зоваться для контроля радиоэлектронной аппаратуры со
100—200 контрольными точками. С увеличением кон-
трольных точек эффективность применения подобной
30
Рис. 13. Блок-схема системы конт-
роля на пороговых датчиках без
коммутирующих устройств.

схемы значительно снижается, так как возрастает веро-
ятность получения ложных и необнаруженных отказов,
а осуществление эффективного самоконтроля затруд-
няется необходимостью охвата самоконтролем всех поро»-
говых датчиков.
Пороговый
дат чин f
i , 1
Пороговый
датчик п
Встроенный
коммутатор
Пороговый
датчик 1
L
Пороговый
датчик п
Встроенный
коммутатор
Входной
коммутатор
Дешифратор
Индикаторное
табло
Блок
управления
Рис. 14. Блок-схема системы контроля на пороговых датчиках
с коммутатором.
Аналоговые системы контроля с общим
коммутационно-измерительным устройством
Более универсальной следует считать схему встроен-
ной автоматизированной системы контроля, построенной
на основе общего коммутационно-измерительного
устройства. Она может применяться для контроля аппа-
ратуры, у которой большинство контролируемых пара-
метров является сигналами постоянного или перемен-
ного тока.
На практике часто встречаются объекты контроля,
у которых количество контролируемых параметров в ви-
де различны^ уровней напряжения прстрящюго или пе-
31

ременного тока составляет 60—80% от общего количе-
ства контролируемых параметров. В этих случаях при-
менение пороговых датчиков менее выгодно, а более
целесообразно использовать общее измерительное устрой-
ство, позволяющее значительно уменьшить количество
элементов системы контроля, приходящихся на один кон-
тролируемый параметр, повысить точность измеритель-
ного устройства и улучшить гибкость при программиро-
вд
ВИР
вд
ВК
ВД
ВИР
ГИС
5
ГИС
Z
Коммутатор
распределитель
Диалоговый
компаратор
Блок ручного
упрадления
ВИП
ВД
ВК
ВД
ГИС
ВД
Блок
самоконтроля
Программное
Индикаторное
устройство
табло
Регистрирующее
устройство
Рис. 15. Блок-схема системы контроля аналогового типа с общим
коммутационно-измерительным устройством.
вании. При этом, кроме реализации допускового контро-
ля по методу «в норме» — «не в норме», можно
контролировать по методу «меньше — норма — больше»,
а также измерять текущие значения контролируемых па-
раметров. Блок-схема системы встроенного автоматиче-
ского контроля с общим коммутационно-измерительным
устройством изображена на рис. 15. Как в схемах, рас-
смотренных ранее, в блоках коммутируемой аппарату-
ры устанавливаются встроенные датчики ВД, обеспечи-
вающие преобразование параметров к виду, удобному
для коммутации и сравнения в общем коммутационно-
измерительном устройстве. Чаще всего в подобных си-
стемах используют сигналы в виде уровней напряжения
постоянного тока с диапазонами изменения 0—10,
0—100, 0—1000 в.
32

Для преобразовайий контролируемых параметров,
требующих сложной предварительной обработки, исполь-
зуют встроенные измерительные приборы ВИП и гене-
раторы имитационных сигналов ГИС, которые могут
встраиваться в блоки или шкафы аппаратуры или со-
ставлять единое целое с коммутационно-измерительным
устройством. Чаще всего используется двухступенчатая
схема коммутации контролируемых параметров. При
этом в шкафы аппаратуры встраиваются коммутаторы
параметров блоков ВК с емкостью 8 или 16 каналов.
Второй ступенью коммутации является коммутатор-
распределитель, основной функцией которого является
поочередное подключение к компаратору выходных сиг-
налов с ВК. Кроме того, коммутатор-распределитель
коммутирует управляющие сигналы программного
устройства, определяющие момент включения ГИС,
ВИП, и ВК. С выхода коммутатора-распределителя кон-
тролируемые параметры поступают на вход аналогового
компаратора, на который одновременно в соответствии
с программой контроля поступают значения допустимых
пределов изменения каждого параметра. После сравне-
ния в компараторе выдается сигнал «в норме — не
в норме». Если выдается сигнал «в норме», то он по-
ступает на программное устройство, выдающее сигнал
на продолжение контроля. Если результат контроля «не
в норме», то компаратор выдает сигнал на индикатор-
ное табло и регистрирующее устройство. На индикатор-
ном табло подсвечивается название параметра, а на ре-
гистрирующем устройстве фиксируются номер контроль-
ной точки и величина отклонения параметра от нормы.
Работой контрольно-измерительного устройства уп-
равляет программное устройство, определяющее после-
довательность подключения контрольных точек, время
включения ГИС, ВИП, ВК и блока самоконтроля; уста-
навливает значения допусков на контролируемые сигна-
лы, синхронизирует работу индикаторного табло и ре-
гистрирующего устройства. Наряду с автоматическим
режимом работы часто предусматривается ручное управ-
ление последовательностью контроля, выполняемое бло-
ком ручного управления. Ручное управление необходимо
в тех случаях, когда с помощью устройства системы кон-
троля аппаратура настраивается и регулируется после
восстановления. Аппаратура ручного управления позво-
ляет выбрать на контроль требуемый параметр, обеспе-
3—2737 33

чивая его наблюдение на индикаторе при регулировке
до показания индикатора «в норме». Основные функцио-
нальные блоки коммутационно-измерительного устройст-
ва рис. 16, имея назначение, аналогичное показанному
на рис. 15, в значительной степени отличаются по своим
техническим характеристикам. Например, встроенные
коммутаторы должны обладать хорошей стабильностью
коэффициента передачи, и, следовательно, их схема яв-
0—IН Выход
Рис. 16. Принципиальная схема встроен-
ного коммутатора с управлением на де-
катроне.
ляется более сложной. Для обеспечения точности ком-
мутируемых сигналов порядка 0,1—0,5% используются
релейные пирамидальные коммутаторы или шаговые
искатели. В случаях, когдк требование к точности сни-
жается до 1—5%, могут применяться коммутаторы, по-
строенные на полупроводниковых диодных и триодных
ключевых схемах. Аналогичные требования предъявля-
ются к цепям переключения аналоговых сигналов ком-
мутатора-распределителя. Все большее распространение
получают коммутаторы на электромагнитных реле с маг-
нитоуправляемыми контактами, которые отличаются ма-
лым временем срабатывания (не более 1 мсек) и высо-
кой надежностью, обеспечивающей 108 срабатываний.
Конструктивно реле этого типа выполняются в виде вы-
тянутой стеклянной капсулы, в которой размещается ме-
таллическая контактная группа. Капсула помещается
34

в электромагнит, и при пропускании через него тока кон-
такты под действием магнитного поля замыкаются.
Принципиальная схема 10-канального встроенного
коммутатора на магнитоуправляемых реле с распреде-
лителем на декатроне представлена на рис. 16. В схеме
используются коммутаторный декатрон и магнитоуправ-
ляемые реле с усилителями на полупроводниковых
триодах. Когда на вход декатрона поступают импульсы
запуска, происходит направленный перенос тлеющего
разряда с одного электрода на другой; при этом на со-
противлениях, включенных в цепи катодов, возникает
импульс передающейся с частотой следования импуль-
сов запуска от сопротивления R\ к сопротивлению /?ю.
В моменты, когда на одном из сопротивлений R\+R\o
возникает импульс, триод с подключенной к этому со-
противлению базой, открываясь, питает обмотку реле,
которое подключает входной сигнал к выходу комму-
татора.
Для 'Коммутаторов-распределителей могут использо-
ваться релейные коммутаторы матричного типа или мно-
гократные координатные соединители. Упрощенная прин-
ципиальная схема коммутатора матричного типа с адрес-
ным управлением изображена на рис. 17. Управление
работой коммутатора производится полупроводниковыми
триггерами, которые подключены к горизонтальным и
вертикальным шинам матрицы. При этом срабатывает
Р£ле, которое стоит в узле пересечения двух возбужден-
ных шин матрицы. Многократные координаты соедини-
теля обладают целым рядом преимуществ по сравнению
с другими типами коммутирующих устройств, к которым
относятся возможность соединения между собой одно-
временно нескольких цепей и переключение сравнитель-
но мощных сигналов.
Промышленностью выпускаются два типа многократ-
ных координатных соединителей: двухпозициониые —
МКС-10Х ЮХ10, имеющие до 10 десятилроводных вы-
ходов, и трехпозиционные —МКС-10X20X5, имеющие
до 20 пятипроводных выходов.
В качестве аналогового компаратора может исполь-
зоваться схема, содержащая в своем составе две диод-
но-регенеративные схемы сравнения, построенные по
схеме, представленной ранее на рис. 10. Принцип рабо-
ты подобного аналогового компаратора можно пояс-
нить по блок-схеме, изображенной на рис. 18. Компара-
3* 35

тор работает -по двустороннему допуску, т. е. выдает ре-
зультат «меньше — норма — больше». Для этой цели
входы, по которым поступают напряжения контролируе-
мого сигнала UKC, объединены, а на другие входы диод-
но-регенеративных схем сравнения поступают напряже-
Рис. 17. Упрощенная принципиальная схема релейного коммутатора.
ния ивд и f/нд, соответственно равные верхнему и
нижнему допустимым значениям контролируемого пара-
метра. В зависимости от соотношения между напряже-
ниями— контролируемым и допуска на выходе схемы —
будут получены различные результаты, которые форми-
руются в узле логики. Соотношения, показывающие эти
зависимости, приведены в табл. 1.
вд
Схема
сравнений
N~9 1
КС
Интегратор
Схема
сравнения
№2
Интегратор
Узел
логики
ВыхоО
Рис. 18. Блок-сх#ма аналогового компаратора.
36

Таблица 1
Соотношение между значениями контролируемого параметра
допуска и выходными сигналами схем сравнения и узла логики
Соотношение между сигналом на
входе и допуском
Выход 1-й
схемы сравне-
ния
Выход 2-й
схемы
сравнения
Выходной
сигнал узла
логики
ияя<ияе<и,л
I
0
Норма
I
I
Больше
и„>иье<и.я
0
0
Меньше
0
I
Сбой
или
\Выход
Таким образом, с аналогового компаратора можно
получить логически обработанный результат контроля.
Подобную логическую задачу в вычислительной технике
решает функциональное устройство, называемое уз-
лом неравнозначности. дхоб
Структурная схема уз-
ла неравнозначности,
построенная на логиче-
ских элементах типа И,
ИЛИ и НЕ, представ-
лена на рис. 19.
В тех случаях,
когда контролиуемое
напряжение нормали-
зуйся к одному или
уровням, могут
—к
Рис. 19. Структурная схема узла не-
равнозначности.
нескольким унифицированным
использоваться аналоговые компа-
раторы с ограниченным количеством допускаемых значе-
ний. Упрощенная схема такого компаратора изображена
на рис. 20. На вход лампы Лх подается разностный сиг-
нал от измерительного моста. В зависимости от соотно-
шения между измеряемым и эталонным напряжениями
на входе моста разностный сигнал будет в виде импуль-
сов положительной полярности, когда икс>ид, и отри-
цательной— когда £/кс<£/д. После усиления каскадом
Л2 разностный сигнал поступает на вход лампы Л8,
в цепь катода которой включены контакты реле уста»
новки поля допуска ±1, ±5, ±10 и ±20%. Реле вклю-
чения поля допуска меняет коэффициент усиления ка-
скада таким образом, что на его выход проходят лишь
те сигналы, уровень которых превышает величину уста-
новленного поля допуска. В зависимости от полярности
разностный сигнал пройдет через один из диодов Mi

