Средства контроля и диагностики цифровых устройств

Техобслуживание систем (рис. 1.2) характеризуют три  основных этапа: профилактическое обслуживание, контроль и оценка технического состояния, организация техобслуживания. Определить степень влияния отдельных этапов техобслуживания на надежность систем весьма затруднительно, но известно, что  они оказывают существенное влияние  на качество и надежность функционирования систем.

Контроль  и оценка технического состояния  систем производится контролем за качеством функционирования узлов систем, методами технической диагностики отказов и неисправностей, а также реализацией алгоритмов прогнозирования отказов в системах.

1.3.Общие  принципы построения системы  технической эксплуатации

Общая задача системы технической эксплуатации (СТЭ) состоит в обеспечении бесперебойного функционирования цифровых систем, поэтому  основным направлением развития СТЭ  является автоматизация важнейших  технологических процессов эксплуатации [8]. Функциональной задачей технической эксплуатации является выработка управляющих воздействий, компенсирующих влияние внешней и внутренней сред с целью поддержания заданного технического состояния цифровых систем. Эта общая функция делится на две: общую эксплуатацию — управление состоянием внешней среды и техническую эксплуатацию — управление состоянием внутренней среды. При этом управление состоянием внутренней среды заключается в управлении ее техническим состоянием.  

Рис. 1.3. Структурная схема автоматизированной системы технической эксплуатации: ПНРМ — подсистема пусконаладочных  и ремонтных работ; СТХ — подсистема снабжения, транспортирования и  хранения; СОИСТЭ — подсистема сбора  и обработки информации СТЭ; ТТД  — подсистема тестового технического диагностирования; ЭОСТЭ — подсистема эргономического обеспечения СТЭ; УСТЭ — подсистема управления СТЭ.

АСТЭ  состоит из двух подсистем: подсистемы технической эксплуатации при подготовке и использовании цифровых систем (ТЭПИ) и подсистемы технической  эксплуатации при использовании  цифровых систем по назначению (ТЭИН). Каждая из этих подсистем содержит ряд элементов, основные из которых показаны на рис. 1.3. Более подробно функции подсистем приведены в табл. 1.2.

Таблица   1.2 

 

Подсистема   Основные функции  ПНРМ 

Организация пусконаладочных работ вновь  вводимых цифровых систем, а также  текущего,  среднего и  

капитального ремонтов 

СТХ 

Размещение  и пополнение ЗИП, баз снабжения  и заводов изготовителей ЗИП, транспортирование и хранение ЗИП 

СОИСТЭ 

Планирование   использования  цифровых систем   и   ведение   эксплуатационной документации, сбор и обработка эксплуатационных данных, разработка рекомендаций по совершенствованию  СТЭ 

ТТД 

Определение технического состояния, обнаружение  дефекта с заданной глубиной, взаимодействие с подсистемой функционального  технического диагностирования (ФТД) 

ЭОСТЭ 

Выполнение  части функций ТТД, требующих  участия человека, обеспечение двухсторонней  связи в системе «человек —  машина», участие в проведении текущего ремонта, выполняемого без прекращения  функционирования 

УСТЭ 

Определение очередности выполнения задач ТТД, ЭОСТЭ для конкретных условий, управление процессом восстановления, обработка  результатов выполнения задач ТТД  и ЭОСТЭ, организация взаимодействия с другими элементами цифровых систем 
 

  

Наличие СТЭ позволяет значительно уменьшить  время обнаружения неисправностей в цифровых системах и на основе контрольной информации о состоянии  систем предупреждать появление  простоев в ее работе. С этой целью  организуются центры технической эксплуатации цифровых систем, которые осуществляют функции, указанные на рис. 1.4. 

В современных  цифровых системах распространен статистический метод обслуживания, который заключается  в том, что ремонтно-восстановительные  работы начинаются после того, как  качество функционирования достигло критического значения. Если при контроле за состоянием элементов систем появляются признаки снижения качества функционирования, то они отключаются от сети для восстановления работоспособности. 

Контроль  функционирования цифровых систем осуществляется по совокупности параметров, характеризующих  их работоспособность.  

Контроль  функционирования цифровых систем осуществляется по следующим характеристикам; верности передачи сообщений; времени передачи сообщений; вероятности своевременной  доставки сообщений; среднему времени  доставки сообщений и др. Общая  схема функционального контроля показана на рис.1.5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

  

Рис. 1.4. Основные функции центра технической  эксплуатации 
 

          

                           

Рис.1.5. Алгоритм системы функциональной диагностики  цифровой системы 
 

2. ОСНОВЫ  КОНТРОЛЯ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ  ЦИФРОВЫХ  СИСТЕМ 

  

2.1. Основные  понятия и определения 

  

         Одним из наиболее эффективных  способов улучшения эксплуатационно-технических  характеристик цифровых систем, занявших доминирующее положение в современных телекоммуникационных системах является использование при их эксплуатации методов и средств контроля и технической диагностики. 

Техническая диагностика представляет собой  область знаний, позволяющая с заданной достоверностью разделять неисправное и исправное состояния систем и цель ее состоит в локализации неисправностей и в восстановлении исправного состояния системы. С точки зрения системного подхода средства контроля и технической диагностики целесообразно рассматривать как составную часть подсистемы технического обслуживания и ремонта, т.е системы технической эксплуатации[11,13,37]. 

Рассмотрим  основные понятия и определения, применяемые для описания и характеристики методов контроля и диагностики [11,13,37].  

Техническое обслуживание - это комплекс работ (операций) для поддержания системы в  исправном или работоспособном  состоянии. 

Ремонт - комплекс операций по восстановлению работоспособности и восстановлению ресурсов системы или ее составных  частей. 

Ремонтопригодность - свойство системы, заключающееся в  приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения ее отказов и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта. 

В зависимости  от сложности и объема работ, характера  неисправностей предусматриваются  два вида ремонта цифровых систем: 

- неплановый  текущий ремонт системы; 

- неплановый  средний ремонт системы. 

Текущий ремонт - ремонт, выполняемый для  обеспечения или восстановления работоспособности системы и  состоящий в замене или восстановлении ее отдельных частей. 

Средний ремонт - ремонт, выполняемый для  восстановления исправности и частичного восстановления ресурса с заменой  или восстановлением составных  частей ограниченной номенклатуры и  контролем технического состояния  составных частей, выполняемом в  объеме, установленном нормативно-технической  документацией. 

Одним из важных понятий в технической  диагностике является 

техническое состояние объекта. 

Техническое состояние - совокупность подверженных изменению в процессе производства или эксплуатации свойств объекта, характеризуемая в определенный момент признаками, установленными нормативно-технической  документацией. 

Контроль  технического состояния - определение  вида технического состояния. 

Вид технического состояния - совокупность технических  состояний, удовлетворяющих (или неудовлетворяющих) требованиям, определяющим исправность, работоспособность или правильность функционирования объекта.  

         Различают следующие виды состояния  объекта: 

- исправное  или неисправное состояние, 

- работоспособное  или неработоспособное состояния, 

- полное  или частичное функционирование. 

Исправное - техническое состояние, при котором  объект соответствует всем установленным  требованиям. 

Неисправное - техническое состояние, при котором  объект не соответствует хотя бы одному из установленных требований нормативных  характеристик. 

Работоспособное - техническое состояние, при котором  объект способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в установленных пределах. 

Неработоспособное - техническое состояние, при котором  значение хотя бы одного заданного  параметра, характеризующего способность  объекта выполнять заданные функции, несоответствует установленным требованиям. 

Правильное  функционирование - техническое состояние, при котором объект выполняет  все те регламентированные функции, которые требуются в текущий  момент времени,  сохраняя значения заданных параметров их выполнения в  установленных пределах. 

Неправильное  функционирование - техническое состояние, при котором объект не выполняет  части регламентированных функций, требуемых в текущий момент времени  или не сохраняет значения заданных параметров их выполнения в установленных  пределах. 

Из определений  технических состояний объекта  следует, что в состоянии исправности  объект всегда работоспособен, в состоянии  работоспособности правильно функционирует  во всех режимах, а в состоянии  неправильное функционирование-неработоспособен и неисправен. Правильно функционирующий объект может быть неработоспособным, а значит, неисправным. Работоспособный объект может быть также неисправным. 

Рассмотрим  некоторые определения, связанные  с понятием контролепригодности и техническим диагностированием. 

Контролепригодность - свойство объекта, характеризующее его приспособленность к проведению контроля заданными средствами. 

Показатель  контролепригодности - количественная характеристика контролепригодности. 

Уровень контролепригодности - относительная характеристика контролепригодности, основанная на сравнении совокупности показателей контролепригодности оцениваемого объекта с соответствующей совокупностью базовых показателей. 

Техническое диагностирование - процесс определения  технического состояния объекта  с определенной точностью. 

Поиск дефекта - диагностирование, целью которого является определение места и, при  необходимости, причины и вида дефекта. 

Тест  диагностирования - одно или несколько  тестовых воздействий и последовательность их выполнения, обеспечивающие диагностирование. 

Проверяющий тест - тест диагностирования для проверки исправности или работоспособности  объекта.