Для диагностирования РЭО и СА используются различные технические средства диагностирования.
Технические средства диагностирования (ТСД) представляют собой совокупность средств, с помощью которых оценивается состояние технических систем (объектов диагностирования). Они включают аппаратурные и программные средства.
К аппаратурным средствам диагностирования относят различные устройства: приборы, пульты, стенды, специальные вычислительные машины, встроенную аппаратуру контроля и т. п.
Программные средства диагностирования представляют собой программы, записанные на каком-либо носителе информации, например диске, дискете и т. п. При этом могут быть использованы как рабочие программы объекта, содержащие операции, необходимые для диагностирования объекта, так и программы, специально составленные для диагностирования ОД. Программные ТСД применяютея для диагностирования универсальных и специализированных вычислительных, управляющих и логических машин, с их помощью определяют неисправность с точностью до сменного модуля, функционального блока, конструктивного узла.
Рабочие программы позволяют осуществлять диагностирование объекта в процессе его использования по прямому назначению, а специальные программы требуют перерывов в выполнении объектом его функций.
По степени воздействия на объект технические средства диагностирования могут быть активными и пассивными. Активные средства диагностирования воздействуют на объект путем подачи на него входных сигналов, стимулирующих реакцию объекта диагностирования, которая затем используется для оценки его состояния. К активным средствам относятся генераторы импульсов, ступенчатых и синусоидальных сигналов, цифровых кодов и т. п. Пассивные средства не формируют тестовые сигналы, оценка состояния ОД производится путем анализа информации, поступающей от него в процессе диагностирования.
По конструктивной связи с ОД различают встроенные и внешние ТСД. Встроенные ТСД встраиваются в общую конструкцию объекта диагностирования и проектируются с учетом технических решений и элементной базы этого объекта. К таким средствам диагностирования относятся дополнительные контрольные точки, входы для блокирования сигналов и задания требуемых значений сигналов, а также специальная аппаратура, которая при диагностировании изменяет структуру ОД, генерирует тесты и анализирует результаты их реализации.
Внешние ТСД не входят в конструкцию ОД. Они могут быть переносными, передвижными и стационарными. Стационарные средства чаще всего размещают на диагностических станциях, в испытательных и контрольных центрах специализированных береговых предприятий по ремонту судовой радиоэлектронной аппаратуры и средств автоматики.
Внешние средства диагностирования выполняют следующие функции:
- осуществляют подачу тестовых сигналов на проверяемый объект;
- обеспечивают получение информации о состоянии диагностических параметров объекта;
- обрабатывают поступающую информацию, в результате чего фиксируется работоспособное состояние или отказ объекта;
- локализуют место неисправности;
- обеспечивают соответствующую индикацию состояния объекта диагностирования и отказавшего функционального элемента.
Основным преимуществом внешних средств диагностирования является возможность их использования для различных объектов.
По степени универсальности ТСД подразделяются на специализированные и универсальные.
Специализированные ТСД предназначены для диагностирования одного объекта или группы однотипных объектов.
Универсальные ТСД используются для диагностирования объектов различных типов, различного назначения и конструктивного исполнения. Такие средства изготовляются, как правило, на основе ЭВМ и отличаются от специализированных возможностью ввода новых программ диагностирования.
По степени автоматизации ТСД разделяют на ручные, автоматизированные и автоматические.
Средства, требующие «интенсивного» участия человека-оператора в процессе диагностирования, относят к ручным (осциллографы, генераторы сигналов и др.). Средства, при использовании которых роль оператора сводится к выполнению отдельных достаточно простых операций (включение, переключение, выключение и др.), относят к автоматизированным. Автоматические ТСД функционируют без участия оператора.
Средства диагностирования являются объектами технической эксплуатации и диагностирования. Поэтому в них могут быть предусмотрены режимы самоконтроля, реализуемые с помощью встроенных или внешних средств контроля и диагностирования.