38,

или Д2 на правую или левую ветвь усилителей Л4, а за-
тем на Лб. В анодные цепи Л5 включены исполнитель-
ные реле, контакты которых составляют логическую схе-
му, обеспечивающую индикацию результата сравнения
«меньше» — «норма» — «больше».
Программное устройство может быть реализовано
в двух вариантах — жестком и гибком. В первом случае
последовательность контроля выходных параметров ап-
паратуры определяется с помощью периодических им-
пульсных сигналов, и для ее изменения требуется под-
ключение дополнительных функциональных узлов систе-
мы контроля.
Применение гибкого программного устройства значи-
тельно расширяет возможности системы контроля, осо-
бенно в начальный период сопряжения контролируемой
аппаратуры с системой контроля, когда часто приходит-
ся изменять последовательность контроля и значения
полей допусков. Это достигается применением устройств
ввода программы на перфоленте или магнитной ленте.
На программоноситель записывается информация, опре-
деляющая последовательность контроля, значение допу-
стимых пределов изменения параметров, а также поря-
док дальнейших действий в зависимости от результатов
контроля. Блок самоконтроля содержит необходимые
эталонные сигналы, обеспечивающие проверку работо-
способности основных трактов системы контроля перед
ее включением, а также периодически в процессе ра-
боты.
Индикаторное табло обычно содержит цифровой ин-
дикатор условного номера контролируемого параметра
или контрольной точки, транспаранты, показывающие
результат контроля «меньше —норма — больше», и сиг-
нальные элементы устройств самоконтроля.
Регистрирующее устройство представляет собой ци-
фропечатающую машину, имеющую 11 цифровых разря-
дов. Поскольку все устройства системы контроля рабо-
тают с сигналами аналоговой формы, то печатающее
устройство, чтобы не усложнять систему, регистрирует
только номер контрольной точки, поле допуска на пара-
метр в процентах и результат контроля условной циф-
рой или знаком.
39

Дискретные системы контроля
информационно-логического типа
Дискретные встроенные системы контроля информа-
ционно-логического типа в основном решают те же за-
дачи, что и аналоговые системы с общими коммутаци-
онно-измерительными устройствами. Но обработка инфор-
мации в цифровой форме позволяет увеличить точность
при обработке контрольной информации и обеспечить
дополнительную информацию о текущем значении из-
меряемого параметра и его действительных отклонениях
от номинала. Кроме того, в значительной степени воз-
растает быстродействие системы контроля и ее логиче-
ские возможности по реализации более сложных диагно-
стических алгоритмов контроля. Появляется возмож-
ность контроля аппаратуры в динамическом режиме
путем измерения постоянных времени интегрирования,
амплитудных и фазовых характеристик, переходных ха-
рактеристик и др. Конструктивно системы контроля ин-
формационно-логического типа выполняются на основе
унифицированных функциональных узлов, которые обыч-
но используются при проектировании электронных циф-
ровых вычислительных машин. Наибольшее предпочте-
ние отдается импульсно-потенциальным схемам на полу-
проводниках, как более помехоустойчивым, хотя
применяются и феррит-транзисторные импульсные эле-
менты. При дискретных методах обработки контрольной
информации появляется опасность случайных сбоев, по-
этому приходится предусматривать дополнительные ме-
тоды логической проверки достоверности результатов
контроля.
Блок-схема встроенной системы контроля информаци-
онно-логического типа приведена на рис. 21 [Л. 1, 7 и 5].
В отличие от схемы аналоговой системы контроля с об-
щим коммутационно-измерительным устройством данная
схема содержит аналого-цифровой преобразователь кон-
тролируемых сигналов, цифровой компаратор и блок ло-
гической обработки. Кроме того, в значительной степени
отличаются устройства формирования эталонных сигна-
лов и допустимых значений контролируемых параметров,
которые обычно входят в состав программного устройства.
В качестве аналого-цифровых преобразователей чаще
всего используют преобразователи напряжения в число
импульсов, двоичный или время-импульсный код. Техни-
40

чеокие характеристики аналогово-цифровых преобразо-
вателей весьма разнообразны по погрешности преобра-
зования, быстродействию и пределам входных сигналов.
Наибольшее распространение получили преобразовате-
ли с быстродействием от 10 до 1 ООО преобразований в се-
кунду и погрешностью от ±0,05 до 0,5% при уровнях
входных сигналов ±5,0—10, 0—100 в. Значительно реже
ВД
ВД\ \ВК
ВД
i
вд \ \вип
Блок ручного
управления
Программное
устройство
ГИС
Коммутатор
лналого-цифровые
преобразователи
цифровой
компаратор
Влон логической
обработки
ВД
ВД
ВК\ \ВД
ВИП\ \вд
Устройства
самоконтроля
Индикаторное
табло
Рис. 21. Блок-схема дискретной системы контроля информационно-
логического типа.
встречаются преобразователи с более высоким быстро-
действием— до 105 преобразований в секунду и с авто-
матическим изменением пределов преобразуемых вели-
чин.
Блок-схема широко используемого на практике
[Л. 8 и 9] преобразователя напряжения — временной ин-
тервал, представлена на рис. 22. На вход нуль-органа
поступает преобразуемый сигнал и линейно изменяюще-
еся напряжение от генератора пилообразного напряже-
ния, представляющего собой генератор линейно изменя-
ющегося напряжения, использующий процесс заряда
конденсатора через активное сопротивление. Управление
работой преобразователя производится схемой запуска
в такт с импульсами общей синхронизации, поступающие
41

ми от программного устройства. Схема запуска опреде-
ляет начало работы генератора пилообразного напряже-
ния и переключает триггер в положение, при котором он
начинает формировать временной интервал, пропорцио-
нальный величине напряжения на входе нуль-органа.
В момент равенства напряжений пилообразного и на вхо-
де нуль-органа на его выходе появляется импульс, пере-
брасывающий триггер в исходное состояние. Таким обра-
зом, интервал времени, прошедший от появления
импульса запуска до момента сравнения, будет пропор-
ите
Нуль-орган
Триггер
Усилитель
Выход
_| 1
Генератор
пилообразного-
напряжения
Схема
запуска
Синхронизация
Рис. 22. Блок-схема преобразователя напряжение — временной
интервал.
ционален входному напряжению. Перепад напряжения
триггера после усиления поступает на вход цифрового
компаратора.
Для нуль-органа применяют диодные или диодно-ре-
генеративные схемы сравнения, а также дифференциаль-
ные усилители. Погрешность преобразователя определя-
ется чувствительностью и стабильностью нуль-органа,
а также нелинейностью генератора пилообразного напря-
жения. Из схемы преобразователя напряжения во вре-
менной интервал легко можно получить схему преобра-
зователя напряжения в число импульсов (рис. 23). Пе-
репад напряжения триггера, пропорциональный величине
Вход
Нуль-орган
Триггер
\
1
i
Генератор
пилообразного
напряжения
Схема
запуска
Селектор
Выход
11,1,1 II
Генератор
импульсов
Рис. 23. Блок-схема преобразователя напряжения в число им-
пульсов.
42

напряжения на входе, поступает на схему селектора, ку-
да одновременно подаются импульсы от генератора им-
пульсов со стабильной частотой повторения. Селектор
пропускает их на выход, пока на его входе действует пе-
репад напряжения триггера. Таким образом, на выходе
селектора образуется число-импульсный код. Генератор
импульсов представляет собой кварцевый генератор, ге-
нерирующий частоту 100 кгц или 1 Мгц, а селектор яв-
ляется обычной схемой совпадения. Для получения пре-
вхсд
Источник
эталонного
напряжения
Компаратор
Выходной
КОд
/риггеонй/й
накопитель
t t -
_ _ I
Внешний
Устройстдо
упрадленир
юпусн
Рис. 24. Блок-схема преобразователя поразрядно-
го кодирования.
образователя напряжения в двоичный код можно поста-
вить двоичный счетчик на выходе селектора.-Однако эта
схема на практике используется редко, чаще применяют
метод взвешивания или поразрядного кодирования,
блок-схема которого представлена на рис. 24. Преобра-
зуемое напряжение подается на вход, компаратора, где
оно сравнивается с напряжением обратной связи, выра-
батываемым ступенями с помощью обратного преобра-
зования двоичного кода в эталонное напряжение. Схема
управления вырабатывает тактовые импульсы, поступа-
ющие поочередно на триггерный накопитель, начиная со
старшего разряда. Триггеры накопителя в свою очередь
управляют работой вентилей Вх-±-Въ, через которые на-
пряжение эталонного источника подается на потенцио-
метр. С приходом каждого тактового импульса входное
напряжение сравнивается с суммой составляющих, по-
лученных на потенциометре опорного напряжения, до
43

установления между ними равенства. При этом на триг-
герном накопителе будет записан код, соответствующий
по величине напряжению на входе нуль-органа. Преоб-
разователи, построенные по методу взвешивания, явля-
ются наиболее быстродействующими и точными. Их по-
грешность определяется чувствительностью и временной
стабильностью нуль-органа, стабильностью источника
эталонных напряжений и количеством разрядов триггер-
чппряженш-
0
входной
сигнал
Рис. 25. Упрощенная принципиальная схема быстродействующего
нуль-органа.
ного накопителя—порядка ±0,05%, а быстродействие,
зависящее в основном от быстродействия нуль-органа,—
до 105 преобразований в секунду. Упрощенная принципи-
альная схема нуль-органа, обеспечивающего до 5 • 104
преобразований в секунду, представлена на рис. 25 [Л. 8].
Схема представляет собой усилитель постоянного тока,
собранный на трех диффузионных транзисторах. В каче-
стве эталонного напряжения применяют выпрямители,
стабилизированные кремниевыми стабилитронами. Для
повышения стабильности нуль-органа и источника иногда
используется термостатирование.
В некоторых случаях выходными параметрами аппа-
ратуры являются временные интервалы различной дли-
тельности и частотные сигналы. Когда объем таких сиг-
налов в аппаратуре мал, то для их контроля используют
специальные датчики — преобразователи частотных сиг-
налов и временных интервалов в пропорциональные
уровни постоянного напряжения. Если же объем сигна-
лов подобного типа значителен, то могут использоваться
общие преобразователи временных интервалов и часто-
ты в код.
44

Блок-схема преобразователя частоты в двоичный код
представлена на рис. 26. Преобразователь подсчитывает
число периодов контролируемой частоты в единицу вре-
мени. Входной сигнал поступает на формирующее
устройство, преобразующее сигнал синусоидальной фор-
мы в остроконечные импульсы; при этом каждому перио-
ду соответствует один импульс. Эти импульсы через се-
лектор, управляемый электронным реле времени, посту-
Вход
Формирующее
устройство
Эталон
частоты
Селектор
Генератор
меток времени
Устройство
управления
Иодирующее
устройство
выход
Реле времени
Рис. 26. Блок-схема преобразователя частоты в двоичный код.
пают на выходное кодирующее устройство. Селектор
открывается на период времени, пропорциональный одной
секунде или ее долям. Эталонный временной интервал
формируется делением частоты высокостабильного квар-
цевого генератора и электронным реле времени. Обычно
этот интервал может меняться дискретно от Ю-1 до
10 сек]
Схема (преобразователя частоты в код, изображенная
на рис. 27, практически мало отличается от предыдущей
схемы. Основное отличие заключается в том, что интер-
вал, в течение которого селектор открыт, определяется
длительностью контролируемого сигнала, а на кодирую-
щее устройство поступают импульсы от генератора меток
времени — цепочку делителей частоты на триггерах или
фантастронах. В качестве формирующего устройства ис-
пользуются триггер Шмитта или спусковая схема с ка-
тодной связью. Эталон частоты представляет собой тер-
мостатированный кварцевый генератор, реле времени —
обычный триггер, а селектор — схему совпадения. Вы-
ходной код формируется кодирующим устройством в ви-
де двоичного счетчика. В зависимости от типа аналого-
45

цифрового преобразователя существует несколько тейпов
цифровых компараторов. При выходном сигнале преоб-
разователя в виде временного интервала компаратор
вначале сравнивает его с эталонным значением также
в виде временного интервала, а затем полученную раз-
ность— с предельно допустимым значением. Блок-схема
компаратора для сравнения временных интервалов изо-
бражена на рис. 28. Схема состоит из вычитающего
устройства, которое вычитает меньший временной интер-
вал из большего. Полученная разность, в виде времен-
Вход г
Формирующее
. устройство
\
Вход 2
Формирующее
устройство
Реле времени
Генератор \
метоп времени
Селектор
Кодирующее
устройстдо
- Выход
Устройстдо [Т От программного
упрадления Р" устройства
Рис. 27. Блок-схема преобразователя временных интервалов в код.
ного интервала, подается на селектор, куда одновремен-
но подаются импульсы кварцевого генератора. Селектор
открывается на время действия разностного импульса,
пропуская серию импульсов, пропорциональных по ве-
личине разности измеряемого и эталонного сигналов.
Эти импульсы поступают на двоичный счетчик, и если их
число соответствует допустимому значению, записанному
на счетчике в обратном коде, то на его выходе не будет
сигнала. Если же число импульсов превысит допусти-
мое значение, то на выходе счетчика появится импульс
, Разность
1
Вход 1
Вход 2
Вычитающее
устройство
т
Селектор
Счет чин
Выход
допуска
Допуск
Эталонные
импульсы
Рис. 28. Блок-схема компаратора для сравнения временных интерва-
лов.
46

