По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 681.5

Применение функционального диагностирования в системах автоматического и автоматизированного управления на транспорте

Ефанов Д.В. Петербургский государственный университет путей сообщения императора Александра I, г. Санкт-Петербург, E-mail: efanov@rambler.ru

Центральной проблемой при разработке, проектировании и конструировании систем автоматического и автоматизированного управления как на транспорте, так и в промышленности, является обеспечение приемлемых характеристик надежности и безопасности функционирования. В силу развития научно-технического прогресса и повсеместного внедрения в качестве элементной базы микроэлектронных и микропроцессорных компонентов, имеющих несимметричную характеристику отказов, низкие пороги срабатывания, подверженные электромагнитному воздействию и т.д., активно развиваются и направления, связанные с прогнозированием отказов и их парированием в случае возникновения. Все эти мероприятия связаны с внесением в структуру технического объекта существенной избыточности (как на аппаратном, так и на программном уровне).

Литература:

1. Исследование комбинационных самопроверяемых устройств с независимыми и монотонно независимыми выходами / М. Гессель, А.А. Морозов, В. В. Сапожников, Вл. В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. – 1997. – № 2. – С. 180-193.

2. Бимуканов М.К. Синтез быстродействующих тестеров для кодов с суммированием / М.К. Бимуканов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Проблемы передачи информации. – 1989. – Т. 25, №2. – С. 105–112.

3. Черемисинова Л.Д. Логический синтез комбинационных КМОП схем с учетом рассеивания мощности / Л.Д. Черемисинова // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. – 2014. – №3. – C. 89-98.

4. Логическое дополнение – новый метод контроля комбинационных схем / М. Гессель, А.В. Морозов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. – 2003. – № 1. – С. 167–176.

5. Организация функционального контроля комбинационных схем методом логического дополнения / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, А.  В. Дмитриев, А.В. Морозов, М. Гессель // Электронное моделирование. – 2002. – Т. 24, №6. – С. 51-66.

6. Аксёнова Г.П. Построение самопроверяемых схем встроенного контроля для автоматов с памятью / Г.П. Аксенова, Е.С. Согомонян // Автоматика и телемеханика. – 1975. – №7. – С. 132–142.

7. Ефанов Д.В. О свойствах кода с суммированием в схемах функционального контроля / Д.В. Ефанов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. – 2010. – №6. – С. 155–162.

8. Ефанов Д.В. Применение кода с суммированием в системах технической диагностики и мониторинга устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: дисс. … канд. техн. наук: 05.22.08.: защищена 10.11.10: утв. 11.03.11 / Ефанов Дмитрий Викторович [Место защиты: Петерб. гос. ун-т путей сообщ.]. – СПб., 2010. – 192 с. – Библиогр.: с. 148–159.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/289.

9. Сапожников В.В. Блочная структура двоичного счетчика единиц по произвольному модулю счета / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, Д.И. Ургансков // Электронное моделирование. – 2005. – Т. 27, №4. – С. 47–56.

10. Сапожников В.В. Универсальные структуры двоичных счетчиков единиц по произвольному модулю счета / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, Д.И. Ургансков // Электронное моделирование. – 2002. – Т. 24, №4. – С. 65-81.

11. Блюдов А.А. Теоретические исследования двоичных модульных кодов с суммированием / А.А. Блюдов // Бюллетень результатов научных исследований. – 2011. – №1. – С. 11-18.

12. Ефанов Д.В. К вопросу выбора варианта кодирования при организации систем функционального контроля комбинационных схем с учетом эксперимента / Д.В. Ефанов, В.В. Дмитриев // Региональная информатика (РИ-2014). XIV СанктПетербургская международная конференция «Региональная информатика (РИ-2014)». СанктПетербург, 29-31 октября 2014 г.: Материалы конференции. СПОИСУ, с. 296-297.

13. Ефанов Д.В. Применение модульных кодов с суммированием для построения систем функционального контроля комбинационных логических схем / Д.В. Ефанов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. – 2015. – №10. – С. 152–169.

14. Блюдов А.А. Модифицированный код с суммированием для организации контроля комбинационных схем / А.А. Блюдов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. – 2012. – №1. – С. 169-177.

