Устройство сбора и передачи диагностической информации электромеханической техники

Техническое решение относится к средствам диагностики электромеханических систем (ЭМС) и может быть использовано при построении адаптивных систем контроля технического состояния многопараметрических объектов. Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение достоверности сбора и передачи диагностической информации. Устройство сбора и передачи диагностической информации электромеханической техники состоящее из объекта диагностики, связанного с аналого-цифровым преобразователем посредством коммутатора каналов, включающего канальные элементы по количеству датчиков и распределитель импульсов, связанный с выходом синхронизатора, формирователь адреса и формирователь временных сигналов соединены с каналами связи посредством последовательно соединенных буферного запоминающего устройства, формирователя группового диагностического сигнала, устройство управления, в него дополнительно введено устройство сравнения, оперативное запоминающее устройство, вычислительное устройство, блок распознавания и контроля, причем выход аналого-цифрового преобразователя связан с первым входом устройства сравнения и входом оперативного запоминающего устройства, выход которого связан со вторым входом устройства сравнения посредством вычислительного устройства, а третий вход устройства сравнения связан с устройством управления, а выход устройства сравнения связан с третьим входом буферного запоминающего устройства и входом формирователя адреса, выход каналов связи связан с входом блока распознавания и контроля. 1 н.п.ф. 1 илл.

Техническое решение относится к средствам технической диагностики электромеханических систем (ЭМС) и может быть использовано при построении адаптивных систем контроля технического состояния многопараметрических объектов и дает возможность повышения надежности диагностирования электромеханического оборудования за счет исключения избыточных данных контроля и уменьшения загрузки измерительных каналов.

Известно техническое решение (Патент РФ 73989, МПК⁷ G06K 9/00, опубл. 10.06.2008. Система для адаптивного распознавания объектов), содержащее блок предварительной обработки данных, предназначенный для преобразования поступающих результатов измерений в кодированные сигналы; блок сравнения, предназначенный для сравнения упомянутых кодированных сигналов с сигналами, выработанными на основе гипотез распознавания; первый блок накопления результатов, предназначенный для накопления результатов сравнения в виде набора признаков распознаваемого объекта; блок сопоставления с порогами, предназначенный для сравнения накопленного набора признаков с соответствующими порогами; второй блок накопления результатов, предназначенный для накопления результатов сопоставления с порогами; блок перебора гипотез, предназначенный для выдачи сигналов, выработанных на основе соответствующих гипотез распознавания, в блок сравнения и блок сопоставления с порогами; переключатель режимов распознавания, предназначенный для переключения режимов распознавания по имитационной модели и по эмпирической модели; блок формирования имитационной модели, предназначенный для формирования имитационной модели для конкретных условий наблюдения на основании априорной информации о конструкции системы наблюдения и о статистических свойствах среды, в которой находится наблюдаемый объект, с учетом шумов и помех; блок формирования эмпирических моделей, предназначенный для формирования эмпирических моделей об изображениях возможных распознаваемых объектов на основании априорной информации о параметрах вероятных наблюдаемых объектов; блок траектории поиска решения, предназначенный для выбора последовательности поиска решения по распознаванию наблюдаемого объекта с использованием конкретного режима и конкретной гипотезы; блок адаптации, предназначенный для адаптации конкретной гипотезы и выбранной траектории поиска решения; блок управления, предназначенный для выдачи управляющих сигналов на переключение режимов распознавания или адаптацию алгоритма распознания; интерфейс оператора, предназначенный для обеспечения взаимодействия оператора с системой для адаптивного распознавания объектов; первая, вторая и третья базы данных, предназначенные для хранения данных о состоянии приемных устройств системы для адаптивного распознавания объектов, об условиях регистрации наблюдаемых объектов и об оперативных особенностях динамики изменения характеристик наблюдаемых изображений соответственно.

Недостатками данного технического решения отсутствие возможности снижение загрузки каналов измерительной информации и снижения размерности исходных данных для системы распознавания.