переполнения, сигнализирующий об отклонении контро-
лируемого параметра от нормы. Вычитающее устройство
представляет собой потенциальную логическую схему,
работающую по логической формуле узла неравнознач-
ности, изображенного на рис. 20. Селектор представляет
собой схему Я, а двоичный счетчик — набор последова-
тельно соединенных полупроводниковых триггеров, коли-
чество которых определяется из выражения 2n = Af, где
п — число триггеров, а N — число импульсов, соответст-
вующее максимальному допуску на параметр.
{
Вход
Регистр
верхнего допуска
| Регистр
нижнего допуска
Логическое
устройство
ВыхоЦ
Рис. 29. Блок-схема цифрового компарато-
ра с двусторонним допуском.
Схема цифрового компаратора с двусторонним допу-
ском может быть представлена в виде двух регистров и
логического узла рис. 30. В пер/вый регистр записывается
в обратном коде значение минимального контролируемо-
го сигнала, а во второй — максимального. На запарал-
леленные между собой входы обоих регистров поступает
последовательность импульсов от преобразователей. В за-
висимости от наличия импульсов переполнения на выхо-
дах регистров логический узел выдает сигнал в соответ-
ствии с табл. 1.
Схема дискретного компаратора для сравнения дво-
ичных и двоично-десятичных кодов выполняется анало-
гично схеме, представленной на рис. 30, с той разницей,
что сигнал с выхода преобразователя подается на реги-
стры параллельно, а триггеры в регистре соединяются
между собой через линии задержки.
Блок логической обработки выдает информацию на
индикаторное табло или в зависимости от выбранного
алгоритма контроля включает систему в режим само-
контроля или многократного контроля параметра. В про-
47

стейшем случае блок логической обработки сддержит
схему счета импульсов на два или три и схемы включе-
ния резервных блоков. Схема счета на два представляет
собой простейшее пересчетное устройство по типу дели-
теля частоты на триггерах или коммутаторном декатро-
не. Сигнал на выходе схемы появляется лишь при по-
ступлении на ее вход двух последовательных импульсов
в интервале между импульсами сброса схемы в исход-
ное состояние. Это защищает систему контроля от появ-
ления -случайных сбоев. Следует учесть, что при этом
в программном устройстве предусматриваются соответ-
ствующие управляющие сигналы, обеспечивающие двух-
или трехкратное измерение параметра.
Индикаторное табло, кроме сигнальных элементов,
содержит цифровое отсчетное устройство визуального
считывания значений контролируемых параметров (пре-
имущественно в десятичной системе счисления) по типу
цифровых индикаторов, цифровых вольтметров и элек-
тронно-счетных частотомеров. Наиболее широко распро-
странены цифровые лампы и электролюминесцентные се-
миэлементные индикаторы, которые, однако, связывают-
ся -с аналого-цифровыми преобразователями довольно
сложными дешифрующими схемами. Поэтому иногда их
заменяют обычными неоновыми лампами или лампами
накаливания, отображающими информацию в двоичном
коде и значительно упрощающими схему связи [Л. 1,
10,11].
При необходимости информация может вводиться па-
раллельно с цифровым отсчетным устройством на доку-
ментирование результатов контроля.
Программное устройство задает последовательность
контроля, синхронизирует работу всех устройств во вре-
мени, а также формирует необходимые опорные значе-
ния и допустимые пределы изменения контролируемых
параметров непосредственно в цифровой форме. Наибо-
лее рационально программное устройство с вводом ин-
формации с перфоленты, работающее в стартстопном ре-
жиме. На перфоленте для осуществления одного цикла
контроля записывается номер канала коммутатора, тип
и режим работы аналого-цифрового преобразователя и
режим работы генератора имитационных сигналов, верх-
нее и нижнее допустимые значения контролируемого па-
раметра и необходимая последовательность действия,
в зависимости от результатов контроля. Перфолента до-
48

пускает многоцелевое применение коммутационно-изме-
рительного устройства системы контроля. Если при этом
основные блоки коммутационно-измерительного устрой-
ства унифицировать по своим техническим характери-
стикам, а также габаритным и присоединительным раз-
мерам, то из них можно будет компоновать в зависимо-
сти от потребностей встроенную автоматизированную
систему контроля в достаточно оптимальном варианте
при минимальных затратах на ее разработку.
Блок ручного управления конструктивно объединяет-
ся с индикаторным табло, позволяя управлять работой
системы контроля. На нем предусмотрены органы управ-
ления установкой режима работы, отладкой программы
контроля, проведения текущего самоконтроля, оператив-
ного воздействия на ход процесса контроля и регулиров-
ки и настройки блоков аппаратуры в режиме работы по
вызову. Контроль правильности ручного управления ото-
бражается специальными элементами на индикаторном
табло. Оперативное воздействие на ход процесса контро-
ля и выполнение операции по ручному вызову отдельных
параметров на контроль обеспечивается возможностью
набора любой предусмотренной программным устройст-
вом команды с помощью специальных кнопок и вспомо-
гательных регистров управления или устройством руч-
ного выбора нижнего кадра программы с перфоленты.
Устройства самоконтроля контролируют правильность
работы основных функциональных устройств и системы
контроля в целом. Для этого могут использоваться как
тестовые, так и аппаратные методы самоконтроля, одно-
временно обеспечивающие поиск неисправностей в самой
системе контроля. Тестовый самоконтроль осуществляет-
ся периодически после каждого включения системы кон-
троля путем проверки правильности выполнения специ-
альной подпрограммы с перфоленты, а также по вызову
оператора при появлении симптомов неустойчивой рабо-
ты. Кроме того, в отдельные кадры программы могут
предварительно записываться небольшие подпрограммы
самоконтроля, суживающие или расширяющие поля до-
пуска, и соответствующий параметр контролируется два-
жды—один раз по нормальному полю допуска, второй—
по указанному подпрограммой. Такой метод применяет-
ся в основном для исключения ложных или необнару-
женных отказов. Например, если между полем допуска
на некоторый параметр и погрешностью его контроля
4—2737 49

существует такое отношение, при котором нельзя вы-
брать оптимальное значение поля допуска для системы
контроля, обеспечивающее требуемую вероятность лож-
ных или необнаруженных отказов, то оказывается воз-
можным с помощью рассмотренного выше метода уточ-
нить истинное значение контролируемого параметра и
в соответствии с результатом принять правильное реше-
ние о наличии отказа в аппаратуре или системе кон-
троля.
Наряду с тестовыми методами применяется схемный
самоконтроль основных функциональных устройств си-
стемы контроля, особенно встроенных измерительных
приборов, генераторов имитационных сигналов, аналого-
цифровых преобразователей. В качестве схемных
устройств самоконтроля используются пороговые датчи-
ки, логические и пересчетные схемы.
Информация со схемных устройств самоконтроля вы-
водится на индикаторное табло. Выходы всех сигнальных
элементов через логическую схему объединяются на об-
щий сигнальный элемент, выдающий информацию об ис-
правности системы контроля при отсутствии сигналов об
отказах. При возникновении неисправности на индика-
торном табло появляются сигналы «неисправность в си-
стеме контроля» с указанием, где именно она возникла.
Для проверки точностных характеристик и калибров-
ки преобразователей напряжения в код и временных
интервалов в код используются внутренние эталоны на-
пряжения и частоты. Эталоном напряжения служат вы-
прямители со стабилизаторами на кремниевых стабили-
тронах, а эталоном времени — кварцевый генератор.
Дискретные автоматизированные системы контроля
с использованием электронных вычислительных машин
Усложнение алгоритмов контроля радиоэлектронной
аппаратуры, насчитывающей сотни тысяч элементов, тре-
бует введения автоматизированных систем контроля,
обеспечивающих централизованную оценку работоспо-
собности аппаратуры и автономную оценку работоспо-
собности и поиск неисправностей в ее отдельных систе-
мах и устройствах.
Считается допустимым и технически целесообразным
применение встроенных автоматизированных систем кон-
троля, объем которых не превышает 8—10% объема кон-
тролируемой аппаратуры. Следовательно, системы кон-
50

троля сложных объектов могут содержать десятки тысяч
элементов с большим количеством самых разнообразных
функциональных связей. При этом требуются переработ-
ка и анализ контрольной информации, получаемой от
различных датчиков. Разработка достаточно оптималь-
ных систем контроля значительно упрощается при ис-
пользовании управляющих электронных цифровых вы-
числительных машин с гибкой унифицированной структу-
рой. Их структура во многом отвечает требованиям,
предъявляемым к автоматизированным системам контро-
ля. Управляющие электронные вычислительные машины
способны преобразовывать и перерабатывать самую раз-
нообразную информацию практически без участия чело-
века, по заранее составленной программе. Это делает
их основой, на базе которой могут разрабатываться до-
статочно эффективные системы контроля работоспособ-
ности, поиска неисправностей, прогнозирования отказов,
даже автоматического регулирования режимов работы
некоторых динамических систем контролируемой аппа-
ратуры. При этом имеется в виду, что управляющая ма-
шина имеет: универсальную структуру команд, обеспе-
чивающих реализацию любого алгоритма контроля; опе-
ративную и долговременную память, которая может
изменять свой объем определенными ступенями; запас
по быстродействию, по числу каналов ввода информа-
ции; набор аналого-цифровых и цифро-аналоговых пре-
образователей; высокую надежность и развитую систему
самоконтроля.
Применение управляющих электронных вычислитель-
ных машин в системах встроенного автоматизированно-
го контроля сложных объектов целесообразно также тем,
что они выпускаются небольшими сериями и разработ-
ка и внедрение специализированных систем контроля для
них нерентабельны экономически. Большие логические и
вычислительные возможности позволяют всегда исполь-
зовать оптимальные варианты контроля параметров и
схемы поиска неисправностей.
Внедрение управляющих машин в технику автомати-
ческого контроля[работоспособности представляет собой
сложную научно-техническую проблему, требующую но-
вого подхода к математическому описанию объекта и
процесса контроля.
Путем измерения ряда взаимозависимых параметров
и последующего расчета по уравнениям, связывающим
4* 51

контролируемую величину с параметрами элементов схе-
мы, можно установить истинную причину отклонения па-
раметров от нормы. Построение математического описа-
ния контролируемого объекта может проводиться тремя
методами [ Л.1, 12]:
1. Построить математическую модель в виде совокуп-
ности статистических и динамических характеристик
объекта контроля, полученных при воздействии на него
различных физических факторов, действующих в усло-
виях эксплуатации: изменение температуры, влажности,
моделирования процессов старения, изменение питающих
напряжений и др.
2. Получить статические и динамические характе-
ристики из статистической обработки входных и выход-
ных характеристик устройств контролируемой аппара-
туры за длительный период их эксплуатации. Затем ха-
рактеристики программируются, вводятся в машину и ис-
пользуются как модель для сравнения с параметрами
объекта ib процессе контроля.
www
Входные
коммутаторы
Преобразователи
информации
Распределители
номанд
тттттт
Устройство
управления
Йрифметичесное
устройство
Запоминающее
устройство
Устройство
ввода
программы
Выходные
устройства
Пульт
управления
Рис. 30. Функциональная схема управляющей электронной вычис-
лительной машины.
3. Разработать математическую модель объекта кон-
троля, дающую в процессе контроля реакции на воздей-
ствие реальных и гипотетических факторов. При этом,
как и в предыдущем случае, математическую модель
объекта контроля можно представить в виде приближен-
ной программы, которая будет впоследствии учитывать-
ся в зависимости от условий эксплуатации объекта.
52

Математическое описание объекта контроля и пере-
вод ею на «язык» .машины на основе определенного кри-
терия оптимизации составляет основу алгоритма контро-
ля. Полный алгоритм контроля должен включать в себя
совокупность инструкций, определяющих порядок работы
функциональных устройств системы контроля в зависи-
мости от результата, полученного при контроле любого
параметра объекта.
Управляющая электронная вычислительная машина
(рис. 30) состоит из следующих основных функциональ-
ных устройств: входные коммутаторы, распределители
команд, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобра-
зователи, арифметическое устройство, запоминающее
устройство, выходные устройства, устройство управления
и устройство ввода программы.
Основные устройства машины рис. 30 объединяются
в три группы:
устройства связи с объектом — входные, коммутато-
ры, распределители команд и преобразователи информа-
ции;
вычислительная часть (машины — арифметическое, за-
поминающее и управляющее устройства;
устройства ввода и вывода информации—устройство
ввода программы, выходные печатающие и регистрирую-
щие устройства, пульт управления.
Входными коммутаторами служат релейные или бес-
контактные схемы коммутирующих устройств с адрес-
ным управлением. Часто их разбивают на подгруппы по
виду коммутируемых сигналов, например коммутаторы
постоянного напряжения низкого уровня, коммутаторы
постоянных напряжений высокого уровня, коммутаторы
сигналов релейного типа и т. /п.
Распределители команд предназначены для выдачи
на объект управляющих воздействий в виде сигналов по-
стоянного тока или замыкания контактов реле. Схемно
они выполняются в виде комбинации дешифратор — ре-
лейные группы.
Общая емкость каналов приема информации и выда-
чи управляющих сигналов чаще имеет 256 и 512 каналов
связи с объектом.
Преобразователи информации различаются по виду
входного сигнала для аналого-цифровых преобразовате-
лей и выходного — для цифро-аналоговых преобразова-
телей. Часто в устройства связи с объектом входят пре-
53

образователи напряжения временных интервалов, часто-
ты и т. п. в код. Чаще всего в качестве выходного сиг-
нала аналого-цифровых преобразователей используется
двоичный код.
В запоминающих устройствах часто применяют
ферритовые матричные схемы. В нем хранятся коды чи-
сел для (вычислительных и логических операций, а так-
же результаты промежуточных 'вычислений. Обычно
в запоминающее устройство вводится вся программа ра-
боты управляющей машины.
Устройство управления организует выполнение всех
вычислительных, логических и вспомогательных опера-
ций, начиная с момента ввода информации в машину и
кончая вычислениями и выдачей результата на выход-
ные устройства в соответствии с программой вычисле-
ний; выбирает коды чисел и команд из запоминающего
устройства, с помощью специальных регистров выраба-
тывает команды на выполнение записанных в программе
вычислительных или логических операций, на запись ре-
зультата в запоминающее устройство и переход к следу-
ющей операции.
Программа работы машины представляется в виде
определенной последовательности команд, определяю-
щих элементарные шаги всех вычислительных и вспомо-
гательных операций по решению /конкретной задачи.
В состав функциональной схемы устройства управле-
ния входят блоки: управлением «команд, центрального
устройства управления операциями, синхронизирующих
импульсов, управления запоминающего устройства, уп-
равления арифметического устройства, управления
устройствами связи с объектом.
С помощью блока управления команд получают код
текущей команды, хранящийся до выполнения команды,
и определяют адреса хранения в запоминающем устрой-
стве следующей команды.
Блоки управления арифметическим и запоминающим
устройствами выполняют все операции текущей команды.
Блок центрального управления выдает информацию
на печать, принимает ее из входных устройств и согла-
совывает работу блоков управления арифметическим и
запоминающим устройствами.
Блок синхронизирующих импульсов вырабатывает
тактовые импульсы, определяющие шаги выполнения
команды.
54

Блок управления устройствами связи с объектом вы-
бирает адреса каналов коммутации и распределения и
определяет последовательность и режим работы преоб-
разователей информации.
Арифметические устройства складывают и инвертиру-
ют коды, логически умножают и складывают их, сдви-
гают коды вправо и влево.
Устройства ввода программы в первую очередь ха-
рактеризуются типом носителя информации. Носитель
информации должен отвечать следующим эксплуатаци-
онным требованиям: возможность многократного ис-
пользования; долговечность; возможность контроля за-
писанной информации; возможность локального исправ-
ления ошибок и перезапись информации на отдельных
участках носителя; высокая надежность и необходимая
скорость считывания; высокая удельная плотность запи-
си информации.
Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет пер-
фолента, однако в ря|де случаев применяют перфокарты,
магнитные ленты и даже магнитные барабаны.
Перфолента изготовляется из бумаги, нейлона, фиб-
ры, пластмасс, стали и т. п. Информация на ней запи-
сывается рядами перфораций, фиксируемых относитель-
но отверстий для зацепления или синхронизации с пере-
мещающим механизмом.
Емкость перфоленты составляет 1 200 знаков на 1 см3.
В одном ряду по ширине ее могут располагаться от 5 до
* 8 отверстий, образующих тактовый интервал.
Программа записывается обычно в двоично-десятич-
ной системе счисления. Перфолента подготавливается
к работе с помощью специальных перфораторов типа
клавишных машин. Скорость ввода информации с пер-
фолент зависит от типа считывающего устройства, — при
фотосчитывании может достигать 1 ООО знаков в секунду.
Типовое устройство ввода программы на перфоленте со-
держит протягивающий реверсивный механизм, фотосчи-
тывающие головки, усилители считываемых сигналов и
блок управления вводом.
Входные печатающие и регистрирующие устройства
обеспечивают вывод информации из машины. Наиболее
распространены цифровые и алфавитно-цифровые печа-
тающие аппараты электромеханического типа со скоро-
стью печати до 300—500 знаков в секунду. Кроме того,
информация записывается регистрирующими устройства-
55

ми на /перфоленту или магнитную ленту с очень высокой
скоростью.
Пульт управления обеспечивает пуск и остановку ма-
шины, установку отдельных устройств в исходное состоя-
ние, ручной набор команды, текущий контроль за рабо-
той машины и функционированием .программ, отладку
программы, оперативное воздействие на ход решения за-
дачи и профилактическую проверку машины. Обычно
пульт состоит из двух блоков: сигнализации с лампоч-
ками, показывающими состояние триггеров сумматора,
решстров управляющего устройства и др., и управления
с кнопками для ввода команд и тумблерами для управ-
ления режимом работы машины.
Встроенные
Встроенные
коммутаторы
\ \
Датчики
. Встроенные
коммутатора
Датчики
встроенные
ГИС
Устройство
самоконтроля
Не
Коммутатор
я налог о -цифровые
преобразователи
Блок автономного
управления
ГИС
Распределитель
I
Цифра -аналоговые
преобразователи
Эталон времени
ЙУ
Ы МОЗУ
Устройства
регистрации
Устройство
ввода
программы
Пульт
I—»-] управления
и индикации
Встроенные
лип
Встроенные
коммутаторы
Датчики
Встроенные
коммутаторы
Датчики
Встроенные
ГИС
Рис. 31. Блок-схема системы контроля на базе управляющей элек-
тронной вычислительной машины.
Блок-схема встроенной автоматической системы кон-
троля, построенной на базе управляющей цифровой вы-
числительной машины (рис. 31), содержит практически
те же функциональные устройства, что и системы кон-
троля информационно-логического типа. Однако в ком-
поновке и размещении этих устройств имеются сущест-
венные различия. Они заключаются, в первую очередь,
в том, что некоторые аналого-цифровые преобразователи
размещаются непосредственно в шкафах контролируе-
56

мой аппаратуры, удаленных от машины контроля. В этохМ
случае по автономным индикаторам аналого-цифровых
преобразователей можно настраивать и регулировать
аппаратуру.
Команды на управление процессом контроля форми-
руются цифро-аналоговыми преобразователями, выдаю-
щими на распределитель управляющее напряжение не-
обходимой величины и полярности в соответствии с дво-
ичным кодом блока устройства автономного управления.
С помощью эталона времени, который представляет
собой кварцевый генератор и набор делителей частоты,
производится синхронизация во времени работы всех
устройств системы контроля, а также выдача сигналов
времени на пульт индикации, управления и на печать.
Блок автоматического управления устройствами свя-
зи с объектом обеспечивает выдачу команд на выбор
коммутируемого канала контроля, включение генерато-
ров имитационных сигналов ГИС, (встроенных коммута-
торов и аналого-цифровых преобразователей. Встроен-
ные коммутаторы для уменьшения линий связи в основ-
ном работают в циклическом режиме, поэтому блок
автономного управления синхронизирует их с основны-
ми функциональными устройствами системы контроля.
Запоминающее устройство позволяет проводить ста-
тистическую обработку контрольной информации, необ-
ходимой для получения усредненных значений основных
параметров аппаратуры, а также для уточнения про-
граммы контроля. Например, если для группы зависи-
мых параметров были установлены приближенные зна-
чения поля допуска, то при контроле аппаратуры
может оказаться, что один из них отклонился от установ-
ленной нормы, а по значению других параметров аппа-
ратура является работоспособной, значит, можно пред-
положить, что ноле допуска было установлено непра-
вильно и его необходимо скорректировать. Если в
программу контроля заложить алгоритм корректировки
допуска, то машина сможет корректировать без вмеша-
тельства оператора. Кроме того, могут предусматривать-
ся операции по корректировке нелинейности характери-
стик измерительных датчиков и преобразователей
информации. Для этого в ячейках запоминающего устрой-
ства хранятся специальные подпрограммы. С помощью
других подпрограмм производятся операции тестового и
аппаратного самоконтроля. Подпрограммы самоконтро-
57

ля предусматривают проверку точностных характери-
стик, коммутационно-измерительных цепей, надежность
срабатывания сигнальных элементов индикаторного таб-
ло, а также автономную проверку работоспособности
отдельных функциональных устройств системы кон-
троля, включая датчики и генераторы имитационных
сигналов.
Проследим порядок работы основных функциональ-
ных устройств системы контроля, блок-схема которой
представлена на рис. 31. Программа контроля, записан-
ная на перфоленте, вводится в запоминающее устрой-
ство. Если объем памяти вмещает всю программу кон-
троля, то устройство ее ввода в дальнейших операциях
контроля не участвует. Если объем памяти не вмещает
всю программу, то она вводится частями, через интер-
валы времени, записанные в программе. Обычно полный
кадр программы контроля одного параметра занимает
от 50 до 100 отверстий на перфоленте, т. е. контроль
1000 параметров требует до 105 перфораций. При ско-
рости ввода 500—1 000 знаков в секунду время ввода
программы может составить 50—100 сек. Поскольку кон-
троль выполняется по нескольким типовым алгоритмам,
то, используя модификации команд, можно сократить
объем программы контроля.
После ввода программы в запоминающее устройство
подается команда на самопроверку, по окончании кото-
рой начинается собственно процесс контроля. При про-
верке каждого очередного параметра из соответствую-
щей ячейки запоминающего устройства выдаются коды
команд в управляющее устройство, по выходным цепям
которого каждая функциональная часть команды посту-
пает на узлы и блоки системы контроля. Например,
в блок автоматического управления устройствами связи
с объектом поступает часть команды, определяющая но-
мер контрольной точки, выходные характеристики гене-
ратора имитационных сигналов, продолжительность и
время его включения, тип коммутатора и номер комму-
тируемого канала, тип преобразователя. Другие части
команды обеспечивают: выбор ячеек памяти, хранящих
информационные части кодов чисел со значениями верх-
них и нижних допустимых пределов изменения контроли-
руемого параметра; считывание информации с преобра-
зователей; проведение вычислительных и логических опе-
раций в арифметическом устройствах. Часто для устра-
58

нения случайных сбоев вычислительные операции могут
повторяться и результат может выдаваться только
при совпадении двух результатов из трех или трех из
пяти.
После (вычислительных и логических операций, при
которых может происходить неоднократное обращение
к запоминающему устройству для хранения промежуточ-
ных .результатов, формируется управляющий сигнал, зна-
чение которого зависит от полученного результата. Если
контролируемый параметр в допуске, то результат выда-
ется только на печать и система переходит к контролю
очередного параметра, если не в допуске, то результат
выдается на индикаторное табло и печать, а система про-
должает контроль по программе.
Подробный анализ показывает, что управляющая
электронно-вычислительная машина во встроенной авто-
матизированной системе контроля должна иметь сле-
дующие характеристики:
двоичную систему счисления с количеством разрядов
от 18 до 24, с возможностью работы с числами удвоен-
ной и укороченной длины; форму представления чисел—
с фиксированной запятой; быстродействие—10—20 ты-
сяч операций в секунду; скорость переключения кана-
лов входного коммутатора— 500—1 000 каналов в се-
кунду; быстродействие преобразователя постоянного
напряжения в код 1 ООО—2 000 преобразований в секун-
ду при погрешности 0,2—0,5%; емкость оперативного
запоминающего устройства на 10—24-разрядных числа
должна составлять 2 048—4 096 слов команды — одно-
или двухадресные; наличие цифровых или алфавитно-
цифровых печатающих устройств; количество возмож-
ных цепей связи с внешними устройствами — 512—1 024;
наличие внутренних временных и энергетических эта-
лонов, наличие развитой системы схемного самокон-
троля; устройство ввода программы с перфоленты
должно обеспечивать скорость ввода до 1 000 знаков
в секунду; среднее время между двумя отказами или
сбоями не менее 300 ч.
Нетрудно заметить, что рассмотренные требования во
многом совпадают с характеристиками управляющих ма-
шин, используемых в народном хозяйстве для контроля
и управления производственными процессами, типа
ВНИИЭМ-3, УМШН и т. д. [Л. 12].
59

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ВСТРОЕННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
КОНТРОЛЯ
Рассматриваемые системы контроля в настоящее вре-
мя находят широкое распространение «как в нашей стра-
не, так и за рубежом. Наибольшую сложность представ-
ляет создание унифицированных измерительных датчи-
ков для автоматического контроля высокочастотных па-
раметров аппаратуры: мощности передающих устройств,
чувствительности приёмных устройств, частоты передаю-
I
I
JUZ_
Матрица
упрадления
встроенными
коммутаторами]
Матричный
коммутатор
параметров
коммутатор
адресного
опроса
Матрица
эталонных
сигналов
Матрица
допусков
Пересчётная
схема
Преобразователь
напряжение-код\
Схема
сравнения
Ч
|-^*| Устройство
вычитания
Переключатель
I | режима
работы
Блок
управляющих
импульсов
JJLL
матрица
включения
резерва
Матрица
индикатора
параметров
Схема
счета
на Z
Блок
цифровой
индикации
ВИР
1
г1-
.1. Л, Л
\вип
. .ВИП
l£_j lIj lIj lLj
ВИП
7
Рис.
60
32. Блок-схема системы контроля для аппаратуры длительного
использования.

щих устройств, временных характеристик коротких ра-
дио- и видеоимпульсов и т. п.
В большинстве случаев глубина контроля аппарату-
ры 'ограничивается сменным модулем или блоком, кото-
рые после их локализации подлежат замене на резерв-
ные. Если отказавшие блоки подлежат ремонту, то по-
иск отказавших деталей и элементов в блоках аппарату-
ры производится с помощью автоматических тестеров
типа Роботестер. В качестве примера рассмотрим схему
и принцип работы встроенной автоматизированной си-
стемы контроля работоспособности и поиска неисправно-
стей в радиоэлектронной аппаратуре длительного ис-
пользования средней сложности [Л. 1]. Система имеет
следующие основные характеристики для основного ком-
плекта:
1. Емкость коммутирующих устройств: для непрерыв-
ного контроля выходных параметров 15; для периодиче-
ского контроля выходных параметров 32; для контроля
выходных сигналов функциональных блоков при поиске
неисправностей 240.
2. Скорость измерения выходных параметров: при не-
прерывном контроле 10 параметров в секунду; при по-
иске неисправностей 100 параметров в секунду.
3. Погрешность измерения выходных параметров: при
непрерывном контроле ±-1%; при периодическом контро-
ле ±0,5%; при поиске неисправностей ±2,5%.
4. Входной сигнал напряжения постоянного тока
0,5-г-20 в. При необходимости емкость коммутирующих
устройств может быть увеличена в 2, 3, 4 и более раз
добавлением коммутирующих блоков. Блок-схема рас-
сматриваемой системы контроля представлена на
рис. 32.
Основу системы составляет коммутационно-измери-
тельное устройство, которое обеспечивает: непрерывный
и периодический контроль выходных параметров аппара-
туры в виде напряжения постоянного тока, изменяюще-
гося в пределах от 0,5 до 20 в, по принципу «в норме —
не в норме» при непрерывном контроле и абсолютных
единицах при периодическом контроле. Выходные пара-
метры аппаратуры подключаются ко входам матрично-
го коммутатора параметров от шкафов Ш\—UIS или ко
входам коммутатора адресного опроса встроенных изме-
рительных приборов ВИП{—ВИП7. Выходные параметры
функциональных блоков аппаратуры предварительно
61

преобразуются в пропорциональные по величине уровни
напряжения постоянного тока или нормализуются
к уровню 0,5—20 в с помощью датчиков, встроенных
в блоки аппаратуры. Выходы датчиков подключаются ко
входам ©строенных коммутаторов ВК\—BKs. Встроенный
коммутатор имеет 8 или 16 входов и один выход, кото-
рый подключается ко входу матричного коммутатора па-
раметров. Матричный коммутатор поочередно подключа-
ет выходные параметры ко входу преобразования напря-
жения в число-импульсный код, поступающий на вычи-
тающее устройство, куда одновременно подаётся эталон-
ная пачка импульсов, сформированная счетчиком задан-
ного числа и матрицей эталонных сигналов. С выхода
схемы вычитания разностный сигнал также в виде число-
импульсного кода поступает на дискретную схему срав-
нения, на которую поступают сигналы эталонного допу-
ска. Если (разностный сигнал укладывается в поле допу-
ска, то на выходе схемы сравнения нет сигнала, если
же он превышает поле допуска, то возникает сигнал не-
исправности, поступающий на схему счета на два. Схема
запоминает результат до повторного измерения. При со-
впадении результата двух последующих измерений схема
счета на два выдает сигнал неисправности на индикатор
параметров и на матрицу включения резерва. На инди-
каторном табло подсвечивается транспарант с названи-
ем параметра или шифра неисправного блока. Одновре-
менно с выдачей информации на индикаторное табло
сигнал неисправности со схемы счета на два поступает
на переключатель режима работы, который управляет
выдачей тактовых импульсов на матричный распредели-
тель. Через -матричный распределитель тактовые импуль-
сы, частота следования которых в 10 раз больше, чем
тактовых импульсов, определяющих период контроля па-
раметров при непрерывном контроле, поступают на
встроенный коммутатор блоков, с которого была полу-
чена информация о неисправности. До этого момента ВД'
находились в ждущем режиме, при котором постоянно
включен вход только основного параметра шкафа или
блока. С поступлением тактовых импульсов на ВК на-
чинается последовательный опрос входных и выходных
параметров блоков. В этом случае обеспечивается реа-
лизация только простейшего алгоритма поиска неисправ-
ности, при котором в максимальной степени использует-
ся логика соединения блоков аппаратуры. При поиске
62

неисправностей сигналы о параметрах блоков поступа-
ют через ВК на матричный переключатель параметров
и далее на преобразователь напряжения — код. Далее
весь процесс измерения по допуску повторяется дважды,
как и в случае измерения основных параметров, до тех
пор пока юо схемы счета, на два не будет выдан сигнал
неисправности, поступающий на цифровой индикатор но-
мера неисправного блока и на переключатель режима
работы. В этом случае переключатель режима работы
прекращает доступ тактовых импульсов на матричный
распределитель, при этом ВК прекращает опрос выход-
ных параметров блоков. Таким образом, на индикаторе
z = 1,5 мп сен Fj =200 + 300 гц
? = !,5мнсек FE=100 +150 гц
111 м 1111111111
Z=/,5mk сен Fjjz =10 +/5гц
Рис. 33. Временная диаграмма тактовых импульсов, вы-
рабатываемых в блоке управляющих сигналов.
параметров будет указано наименование параметра, зна-
чение которого лежит вне допуска, а на цифровом инди-
каторе неисправных блоков будет указан номер неис-
правного блока.
Весь процесс контроля ведется по жесткой програм-
ме, определяемой тактовыми импульсами, вырабатывае-
мыми в блоке управляющих сигналов. Временная диа-
грамма тактовых импульсов блока управляющих сигна-
лов показана на рис. 33.
Тактовые импульсы Л, следующие с частотой повто-
рения 200 гц, определяют время одного цикла преобра-
зования преобразователя напряжения — код. Тактовые
импульсы Гц определяют период опроса выходных па-
раметров блоков аппаратуры ВК при поиске неисправ-
63

ностей, а импульсы с частотой Fm устанавливают пери-
од переключения основных выходных параметров аппа-
ратуры через матричный переключатель параметров.
Диаграмма, показывающая временную связь, характе-
ризующую длительность периодов коммутации матрич-
ного коммутатора параметров /, встроенного коммута-
•у—v
О
too
200
WO
ZOO
ЗООмсен
ЗООмсен
t
200
ЗООмсек
Рис. 34. Временная диаграмма работы
встроенного и матричного коммутаторов
и преобразователя напряжения в код.
тора блоков // и тактовыми импульсами управляющими
работой преобразователя напряжения — код, представ-
лена на рис. 34. На диаграмме показано, что за время
// в течение которого ВК подключен к преобразовате-
лю, он успевает сделать два последовательных преобра-
зования ///. В интервале времени /, в течение которого
включен один канал матричного коммутатора парамет-
ров, укладывается 10 интервалов включения ВК-П. В ре-
жиме периодического контроля встроенные измеритель-
ные приборы вручную кнопочным переключателем через
коммутатор адресного опроса подключаются через спе-
циальный канал матричного переключателя параметров
на преобразователь напряжения—код и далее на блок
цифровой индикации, аде отображается абсолютное или
нормализованное значение контролируемого параметра.
В режиме периодического контроля режим непрерывно-
го контроля не нарушается. Внешний вид коммутацион-
но-измерительной стойки описываемой системы приведен
на рис. 35.
Одной из основных особенностей схемы построения
рассматриваемой системы является широкое использо-
вание диодных матриц в качестве коммутирующих и
распределительных устройств. В этом случае практиче-
ски без применения электромеханических переключате-
лей (реле и шаговых искателей) обеспечивается синхрои-
64

ная работа всех функциональных блоков коммутацион-
но-измерительного устройства. Синхронная «работа всех
матриц достигается последовательным включением. их
управляющих шин к общему блоку управления, который
представляет собой двоичную пересчетную схему на по-
лупроводниковых тригге-
рах. К коллектору каж-
дого триода триггера под-
ключается одна из пар- -■■ f 'V
ных шин каждой матри- | „ 1
цы. Когда на вход пере- у, ■ *
счетной схемы поступает ;| . [
последовательность уп- ?jf
равляющих импульсов, >
триоды поочередно за- ^ v
крываются и открывают- , ч . s> lu .<
ся. На коллекторе закры-
того триода напряжение *
максимально и равно на-
пряжению источника пи- ■** -Л -
тания. Это напряжение .,: ■
передается на соответст-
вующую шину диодной .
матрицы, и все диоды,
подключенные к ней, ока- ,
зываются запертыми. Ко-
гда триод открыт, то дио-
ды матрицы через шину, " : ;
к которой они подключе- * ^ ' '*
ны, и открытый триод за- -
корачиваются на корпус.
Таким образом осуще- ,
ствляется переключение ::
коммутирующих каналов '• '" ": " *
всех диодных матриц.
Для обеспечения ком- Рис. 35. Внешний вид коммута-
мутации как положитель- иионно-измерительной стойки,
ных, так и отрицательных
напряжений к коллекторам триодов пересчетной схемы
подключаются усилители-инверторы, к коллекторам ко-
торых присоединены шины матриц, предназначенные для
коммутации напряжения другой полярности. Подобный
способ синхронизации обеспечивает одновременно и
уплотнение линий управления.
5—2737 RR

Коэффициент уплотнения К может быть определен из
следующего выражения:
Л ~~~21og2W
где N— количество входов или выходов матрицы.
Уплотнение линий передачи дает большие преимуще-
ства в том случае, когда необходимо осуществлять син-
хронизацию работы нескольких коммутационно-измери-
тельных устройств с выводом информации на централи-
зованный пульт индикации и управления. Кроме того,
рассматриваемая схема синхронизации позволяет осуще-
ствить очень простую схему самоконтроля прохождения
сигналов по шинам матрицы с помощью диодных схем
совпадения и одной индикаторной лампочки на каждую
диодную матрицу. В состав системы контроля, кроме
коммутационно-измерительного устройства, входят дат-
чики-преобразователи, с помощью которых осуществля-
ется контроль амплитудного значения импульсных и си-
нусоидальных сигналов на выходе функциональных бло-
ков аппаратуры, а также встроенные измерительные при-
боры, обеспечивающие автоматический и автономный
контроль параметров приемо-передающих устройств.
Датчики-преобразователи и встроенные измеритель-
ные приборы осуществляют линейное преобразование зна-
чений контролируемых параметров в напряжение. Что-
бы обеспечить хорошее согласование с линией передачи
и с коммутатором, выходное сопротивление датчиков не
превышает 1—2 ком. Некоторые датчики-преобразовате-
ли, например, для контроля длительности фронта видео-
импульсов и линейности пилообразного напряжения, и
особенно встроенные приборы, являются довольно слож-
ными устройствами, содержащими несколько десятков
или сотен элементов. Поэтому для обеспечения длитель-
ной стабильности их параметров во времени они имеют
устройства самокалибровки.
Примером встроенной системы контроля также мо-
жет служить система Buil't Test Sistem for Automatik
Foult Detection, которая была разработана для авто-
матической проверки работоспособности аппаратуры
центра управления батареями HAWK (США) [Л. 13].
Контролируемая аппаратура представляет собой мо-
дульную конструкцию с полным комплектом запасных
(резервных) функциональных модулей. Каждый мо-
66

дуль аппаратуры контролируется с помощью встроен-
ного компаратора напряжения. Обслуживающий пер-
сонал в случае необходимости заменяет неисправные
модули на запасные. Компаратор представляет собой
пассивное полупроводниковое устройство размером
с обычную электронную лампу. Принципиальная схема
компаратора представлена на рис. 10. С помощью вы-
ходного разъема компаратор вставляется в обычную се-
миштырьковую ламповую панельку, устанавливаемую на
контролируемом модуле. Выходные сигналы всех ком-
параторов представляют собой нормализованное напря-
жение, равное 1 в при отказе контролируемого модуля и
0 при его нормальной работе. Логическая обработка вы-
ходных сигналов компараторов производится с помощью
ими
Г"? so гт+9 /7*4 в»
1
S^'70
гт*г
Логическое и индикаторное
устройство тестера
Рис. 36. Упрощенная схема тестера с пороговыми датчиками Кг и
блоками контролируемой аппаратуры (А, В, С, G, L, Е, F, Н).
5* 67

коммутационно-анализирующего устройства '(тестера), и
результаты контроля отображаются на индикаторном
устройстве.
Схема функциональных связей между коммутацион-
но-анализирующим устройством и проверяемой аппара-
турой показана на рис. 36. Напряжение с выхода .ком-
параторов подводится к контактам шагового искателя
в той же последовательности, в какой соединены сами
проверяемые модули, так как при последовательном ме-
тоде опроса выходных сигналов для определения места
неисправного модуля необходимо соблюдать ранее уста-
новленную последовательность контроля. Кроме группы
контактов Si в процессе контроля участвуют группы кон-
тактов-^, S3, S4. Группа контактов S2, S3 шагового ис-
кателя обеспечивает опрос компараторов в определенной
логической последовательности до тех пор, пока не бу-
дет обнаружен модуль с входным сигналом — «в норме»
и выходным — «не в норме». Необходимое число групп
контактов типа 52, S3 определяется наибольшим количе-
ством входов какого-либо из модулей контролируемой
системы. Для контроля схемы, приведенной на рис. 36
достаточно иметь две группы 52 и 53, поскольку ни один
модуль не имеет больше двух входов. Когда проверяет-
ся комбинированная схема, порядок испытаний может
быть произвольным. Однако для того, чтобы уменьшить
число шаговых искателей, необходимо проводить кон-
троль в порядке логической последовательности включе-
ния контролируемых модулей в систему. Метод логиче-
ского комбинирования неприемлем при наличии между
модулями Н и G обратной связи (рис. 36). В этом слу-
чае тестер не сможет определить, какой из двух модулей
неисправен, и выдаст информацию о неисправности двух
модулей вместе, чего на самом деле нет. В этом случае
можно использовать следующие приемы:
а) цепь обратной связи размыкается с помощью со-
ответствующего сигнала с программного устройства, и
каждый модуль проверяется в соответствии с логикой
разомкнутой цепи;
б) модули проверяются при замкнутой цепи обратной
связи, неисправность находится последовательной заме-
ной каждого из проверяемых модулей на запасной.
Конструктивно типовые модули со встроенными ком-
параторами входят в состав блоков аппаратуры как
обычные радиолампы и радиодетали. Для контроля всей
68

аппаратуры используются четыре встроенных тестера.
При возникновении неисправностей тестеры включаются
автоматически по сигналу с матрицы, объединяющей ис-
пытательные сигналы модулей. Местоположение любого
неисправного модуля находится за 4 сек. В тестерах пре-
дусмотрен самоконтроль. Рассмотренная система контро-
ля обеспечивает обнаружение 90% всех неисправностей,
при этом дополнительное оборудование не превышает
10% объема всей контролируемой аппаратуры.
Н системе поиска неисправностей
Входной сигнал
постоянного тона
Нормализатор
Компаратор
постоянного
тона
триггер
К логическому
индикатору
К системе поисна неисправностей
Входной импульсный
сигнал
Нормализатор
Импульсньш
компаратор
к индикатору пропуска
импульсоб
Рис. 37. Блок-схема подсистемы непрерывной проверки.
Для индикации результатов контроля используются
сигнальные лампочки и индикаторные приборы. В со-
ставе установки предусматриваются эталоны в виде тер-
мостабилизированного кварцевого генератора, электри-
ческих часов и источников напряжения. Калибровка и
настройка функциональных устройств установки произ-
водится автоматически посредством следящей системы.
Примером построения системы встроенного автомати-
зированного контроля комбинированного типа (на поро-
говых датчиках и коммутационно-измерительной аппара-
туре дискретного действия) может служить аппаратура
автоматического контроля работы системы BMEWS
(США). Она состоит из ряда радиоэлектронных постов,
расположенных на большой территории, и имеет центра-
лизованную систему контроля, состоящую из подсистем
неисправной и последовательной проверки [Л. 4]. Подси-
стема непрерывной проверки с помощью пороговых дат-
чиков контролирует выходные сигналы основных блоков
аппаратуры по методу «работает — не работает». Под-
система последовательной проверки представляет собой
69

комплекс аппаратуры с программным управлением, кото-
рая включается в работу после того, как будет установ-
лено наличие неисправности системой непрерывной про-
верки. Ее программа работы вводится с помощью перфо-
карт, на каждой из них записываются координаты кон-
тролируемого параметра, его номинальное значение,
а также верхний и нижний допустимые пределы изме-
нения. Кроме того, указывается последовательность ра-
боты всех функциональных устройств подсистемы после-
довательной проверки.
Блок-схема подсистемы непрерывной проверки пока-
зана на рис. 37.
к матричному переключателю
к аналоговой секции
преобразователя
От аналоговой секции
преобразователя
От дынесенного
устройства
Цифровая секция
преобразователя
аналог-цифра
Цифровой
компаратор
программное
устройство
последовательного
контроля
Преобразователь
время -цифра
Устройство
ввода программы
(перфо-карты)
и\ифропе чатаюсцее
устройство
Рис 38. Блок-схема подсистемы последовательной проверки.
На систему непрерывной проверки поступают сигна-
лы постоянного тока или видеоимпульсов. Постоянный
ток предварительно нормализуется и поступает на ком-
паратор, где сравнивается с эталонным сигналом по
верхнему и нижнему пределам. Результат сравнения
определяет положение триггера, который через усили-
тель связан с индикаторным устройством. Импульсные
сигналы проверяются по амплитуде и времени прохож-
дения. Основным элементом подсистемы непрерывной
проверки является диоднопрегенеративная схема сравне-
ния (рис. 9). В подсистему непрерывной проверки вхо-
дят встроенные приборы для контроля частоты передаю-
щих устройств, обнаруживающие как кратковременные,
так и длительные отклонения частоты от номинала. При
отклонении частоты передатчика более чем на 5 кгц и
при паразитной частотной модуляции, превышающей
10 гц, прибор выдает сигнал неисправности.
70

Блок-схема подсистемы последовательной проверки
представлена на рис. 38. Эта подсистема обеспечивает
локализацию неисправных блоков. Общее количество
контрольных точек составляет несколько тысяч. Аппара-
тура последовательной проверки размещается в кон-
трольно-индикаторной стойке, связанной по дискретным
линиям передачи со всеми радиоэлектронными постами.
Поиск неисправного блока начинается сразу же после
обнаружения неисправности подсистемой непрерывной
проверки в следующей последовательности: выбирается
необходимый комплект перфокарт и вводится в програм-
мное устройство; проводится операция контроля: если
величина параметра находится в поле допуска, перфо-
карта проходит через программное устройство и резуль-
таты проверки не регистрируются; если выходит из поля
допуска, то результаты проверки выдаются на печать
с фиксацией следующих данных — номер контрольной
точки, верхний предел контролируемого параметра, верх-
ний допустимый предел, текущее значение параметра,
нижний предел и нижний допустимый предел.
Максимальное время поиска неисправности не пре-
вышает 2 мин. Блоки системы контроля выполнены на
полупроводниках. Все электромеханические элементы и
детали используются периодически, что увеличивает
продолжительность их использования в аппаратуре.
Считается, что аппаратура контроля повышает на-
дежность системы BMEWS за счет существенного сокра-
щения времени простоя.
ЛИТЕРАТУРА
1. Автоматизация радиоизмерений, под общей редакцией В. П. Ба-
лашова, изд-во «Советское радио», 1966.'
2. Шишонок Н. А., Репкин В. Ф., Барви-некий Л. Л.,
Основы теории надежности, изд-ibo «Советское Радио», 1964.
3. Ремонтопригодность радиоэлектронной аппаратуры, перев. с англ.
'под ред. О. Ф. Пославского, изд-во «Советское Радио», 1964.
4. IRE Wescon Convention Record, «I960, № 6.
5. Темников Ф. Е., Шенброт И. М., Машины и системы
централизованного контроля (Каталог-'справочник), ГОСИНТИ,
1964.
6. Ш е н б р о т И. М., Централизованный контроль технологиче-
ских шроцессов, Госэнергоиздат, 1962.
7. Сытина Н. В., Автоматизация испытаний радиоэлектронного
оборудования, изд-во «Советское радио», 1959.
8. К л е й н М. А., М о р г а н Г. С, А р о с о н М. Г., Цифровая
техника для вычислений и управления, Изд-во иностр. лит-ры,
I960.
71

9. Г ит и с Э. И., Преобразователи информации для электронных
цифровых вычислительных устройств, Госэнергоиздат, 1961.
10. Тем'ников Ф. Е., Автоматические регистрирующие приборы,
Машгиз, 1960.
11. Электрические методы автоматического контроля, под редакцией
К. Б. Карандеева, изд-во «Энергия», 1965.
12. Белостоцкий А. А., Вальденберг Ю. С, Меркурь-
ев Л. И., Применение вычислительных машин для автоматиза-
ции производственных процессов, изд-во «Энергия», 1964.
13. D о n а 1 d Н., Breslow Built Test Sistem for Automatic Fault
Detection, Electronics, June, 1960.
14. Бру.евич H. Г., Доступов Б. Г., Основы теории счетно-
решающих устройств, изд-во «Советское Радио», 1964.
15. Новотный (G. V. N о v a t п у), Автоматические устройства
контроля современных сложных систем, «Электроника», русский
перевод, 1962, № 28.

БИБЛИОТЕКА ПО АВТОМАТИКЕ
Выпуск 1. Ш у мидовский И. Н. и Мельтцер Л. В. Применение ядерных
излучений для автоматического контроля технологических процессов.
В ы п у с к 2. Богданов Д. И. и Евдокимов Г. К, Феррорезонансные стабилиза-
торы.
Выпуск 3. Вершинин Н. И. и др. Автоматическое регулирование.
Выпуск.4. Декабрун И. Е., Электромагнитные поляризованные реле и пре-
образователи.
Выпуск 5. Булгаков А. А., Программное управление металлорежущими
станками.
В ы п у с к 6. Катыс Г. П. Оптические датчики температуры.
В ы п у с к 7. Крассов И. М., Гидравлические усилители.
Выпуск 8. Юферов Ф. М., Электрические двигатели автоматических
устройств.
Выпуск 9. Дружинин Г. В. Реле времени.
Выпуск 10. Круг Г. К. и Круг Е. К, Электрические корректирующие эле-
менты в схемах автоматического контроля и регулирования.
Выпуск 11. Рожанский Л. Л., Статические электромагнитные преобразова-
тели частоты.
Выпуск 12. Ацюковский В. А., Емкостные дифференциальные датчики пере-
мещений.
Выпуск 13. Малое В. С. Телемеханика.
Выпуск 14. Догановский С. А. и Иванов В. А., Блоки регулируемого запаз-
дывания. •
Выпуск 15. Ильин В. А., Системы телемеханики для рассредоточенных
объектов.
Выпуск 16. Уланов Г. М., Регулирование по возмущению (компенсации
возмущений и инвариантность).
Вы пуск 17. Волосников В. Я. Использование вычислительных машин для
автоматизации электроприводов.
Выпуск 18. Воробьева Т. М. Электромагнитные муфты.
Выпуск 19. Васильев Р. Р. и Шастова Г. А., Передача телемеханической
информации.
Выпуск 20. Бондаренко П. С. Автоматизация процесса доменного производ-
ства.
В ы п ус к 21. Лапшин А. А. Электрические влагомеры.
Выпуск 22. Архангельский В. И., Бесконтактные схемы управления электро-
приводами реверсивных прокатных станов.
Выпуск 23. Лихачев В. А., Многоканальное быстродействующее регистри-
рующее устройство РУМБ-2.
В ы п у с к 24. Ройзен С. С. и Медникова И. И., Применение магнитных усили-
телей в автоматизированном электроприводе постоянного тока.
Выпуск 25. Лернер А. #., Принципы построения быстродействующих сле-
дящих систем и регуляторов.
Выпуск 26. Архипов Г. В., Автоматическое регулирование вентиляции и
кондиционирования воздуха.
Выпуск 27. Литвак В. И., Фотореле в системах автоматического контроля
и регулирования.
Выпуск 28. Островский А. С, Комплексная автоматизация и телемеханиза-
ция систем водоснабжения промышленных предприятий.
Выпуск 29. Нечаев Г. К. и Удалое Н. П., Полупроводниковые термосопро-
тивления в системах автоматики.
В ы п у с к 30. Петелин Д. П., Автоматическое регулирование возбуждения син-
хронных двигателей.
73

Выпуск 31. Смолов В. Б., Вычислительные преобразователи с цифровыми
управляемыми сопротивлениями.
Выпуск 32. Шегал Г. Л., Электрические исполнительные механизмы.
Выпуск 33. Ганулич А. К., Электронные моделирующие устройства.
Выпуск 34. Брон О. Б., Автоматы гашения магнитного поля.
Выпуск 35. Майзель Л. М., Методы автоматического контроля размеров
изделий.
Выпуск 36. Шипилло В. П., Системы сеточного управления ртутными вы-
прямителями для" автоматических электроприводов.
Выпуск 37. Прусенко В. С, Элементы пневмоавтоматики для регулирования
тепловых процессов.
Выпуск 38. Ильин А. Л., Разветвленные силовые сети как каналы связи для
телемеханики.
Выпуск 39. Тищенко Я. М., Бесконтактные магнитные реле.
Выпуск 40. Шенброт Я. М., Централизованный контроль технологических
процессов.
Выпуск 41. Нетребенко К. А., Цифровые автоматические компенсаторы.
Выпуск 42. Богомолов В. Я., Устройства с датчиками Холла и датчиками
магнитосопротивления.
Выпуск 43. Вишневский В. Э. и Забиякин В. П., Датчики автоматического
контроля и регулирования технологических процессов на обогатительных
фабриках.
Выпуск 44. Купершмидт #. А., Малое В. С. и Пшеничников А. М., Совре-
менные телеизмерительные системы.
Выпуск 45. Бондарев Г. С, Датчики и приборы автоматического контроля
для транспортировочных устройств.
В ы п у с к 46. Лемберг М. Д., Пневмоавтоматика.
Выпуск 47. Алехин К. А. и Зекцер Д. М., Кодовые диспетчерские реле.
Выпуск 48. Зильберман Б. 3., Моделирование электроприводов.
Выпуск 49. Гринштейн М. М., Фотосопротивления в приборах промышлен-
ной автоматики.
Выпуск 50. Монахов В. И., Измерение расходов и количества жидкости,
газа и пара.
В ы п у с к 51. Мерл В., Электрический контакт.
Выпуск 52. Дмитриев В. Я. и Чернышев В. Я., Пневматические вычисли-
тельные приборы непрерывного действия.
Выпуск 53. Шадрин В. Я., Магнитная запись в автоматике.
Выпуск 54. Куницкий Я. Я., Ионное возбуждение генераторов и двигателей
реверсивных станов.
Выпуск 55. Хилтон А. М., Логика и цепи переключения.
Выпуск 56. Заволокин А. К., Последовательные преобразователи непрерыв-
ных величин в числовые эквиваленты.
Выпуск 57. Богачев А. М. и Лямбах Р. В., Приборы автоматического кон-
троля размеров проката.
Выпуск 58. Радин В. Я., Электромашинные усилители.
Выпуск 59. Афанасьев В. Д., Электропривод автоматических летучих
ножниц.
Выпуск 60. Наслэн Я., Основы цифровой вычислительной техники.
Выпуск 61. Червинский М. М., Сегнетоэлектрики и перспективы их приме-
нения в вычислительных устройствах.
Выпуск 62. Юрасов А. Я., Теория построения релейных схем.
Выпуск 63. Майзель Л. М., Методы автоматического учета штучной про-
дукции.
Выпуск 64. Турку леи, В. И. и Удалое Я. Я., Фотодиоды и фототриоды.
Выпуск 65. Кац С. М., Балансирные динамометры для измерения вращаю-
щего момента.
Выпуск 66. Ратмиров В. А. и Ивоботенко Б. А., Шаговые электродвигатели
для систем автоматического управления.
Выпуск 67. Васильева Я. Я. и Гашковец И., Логические элементы в про-
мышленной автоматике.
Выпуск 68. Свечарник Д. В., Сельсины и их применение в системах авто-
матизации производственных процессов.
Выпуск 69. Ройзен С. С, Штейн И. М., Киблицкий В. А., Автоматическое
регулирование и точное измерение скорости электродвигателей непрерыв-
ных прокатных станов.
Выпуск 70. Лемберг М. Д., Элементы гидроавтоматики.
Выпуск 71. Розенцвит Ц. И. и Эйгенброт В. М., Задающие устройства
программных и следящих регуляторов технологических процессов.
Выпуск 72. Жовинский В. Я., Схемы запоминания напряжений и блоки за-
паздывания.
Выпуск 73. Тищенко Я. М, Магнитные усилители повышенной стабиль-
ности.
Выпуск 74. Розенблат М. А., Магнитные усилители и модуляторы.
74

Выпуск 75. Розенблат М. Л., Магнитные усилители с самонасыщением.
Выпуск 76. Прусенко В. С, Одноконтурные (Пневматические системы авто-
матического регулирования тепловых .процессов.
Выпуск 77. Прусенко В. С, Многоконтурные пневматические системы авто-
матического регулирования тепловых процессов.
В ы п у с к 78. Чесноков А. А., Решающие усилители.
Выпуск 79. Соколов М. М. и Терехов В. М., Приближенные расчеты пере-
ходных процессов в автоматизированном электроприводе.
В ы п у с к 80. Липман Р. А., Полу/проводниковые реле.
Выпуск 81. Жуховицкий Б. Я., Сигналы телемеханики и их преобразования.
Выпуск 82. Поздеев А. Д., Розман Я- Б., Электромагнитные муфты и тор-
моза с массивным якорем.
Выпуск 83. Шипилло В. Я., Сирица В. В и Булатов О. Г., Электромагнит-
ные процессы в быстродействующем реверсивном ионном преобразователе.
Выпуск 84. Матов В. И., Николаев О. А., Фетисов А. В., Жданович Я. С,
Учебная цифровая вычислительная машина.
Выпуск 85. Тун А. Я. и Иванов А. О., Наладка электрических машин элек-
троприводов.
Выпуск 86. Кочубиевский И. Д. и Стражмейстер В. Л., Измерители рас-
согласования следящих систем.
Выпуск 87. Третьяков М. Я., Электронные реле и их применение.
Выпуск 88. Удерман Э. Г., Метод корневого годографа в теории автомати-
ческого управления.
Выпуск 89. Карпов В. Я., Полупроводниковые стабилизаторы напряжения.
Выпуск 90. Вершинин Я. Я., Верцайзер А. Л., Яковлев В. М., Автоматиче-
ский контроль.
Выпуск 91. Сочивко В. Я., Электронные опознающие устройства.
Выпуск 92. Козлов Г. Д.. Новые бесконтактные магнитные элементы.
Выпуск 93. Соколов Я. Я., Синтез линейных систем автоматического регу-
лирования при случайных воздействиях.
Выпуск 94. Невраев В. Ю. и Петелин Д. П., Системы автоматизированного
электропривода переменного тока.
В ы п у с к 95. Шилейко А. В., Цифровые модели.
Выпуск 96. Шадрин В. Я., Фазовое управление от магнитной ленты.
Выпуск 97. Миллер Е. В., Бесконтактные логические элементы на полупро-
водниках и их применение.
Выпуск 98. Искандарян А. А., Пробоотборники газов и жидкостей.
Выпуск 99. Черевычник Ю. К., Приборы тлеющего разряда в вычислитель-
ной технике.
Выпуск 100. Минскер Э. Я., Электрическое управление в машиностроитель-
ных автоматических линиях.
Выпуск 101. Бергштейн С. Г., Устройства для импульсного управления
электроприводом.
Выпуск 102. Апокин Я. Л., Кипаренко Г. Ф., Тонкие магнитные пленки
в электронной технике.
Выпуск 103. Булейко В. Б., Резонансные четырехполюсники и их примене-
ние в вычислительной технике.
Выпуск 104. Разумихин М. Л., Эрозионная устойчивость маломощных кон-
тактов.
Выпуск 105. Мамедов В. М., Электродинамическая модель мощных электро-
приводов постоянного тока.
Выпуск 106. Разыграев Л. М., Структурный синтез электросхем металлоре-
жущих станков.
Выпуск 107. Бровман Я. С, Коган В. Г., Кочубиевский Ф. Д., Электропри-
воды с полупроводниковым управлением. Системы с электромашинными
преобразователями (ПМК—Г—Д).
Выпуск 108. Электроприводы с полупроводниковым управлением. Полупро-
водниковые управляемые вентили — тиристоры (сборник статей), под ред.
проф. М. Г. Чиликина.
Выпуск 109. Бруфман С. С, Цифровые индикаторы.
Выпуск ПО. Ратмиров В. А. и др., Электроприводы с полупроводниковым
управлением. Системы с шаговыми двигателями.
Выпуск 111. Петровский А. Я- и Розман Я. Б., Нереверсивный регулируемый
электропривод с магнитными усилителями.
Выпуск 112. Кузнецов О. А., Автоматический контроль уровня раздела
двух сред.
Выпуск ИЗ. Шумиловский Я. Я., Мельтцер Л. В., Каламаков А. Л., Радио-
изотопные методы автоматического контроля состава сложных сред.
Выпуск 114. Тун А. Я*, Наладка контакторно-релейной аппаратуры и тор-
мозов.
Выпуск 115. Глаговский Б. А., Пивен И. Д., Электротензометры сопротив-
ления.
75