15. Блюдов А.А. Исследование модифицированных кодов с суммированием в системах технической диагностики и обработки информации в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики: дисс. … канд. техн. наук: 05.13.06.: защищена 27.11.13: утв. 07.04.14 / Блюдов Антон Алексадрович [Место защиты: Петерб. гос. ун-т путей сообщ.]. – СПб., 2013. – 230 с.: ил. РГБ ОД, 61 14-5/1480.

16. Построение модифицированного кода Бергера с минимальным числом необнаруживаемых ошибок информационных разрядов / А.А. Блюдов, Д.В. Ефанов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Электронное моделирование. – 2012. – Т. 34, №6.  – С. 17-29.

17. Berger, J.M. A Note on Burst Detection Sum Codes / J.M. Berger // Information and Control. – 1961.   – Vol. 4, Issue 2–3. – Pp. 297–299. – DOI: 10.1016/S0019-9958(61)80024-7.

18. Das, D. Low Cost Concurrent Error Detection Based on Modulo Weight-Based Codes / D. Das, N.A. Touba, M. Seuring, M. Gossel // Proceedings of IEEE 6th International On-Line Testing Workshop (IOLTW), Spain, Palma de Mallorca, July 3-5, 2000, pp. 171–176.

19. Das, D. Weight-Based Codes and Their Application to Concurrent Error Detection of Multilevel Circuits / D. Das, N.A. Touba // Proceedings of 17th IEEE Test Symposium, USA, California, 1999, pp. 370–376.

20. Мехов В.Б. Контроль комбинационных схем на основе модифицированных кодов с суммированием / В.Б. Мехов, В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников // Автоматика и телемеханика. – 2008. – №8.  – С. 153–165.

21. Сапожников В.В. Самодвойственные дискретные устройства / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, М. Гёссель. – СПб.: Энергоатомиздат (Санкт-Петербургское отделение), 2001. – 331 с.

22. Self-Dual Parity Checking – a New Method for on Line Testing / Vl.V. Saposhnikov, A. Dmitriev, M.  Goessel, V.V. Saposhnikov // Proceedings of 14th IEEE VLSI Test Symposium, USA, Princeton, 1996, pp.  162–168.

В технике широко распространены (и не только железнодорожной автоматики и телемеханики) такие безопасные структуры управляющих комплексов, как системы «2 из 2» (дублирование), «2 из 3» (троирование с мажоритированием) и «2 по 2 из 2» (дублирование двухканальных систем). При построении данных структур используются схемы, позволяющие идентифицировать отказавший узел, и просигнализировать об этом техническому персоналу без отключения самого управляющего комплекса от управляемых объектов.

В железнодорожной автоматике и телемеханике (ЖАТ) система управления «подключается» к объектам управления, расположенным в зоне движения поездов: к рельсовым цепям, стрелкам, светофорам, переездной автоматике и пр. Это и является причиной наличия подавляющего количества отказов в объектах автоматики, удаленных от поста управления (поста электрической централизации) – отказы данных средств составляют свыше 75% всех отказов устройств ЖАТ. Актуальным в этой связи является использование не только мероприятий по ручному техническому обслуживанию, но и использование технических средств функционального диагностирования.

На уровне архитектуры системы управления к средствам функционального диагностирования относятся самопроверяемые схемы встроенного контроля (ССВК), или системы функционального диагностирования. Сама задача построения систем функционального диагностирования, отвечающих заданным требованиям по характеристикам обнаружения ошибок, структурной избыточности, контролепригодности, энергопотре бления и т.д., до сих пор актуальна. На уровне периодического контроля к средствам функционального диагностирования следует отнести средства непрерывного мониторинга технического состояния. Системы мониторинга активно развиваются во всех областях транспорта и промышленности, не исключая и системы обеспечения движения поездов. Системы непрерывного мониторинга на железнодорожном транспорте активно развиваются с конца 1980-х гг. и сегодня достигли высокого уровня развития. Их использование позволяет не только в автоматизированном (а в некоторых случаях – и в автоматическом) режиме измерять ответственные параметры устройств и систем управления, но и реализовывать главную стратегию обеспечения отказоустойчивости – прогнозировать техническое состояние. Использование средств функционального диагностирования как на уровне архитектуры системы управления, так и на уровне периодического контроля, позволяет обеспечивать надежную и безопасную реализацию ответственных технологических процессов.

Для Цитирования:
Ефанов Д.В., Применение функционального диагностирования в системах автоматического и автоматизированного управления на транспорте. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2018;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: