Построение проверяющего и диагностического тестов длярелейноконтактной системы использованием ТФН

 

Релейно-контактные схемы, широко используемые в устройствах ЖАТС, состоят из контактов и обмоток реле и соединительных проводов. Контакты имеют два вида неисправностей: короткое замыкание – цепь остается замкнутой независимо от состояния реле; разрыв контакта – цепь остается разомкнутой независимо от состояния реле.

Обмотки реле также имеют два вида неисправностей (к ним относятся и неисправности механических элементов реле). При обрыве обмотки реле не включается, когда оно должно включаться. Причинами могут быть обрыв обмотки, межвитковые замыкания в ней, механические повреждения подвижных частей. При этом нормально замкнутые (размыкающие) контакты остаются замкнутыми, а нормально разомкнутые (замыкающие) контакты — разомкнутыми. При ложном включении обмотки реле включается, когда оно не должно включаться. Причиной этого может быть соединение обмотки с источником питания, залипание или заклинивание якоря, сваривание замыкающих контактов. При этом размыкающие контакты размыкаются, а замыкающие контакты замыкаются.

Неисправность «обрыв обмотки» эквивалентна кратной неисправности, в которую входят короткие замыкания всех размыкающих контактов и разрыв всех замыкающих контактов. Соответственно неисправность «ложное включение обмотки» эквивалентна кратной неисправности, включающей в себя короткие замыкания всех замыкающих контактов и разрыв всех размыкающих контактов.

Данное обстоятельство позволяет выявлять неисправности обмоток теми же способами, что и неисправности контактов, а в большинстве схем вообще рассматривать только неисправности контактов.

Обозначим реле прописными латинскими буквами (А, В, С,...), а их контакты - соответствующими строчными буквами (а, b, с,...). Каждый контакт может находиться в трех состояниях: исправном а, короткозамкнутом а1 и разорванном а0.В схеме, содержащей n контактов, число возможных состояний М = 3ⁿ. Одно из этих состояний соответствует исправной схеме, а 3ⁿ- 1 состояний - различнымнеисправным ее модификациям.

Кроме рассмотренных неисправностей, в релейно-контактных схемах возможны три вида неисправностей соединительных проводов: обрыв, ложное соединение проводов, перепутывание соединений (неправильный монтаж). Обрывы соединительных проводов эквивалентны соответствующим неисправностям типов разрыв контакта и обрыв обмотки.

Два других вида неисправностей не имеют аналогичных эквивалентных неисправностей. В то же время они существенно изменяют структуру схемы и, что самое главное, имеют большое число разновидностей. По этой причине неисправности соединительных проводов контролируются только тривиальными тестами. Поэтому на практике часто используют такой принцип проверки релейно-контактных схем. Сначала проверяют исправность монтажа схемы, а затем в схему включают реле и проверяют контакты и обмотки реле.

Для построения релейной схемы задана функция:

 

F = {3,4,5}a,b,c

 

Минимизируем заданную ФАЛ с помощью карты Карно и построим релейно-контактную схему для функции F={011,100,101}.

Минимизируем функцию с помощью карты Карнодиагностический тест релейный схема

 

 

Рисунок 2.1.1 Карта Карно

 

В результате получаем минимизированную функцию

 

 

Комбинационная релейно-контактная схема приведена в соответствиис рисунком 2.1.2, соответствующая полученной ФАЛ. Она содержит три входных реле – А,B,C- и три контактов– , , b

 

 

 

Рисунок 2.1.2 Комбинационная релейно-контактная схема

 

Определим функции неисправностей для множества неисправностей контактов схемы:

 

 

Для заданной релейно-контактной схемы ТФН представлена в таблице 2.1.2

 

 

Входнойнабор

F

f 1

f 2,

f 3

f 4

f 5

f 6

f 7

f 8

f 9

f 10

№

abc

Привнесеннойнеисправн

Таблица 2.1.2 – Таблица функции неисправностей

 

 

На основании построенной ТФНнаходим проверяющие функции:

 

 

Проверяющий тест равен:

 

 

Это выражение содержит2 минимальных теста:

 

;

 

Построение диагностического теста:

Для построения диагностических тестов для каждой пары неисправностей ТФН находим различающую функцию

 

 

Диагностический тест для рассматриваемой схемы имеет вид:

 

 

Это выражение содержит девять минимальных теста:

 

 

Построим словарь неисправностей для

Таблица 2.1.3 - Словарь неисправностей для диагностического теста Т_{д 1}

 

Входнойнабор

F

S 1

S 2

S 3

S 4

S 5

S 6

S 7

S 8

S 9

S 10

№

abc

Привнесеннойнеисправности

 

Диагностический тест второго рода определяется в том случае, если заранее известно, что тестируемая схема неисправна. Найдем диагностический тест второго рода

 

 

Это выражение содержит два минимальных теста:

 

 

Построим словарь неисправностей для

Таблица 2.1.4 - Словарь неисправностей для диагностического теста

 

Входнойнабор

F

f 1

f 2,

f 3

f 4

f 5

f 6

f 7

f 8

f 9

F 10

№

abc

Привнесеннойнеисправности

 

В таблице 2.1.3 мы выделили классы эквивалентных неисправностей. Поиск неисправности осуществляют таким образом. На входы схемы последовательно подаются входные наборы, входящие в диагностический тест.

Для каждого случая фиксируются значения выхода схемы (например, по состоянию реле F). Полученные результаты сравнивают с данными, приведенными в таблице 2.1.1. Если значения совпадают, то схема исправна. В противном случае полученные значения состояния реле F указывают на класс эквивалентных неисправностей, внутри которого находится неисправность, имеющаяся в схеме. Точное указание неисправности внутри класса эквивалентных неисправностей возможно только при измерениях во внутренних точках схемы.

 

Метод цепей и сечений

 

Под цепью понимают набор состояний контактов, которые обеспечивают наличие цепи проводимости между полюсами схемы.

Под сечением понимают набор состояний контактов, которые обеспечивают разрыв всех цепей схемы.

Рассматриваемая схема (рис. 2.1.2) имеет два цепи G₁, G₂, и два сеченияH₁, H₂:

Перечисление всех цепей и сечений однозначно задает схему. Под цепью, урезанной на каком-то определенном контакте, понимают набор состояний контактов, соответствующий данной цепи, из которого, исключен этот контакт. Аналогично определяют сечение, урезанное на каком-то определенном контакте.

Урезанные цепи: Урезанные сечения:

 

Для того чтобы проверить некоторый контакт параллельно-последовательной схемы на отсутствие неисправности типа «разрыв», необходимо обеспечить наличие какой-либо цепи, содержащей этот контакт, и обрыв всех других цепей, в которые не входит данный контакт. Тогда при отсутствии неисправности схема будет замкнута, а о наличии неисправности будет свидетельствовать разомкнутое состояние схемы.

При проверке некоторого контакта на отсутствие неисправности типа «короткое замыкание» необходимо обеспечить разрыв всех цепей схемы и наличие хотя бы одной цепи, разорванной только на данном контакте. Тогда при отсутствии неисправности схема будет разомкнута, а о наличии неисправности будет свидетельствовать замкнутое состояние схемы.

В алгоритм вычисления проверяющей функции какого-то определенного контакта для неисправности типа «разрыв» (φ ⁰) выписывают все цепи, содержащие этот контакт и все сечения, урезанные на этом контакте. Каждую выписанную цепь рассматривают в сочетании с каждым урезанным сечение. Для них определяют входные наборы, на которых они одновременно существуют. Проверяющую функцию (φ ⁰) находят как объединение всех полученных наборов.

Алгоритм вычисления проверяющей функции для короткого замыкания (φ ¹) аналогичен алгоритму вычисления проверяющей функции для неисправности типа «разрыв», только термин «цепь» необходимо заменить на термин «сечение».

 

Таким образом:

Для контакта b:

φ ⁰ – φ ¹ -

Для контакта с:

φ ⁰ – φ ¹ -

После определения проверяющих функций для всех контактов схемы определяем проверяющий тест Тn, который находится как логическое произведение проверяющих функций:

Т_п = φ _b⁰ φ _b¹ φ _c⁰ φ _c¹=