Известно наиболее близкое техническое решение (Морозов В.М. Принципы построения адаптивных систем телеконтроля. - МО СССР, 1983 - 94 с), представляющее классическую систему контроля и диагностирования, которая содержит объект диагностирования и контроля, устройство управления, диагностический контроллер датчиков, коммутатор каналов, включающий канальные элементы и распределитель импульсов, синхронизатор, аналого-цифровой преобразователь, буферное запоминающее устройство, формирователь адреса и формирователь временных сигналов, блок сжатия, формирователь группового диагностического сигнала, каналы и линии связи.

Недостатком наиболее близкого технического решения является низкая достоверность сбора и передачи диагностической информации и невозможность определения существенности в отсчетах, описываемых системами связанных дифференциальных уравнений различных порядков.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение достоверности сбора и оперативности управления режимом передачи диагностической информации, с возможностью определения существенных отсчетов при дискретном дистанционном контроле объекта.

Поставленная задача заключается в том, что устройство сбора и передачи диагностической информации электромеханической техники состоит из аналого-цифрового преобразователя связанного с коммутатором каналов, включающего канальные элементы по количеству датчиков и распределитель импульсов, связанный с выходом синхронизатора, а блоки формирователь адреса и формирователь временных сигналов соединены с каналами связи посредством последовательно соединенных буферного запоминающего устройства, формирователя группового диагностического сигнала, устройства управления, в него дополнительно введены оперативное запоминающее устройство, фиксирующее совокупность предыдущих отсчетов поступающих в отдельных информационных каналах в моменты времени с заданным интервалом, вычислительное устройство, определяющее на основе этих отчетов интерполяционные или экстраполяционные сигналы и устройство сравнения, сравнивающее полученные аппроксимации с текущими сигналами и на основе порогового значения с выхода устройства управления, формирующего последовательность существенных отсчетов, и передачи их в буферное запоминающее устройство, а также введены блок распознавания и контроля, причем выход аналого-цифрового преобразователя связан с первым входом устройства сравнения и входом оперативного запоминающего устройства, выход которого связан со вторым входом устройства сравнения посредством вычислительного устройства, а третий вход устройства сравнения связан с устройством управления, а выход устройства сравнения связан с третьим входом буферного запоминающего устройства и входом формирователя адреса, выход каналов связи связан с входом блока распознавания и контроля.

На Фиг. изображена функциональная схема заявляемого устройства сбора и передачи диагностической информации электромеханической техники и показана связь с объектом диагностирования.

Объект диагностирования 1, подключают к аналого-цифровому преобразователю 2 посредством коммутатора каналов 3, который включает канальные элементы 4 по количеству датчиков и распределитель импульсов 5, связанный с выходом синхронизатора 6. Блоки формирователь адреса 7 и формирователь временных сигналов 8 соединены с блоком распознавания и контроля 9 посредством последовательно соединенных буферного запоминающего устройства 10, формирователя группового диагностического сигнала 11, каналов связи 12, выход аналого-цифрового преобразователя 2 соединен с входом оперативного запоминающего устройства 13, выход которого связан посредством вычислительного устройства 14 со вторым входом устройства сравнения 15, первый вход которого связан с выходом аналого-цифрового преобразователя 2, третий вход устройства сравнения 15 связан с выходом устройства управления 16, а выход устройства сравнения 15 связан с третьим входом буферного запоминающего устройства 10 и входом формирователя адреса 7.

Работает устройство сбора и передачи диагностической информации электромеханической техники следующим образом. При диагностировании много-параметрического объекта диагностирования 1 электромеханической техники в процессе его применения по назначению коммутатор каналов 3 производит циклический опрос по меткам времени синхронизатора 6 информационных каналов, для этого в него включены канальные элементы (КЭ) 4 и распределитель импульсов 5, вход которого связан с выходом синхронизатора 6. Аналого-цифровой преобразователь 2, разрядность которого определена точностью представления входных диагностических сигналов преобразует отсчеты s_j(t_i) в цифровые кодовые сигналы. С помощью устройства сравнения 15, оперативного запоминающего устройства 13 и вычислительного устройства 14, производят анализ цифровых сигналов, и выделяют существенные отсчеты согласно правилу (1) по данным апертуры устройства управления 16. Оперативное запоминающее устройство 13 запоминает совокупность предыдущих отсчетов {s_j{t_j-k)}, k=1, 2, , поступающих в отдельных информационных каналах в моменты времени t_i, с заданным интервалом T.

На основе этих отсчетов вычислительное устройство 14 определяет интерполяционные или экстраполяционные сигналы: . Полученные отсчеты сравнивают в устройстве сравнения 15 с текущими сигналами s_j(t_i). Отсчет считается существенным, если выполняется одно из двух условий:

Вычислительное устройство 14 подает на вход устройства сравнения 15 вычисленную разницу между текущим измерением и его аппроксимацией, а также разницу разниц между текущим измерением и его аппроксимацией на основе порогового значения с входа устройства управления 16, на выходе устройства сравнения 15 формируют последовательность существенных отсчетов, которая, дополняясь адресами формирователя адреса 7, и холостыми словами из формирователя временных сигналов 8 поступает в буферное запоминающее устройство 10. Далее сформированные отсчеты через буферное запоминающее устройство 10, в составе формирователя группового диагностического сигнала 11 по каналам связи 12 поступают на блок распознавания и контроля 9. Точность сравнения двух разниц (разница разности эквивалентна второй производной по отсчетам) соответствует установленной апертуре _jmax и может быть фиксированной для всех информационных каналов или устанавливают для каждого канала в отдельности или регулируют внешними командами.

Буферное запоминающее устройство 10 вместе с устройством управления 16 обеспечивают согласование нерегулярного потока отсчетов с постоянной пропускной способностью каналов связи 12.

Устройство управления 16 формирует апертуру (порог) сравнения. Формирователь адреса 7 и формирователь временных сигналов 8 осуществляют вставку адреса и холостого цифрового сигнала (слова) в групповой диагностический сигнал и передают в буферное запоминающее устройство 10. Регулярные во времени отсчеты с выхода буферного запоминающего устройства 10 поступают на вход формирователя группового диагностического сигнала 11, где обеспечивают формирование необходимой для работы адаптивной системы диагностики служебной информации и кодирование всех сигналов или только отдельных его частей. По прохождении по каналам связи 12, тип которых определен типом и условиями применения диагностируемого изделия, после чего отсчеты поступают во внутренние регистры блока распознавания и контроля 9, в котором формируют окончательное диагностическое решение, т.е. осуществляют конечную операцию - принятия диагностического решения относительно технического состояния изделия электромеханической техники.

Предложенное техническое решение позволило повысить достоверность сбора и оперативность управления режимом передачи диагностической информации, на основе которой обнаруживают значимые отсчеты описываемые системами связанных дифференциальных уравнений второго порядка, за счет реализации правила, в соответствии с которым анализируют не только разницу между значениями измеренных отсчетов и интерполированными (экстраполированными) значениями, но и контролируют разницу более высокого порядка, превышение над аппретурой, которая свидетельствует об изменении в динамике контролируемого электромеханического объекта, описываемого системой связанных дифференциальных уравнений второго порядка.

Устройство сбора и передачи диагностической информации электромеханической техники, состоящее из аналого-цифрового преобразователя, связанного с коммутатором каналов, включающего канальные элементы по количеству датчиков и распределитель импульсов, связанный с выходом синхронизатора, а блоки формирователь адреса и формирователь временных сигналов соединены с каналами связи посредством последовательно соединенных буферного запоминающего устройства, формирователя группового диагностического сигнала, устройства управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены оперативное запоминающее устройство, фиксирующее совокупность предыдущих отсчетов, поступающих в отдельных информационных каналах в моменты времени с заданным интервалом, вычислительное устройство, определяющее на основе этих отчетов интерполяционные или экстраполяционные сигналы и устройство сравнения, сравнивающее полученные аппроксимации с текущими сигналами и на основе порогового значения с выхода устройства управления, формирующего последовательность существенных отсчетов, и передачи их в буферное запоминающее устройство, а также введены блок распознавания и контроля, причем выход аналого-цифрового преобразователя связан с первым входом устройства сравнения и входом оперативного запоминающего устройства, выход которого связан со вторым входом устройства сравнения посредством вычислительного устройства, а третий вход устройства сравнения связан с устройством управления, а выход устройства сравнения связан с третьим входом буферного запоминающего устройства и входом формирователя адреса, выход каналов связи связан с входом блока распознавания и контроля.