Выпуск 116. Могилевский В. Г., Электромагнитные порошковые муфты и
тормоза.
Выпуск 117. Иванчук Б. #., Липман Р. А., Рувинов Б. Электроприводы
с полупроводниковым управлением. Усилители постоянного тока на полу-
проводниковых управляемых вентилях.
Выпуск 118. Левин Г. М. и Гольденталь М. Э., Реверсивный ионный элек-
тропривод.
Выпуск 119. Бровман Я. С, Коган В. Г., Кочубиевский Ф. Д., Найдис В. А,
Электроприводы с полупроводниковым управлением. Системы постоянного
тока с электромашинными усилителями.
Выпуск 120 Тун А. Я-, Наладка бесконтактной аппаратуры автоматическо-
го управления.
Выпуск 121. Конев Ю. Я., Транзисторные импульсные устройства управле-
ния электродвигателями и электромагнитными механизмами.
Выпуск 122. Ильичев Д. Д., Татур О. Н., Флидлидер Г. М., Электроприводы
с полупроводниковым управлением. Системы с электромагнитными муф-
тами.
Выпуск 123. Малое В. С, Телемеханика.
Выпуск 124. Катыс Г. П., Объемные расходомеры.
Выпуск 125. Прусенко В. С, Пневматические датчики и вторичные при-
боры.
Выпуск 126. Перекрестов А. В., Построение релейных схем гидроаътоматики.
Выпуск 127. Чернышев В. О., Поворотные трансформаторы и их применение
в автоматических и вычислительных устройствах.
Выпуск 128. Катыс Г. П., Массовые расходомеры.
Выпуск 129. Вершинин Я. Я и др. Автоматическое регулирование (2-е изда-
ние).
Выпуск 130. Ильин В. А., Импульсные устройства с мостовыми элемен-
тами.
Выпуск 131. Лемберг М. Д., Системы гидроавтоматики.
Выпуск 132. Бондаренко Я. С, Автоматизация систем поточного транс-
порта.
Выпуск 133. Столяров И. М., Магнитные усилители с полупроводниковыми
и магнитными ключами.
Выпуск 134. Глазенко Т. А., Применение импульсных полупроводниковых
усилителей для управления электроприводами.
Выпуск 135. Эйгенброт В. М., Применение электроннолучевых трубок для
многоточечного контроля.
Выпуск 136. Вершин В. Е., Быстродействующие полупроводниковые диодные
переключатели.
Выпуск 137. Бухгольц В. П., Путевые датчики автоматического контроля
на рельсовом транспорте.
Выпуск 138. Райцын Т. М., Аналоговые вычислительные устройства в авто-
матике.
Выпуск 139. Квартальное Б. В., Динамика автоматизированных электропри-
водов с упругими механическими связями.
Выпуск 140. Хоппер Э.~ Повышение плотности записи на магнитный носи-
тель в вычислительных машинах.
Выпуск 141. Ступель Ф. А., Электромеханические датчики и преобразовате-
ли неэлектрических величин.
Выпуск 142. Казанский В. М., Основич Л. Д., Малоинерционные электро-
двигатели постоянного тока с печатной обмоткой на якоре.
Выпуск 143. Рабинович Л. В., Методы фазовой плоскости в теории и прак-
тике релейных следящих систем.
Выпуск 144. Баум А. К. и др. Туннельные диоды в схемах промышленной
электроники.
Выпуск 145. Видинеев Ю. Д., Автоматическое непрерывное дозирование ма-
териалов.
Выпуск 146. Илюкович А. М. и Шульман Б. Р., Стабилизаторы и стабили-
зированные источники питания переменного тока.
Выпуск 147. Бамдас А. М. и Шапиро С. В., Трансформаторы, регулируемые
лодмагничиванием.
Выпуск 148. Сочивко В. П., Электрические модели нейронов.
Выпуск 149. Михин Д. В., Кремниевые стабилитроны.
Выпуск 150. Миловзоров В. Я., Бесконтактное регулирование скорости
исполнительных устройств.
Выпуск 151. Кочубиевский И. Д., Стражмейстер В. А., Динамическое моде-
лирование нагрузок при испытаниях автоматических систем.
Выпуск 152. Нежданов И. В., Инверторы на тиристорах.
Выпуск 153. Бамдас А. М., Шапиро С. В., Стабилизаторы с подмагничивае-
мыми трансформаторами.
Выпуск 154, Лиоерзон Л. М., Родов А. Б., Системы экстремального регули-
рования,
76

Выпуск 155. Ступель Ф. А., Магнитные логические элементы автоматики.
Выпуск 156. Куликовский Л. Ф., Зарипов М. Ф., Преобразователи переме-
щения с распределенными параметрами.
Выпуск 157. Арутюнов О. С, Датчики состава и свойств вещества.
Выпуск 158. Шипилло В. Я., Булатов О. Г., Расчет полупроводниковых си-
стем управления вентильными преобразователями.
Выпуск 159. Сандлер А. С. и Сарбатов Р. С, Электроприводы с полупро-
водниковым управлением. Преобразователи частоты для управления асин-
хронными двигателями.
Выпуск 160. Гачинский Э. Е. и Фицнер Л. Я., Оптимизация пространствен-
ного распределения (Автоматический распределитель припуска).
Выпуск 161. Иванчук Б. Я., Липман Р. А., Рувинов Б. Электроприводы
с полупроводниковым управлением. Тиристорные усилители в схемах элек-
тропривода.
Выпуск 162. Павлов В. В., Полупроводниковые усилители малых сигналов
постоянного тока для систем промышленной автоматики.
Выпуск 163. Тищенко Я. М., Машлыкин В. Г., Динисторы и тиристоры и
их применение в автоматике.
Выпуск 164. Козлов Я. Я., Красов И. М., Электромагнитные пропорциональ-
ные управляющие элементы.
Выпуск 165. Котомина Л. А., Тазенкова В. Ф., Логарифмирующие диоды.
Выпуск 166. Литинский С. А., Автоматическое вождение самоходных машин
(автоводители).
Выпуск 167. Кацнельсон О. Г., Эдельштейн А. С, Магнитная подвеска
© приборостроении.
Выпуск 168. Васильев А. Я., Анисимов А. С, Оптимальные процессы
в микроэлектроприводах.
Выпуск 169. Куликов С. В., Управляемые мультивибраторы на транзи-
сторах.
Выпуск 170. Венчковский Л. Б., Помехи в каналах телемеханики.
Выпуск 171. Касаткин А. С, Автоматическая обработка сигналов частотных
датчиков.
Выпуск 172. Турченков В. И., Корректирующие цепи следящих систем на
полупроводниковых приборах.
Выпуск 173. Лемберг М. Д., Релейные устройства пневмоавтоматики.
Выпуск 174. Прусенко В. С., Пневматические регуляторы.
Выпуск 175. Панкратьев Л. Д., Паппе В. П., Паппе Я. Я., Петров Б. Я.,
Следящий привод переменного тока с полупроводниковыми усилителями.
Выпуск 176. Апокин И. А., Технология изготовления ферромагнитных
пленок.
Выпуск 177. Булыга А. В., Полупроводниковые теплоэлектрические вакуум-
метры.
Выпуск 178. Ильинский Я. Ф., Михайлов В. В., Электроприводы с полупро-
водниковым управлением. Транзисторно-магнитные преобразователи непре-
рывного сигнала в последовательность импульсов.
Выпуск 179. Сандлер А. С., Сарбатов Р. С, Частотное управление асинхрон-
ными двигателями.
Выпуск 180. Темный В. Я., Гидравлические регуляторы.
Выпуск 181. Овчаренко Я. Я. и др. Применение гальваномагнитных эле-
ментов в защите и автоматике.
Выпуск 182. Рейн А. И., Автоматика механического транспорта сыпучих
грузов.
Выпуск 183. Шляндин В. М., Чернецов К Я., Автоматизация контроля элек-
трических цепей.
Выпуск 184. Чугин Ю. Н., Помехоустойчивость частотных систем телемеха-
ники.
Выпуск 185. Дейнеко В. Я., Макурин П. С, Чернобай В. В., Феррит-
диодные трехтактные элементы автоматики и вычислительной техники.
Выпуск 186. Боярченков М. А., Кербников Ф. Я., Раев В. К, Розен-
блат М. А., Импульсные регуляторы на бесконтактных магнитных эле-
ментах.
Выпуск 187. Шенброт И. М., Машины централизованного контроля.
Выпуск 188. Поспелов Д. А., Игры и автоматы.
Выпуск 189. Ильинская Л. С, Подмарьков А. Я., Полупроводниковые тензо-
датчики.
Выпуск 190. Юсупов Р. М., Получение информации об управляемом про-
цессе в самонастраивающихся системах.
Выпуск 191. Бунаков В. Л., Гаспаров Р. Г., Полупроводниковые регуляторы
частоты и напряжения электрических машин.
Выпуск 192. Тун А. Я., Тахогенераторы для управления электроприводами.
Выпуск 193. Гиршберг В. В. и др., Единая серия полупроводниковых логи-
ческих и функциональных элементов (ЭТ).
77

Выпуск 194. Зимин Е. Я., Преображенский В. Я., Соколов Я. Г., Элементы
и схемы бесконтактного управления металлорежущими станками.
Выпуск 195. Карандеев К. Б. и др., Емкостные самокомпенсированные
уровнемеры.
Выпуск 196. Ключев В. И., Автоматизация реверсивных электроприводов
(подъемно-транспортные машины).
Выпуск 197. Богорад Г. 3., Киблицкий В. А., Цифровые регуляторы и изме-
рители скорости.
Выпуск 198. Туркельтауб Р. М., Методы исследования надежности схем
аппаратуры.
Выпуск 199. Веников Г. В., Сверхбыстродействующие вычислительные
устройства.
'Выпуск 200. Дружинин Г. В., Реле времени.
Выпуск 201. Фабрикант Е. А., Ованесьянц Г. А., Печкуров М. И., Янишев-
ский О. И., Интегрирующий привод переменного тока.
Выпуск 202. Шорников Е. А., Измерительно-вычислительные приборы
в теплоэнергетике.
Выпуск 203. Стрижков Г. М., Измерение малых и сверхмалых переменных
напряжений.
Выпуск 204. Эйгенброт 5. М., Многоканальные регуляторы технологических
процессов.
Выпуск 205. Тутевич В. Я., Наумченко В. В., Жуков В. М., Гризодубо-
ва О. Я., Временные системы телеуправления на магнитных и ионных
элементах.
Выпуск 206. Макаров А. К., Свердлин В. М., Автоматические устройства
контроля уровня.
Выпуск 207. Пучкин Б. И., Приклеиваемые тензодатчики сопротивления.
Выпуск 208. Борцов Ю. А., Суворов Г. В., Методы исследования динамики
сложных систем электропривода.
Выпуск 209. Лисичкин Д. А., Транзисторные усилители с обратными связя-
ми для следящих систем.
Выпуск 210. Бухман В. Е., Волынский Б. А., Макаренко Я. Я., Элементо-
кодовый анализ релейных схем.
Выпуск 211. Короткое А. М., Мочалов В. Д., Счетчики импульсов на дини-
сторах.
Выпуск 212. Гиршберг В. В., Доманицкий С. М., Кутлер Я. П., Петру-
хин Б. П., Пронгишвили И. В., Ходнев В. В., Типовые узлы на полупровод-
никовых логических и функциональных элементах серии ЭТ.
Выпуск 213. Форейт Я., Емкостные датчики неэлектрических величин.
Выпуск 214. Найдис В. А., Лебедев А. М., Орлова Р. Т., Юферов В. Ф.,
Электроприводы с полупроводниковым управлением. Системы постоянного
тока на тиристорах.
Выпуск 215. О леек А. О., Фоторезисторы.
Выпуск 216. Образцов В. В., Релейные устройства с диодными сетками.
Выпуск 217. Паперный Е. А., Эйдельштейн Я. Л., Погрешности контактных
методов измерения температуры.
Выпуск 218. Семенов В. В., Степура Э. Ф., Нелинейные и вычислительные
устройства на магнитных усилителях.
Выпуск 219. Шидлович Л. X., Дифференциальные трансформаторы и их
применение.
Выпуск 220. Липман Р. А., Магнитные накопительные счетчики.
Выпуск 221. Лабунцов В. А., Ривкин Г. А., Шевченко Г. Я., Электроприво-
ды с полупроводниковым управлением. Автономные тиристорные инвер-
торы.
Выпуск 222. Мейстель А. М., Электроприводы с полупроводниковым управ-
лением. Динамическое торможение приводов с асинхронными двигателями.
Выпуск 223. Каминский Ю. Д., Коменда Э. Я., Индикаторные и регистри-
рующие устройства для систем автоматического контроля.
Выпуск 224. Шилейко А. В., Модели и моделирование.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Введение 4
«Глава первая. Общие сведения об автоматизирован-
ных системах контроля 5
Методы контроля аппаратуры 5
Характеристики автоматизированных систем контроля 9
Глава вторая. Краткая классификация встроенных авто-
матизированных систем контроля 18
Глава третья. Схемы построения встроенных автомати-
зированных систем контроля и требования к их основ-
ным функциональным блокам . 23
Аналоговые системы контроля на пороговых датчиках 23
Аналоговые системы контроля с общим коммутацион-
ио-измерительным устройством 31
Дискретные системы контроля информационно-логиче-
ского типа 40
Дискретные автоматизированные системы контроля
с использованием электронных вычислительных машин 50
Глава четвертая. Примеры практического использова-
ния встроенных автоматизированных систем контроля . 60
Литература 71

Долгое Василий Алексеевич.
Встроенные автоматизированные
системы контроля
Редактор Р. И. Агейкина
Техн. редактор Л. И. Гаврилина
Корректор Е. В. Кузнецова
Сдано в набор 29/х1 1966 г.
Подписано к печати 23/11 1967 г. Т-00525
Формат 84ХЮ873а Бумага типографская № 2
Усл. печ. л. 4,2 Уч.-изд. л. 3,86
Тираж 10 ООО экз. Цена 19 коп. Заказ 2737
Издательство .Энергия*.
Москва, Ж-114, Шлюзовая наб., Ю.
Московская типография №10 Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР.
Шлюзовая наб., 10.