Технические средства диагностирования можно классифицировать по:
- характеру решаемых задач (контроль работоспособности; контроль работоспособности и поиск дефектов; контроль и прогнозирование работоспособности; контроль работоспособности, поиск дефектов и прогнозирование технического состояния);
- периодичности процесса диагностирования (непрерывного диагностирования и периодического действия);
- способу обработки информации и представления результатов (аналоговые, дискретные, с допускаемой оценкой результатов, с количественной оценкой результатов).
Для диагностирования судовых систем автоматизации применяются программные и аппаратурные, встроенные и внешние (стационарные и переносные) технические средства диагностирования с ручным и автоматизированным управлением.
Объект диагностирования и средства технического диагностирования образуют систему технического диагностирования (далее системы диагностирования СД).
В настоящее время имеется два направления разработки диагностической аппаратуры систем диагностирования. В первом случае применяются ЭВМ, контролирующие состояние всех основных узлов объекта диагностирования, во втором - используется более простая аппаратура для контроля его состояния.
В СД входят встроенные средства контроля по модулю, пригодные для специализированных устройств (блоков памяти), арифметических устройств, каналов связи, использующиеся в вычислительной технике.
Для диагностирования дискретных объектов произвольной структуры применяют универсальные методы синтеза схем встроенного контроля.
В обеспечении высоких показателей надежности сложных вычислительных систем существенную роль играют самопроверяемые узлы и блоки ЭВМ, а также схемы встроенного контроля.
Создано направление обеспечения контролепригодности, суть которго состоит в преобразовании структуры проверяемого устройства в вид, удобный для диагностирования. Для этого в устройство еще на этапе его проектирования вводят дополнительную аппаратуру - встроенные средства тестового диагностирования.
В системе управления электростанцией типа ASA-S/G, системе автоматической защиты генераторных агрегатов AGS, системе ДАУ AFA-1, установкой на РТМС и СТМ «Атлантик 333» встроенные средства диагностирования позволяют определить группу неисправных блоков (модулей) с точностью до 1-3 сменных блоков.
Локализация неисправностей модулей (типовых элементов замены) системы ASA осуществляется с помощью программы проверки модулей. Процесс проверки индицируется на модуле DAZ 001, продолжительность проверки 3-10 с. При положительном результате проверки модулей на DAZ 001 циклически индицируется код «8888», при отрицательном результате на нем появляется четырехзначный код неисправности. Следует заметить, что в данном случае проверяются лишь некоторые цифровые входы и выходы модулей: DAR (устройство цифрового вывода на реле), ASI-E (устройство сопряжения), PGA 001 (блок согласования уровней). Поэтому, несмотря на положительный результат проверки модулей, требуется проверка отдельных сигнальных проводов по «карте неисправностей», в которой требуется участие человека-оператора.
В процессе проверки средствами диагностирования осуществляется измерение и анализ реакций ОД на определенные воздействия, которые испытывает данный объект.
В системе функционального диагностирования (рис. 10.2, а) диагностирование осуществляется во время функционирования объекта, на который поступают только рабочие воздействия (РВ). Средствами технического диагностирования измеряются и анализируются реакции рабочих воздействий (РРВ), в том числе параметры рабочих воздействий.
Системы функционального диагностирования используются при работе объекта по назначению. Вместе с тем при функциональном диагностировании могут применяться режимы, имитирующие функционирование объекта. Устройства для имитации функционирования могут быть как частью ОД, так и частью средств диагностирования. В системе тестового диагностирования (рис. 10.2, б) на объект подают специальные тестовые воздействия (ТВ), средствами технического диагностирования измеряются и анализируются соответствующие реакции ОД на тестовые воздействий (РТВ).
Системы тестового диагностирования могут применяться для технического диагностирования не только выключенных объектов, но и функционирующих (в последнем случае тестовые воздействия не должны нарушать правильного функционирования объекта).
При совместном функциональном и тестовом диагностировании реализуется система функционально-тестового диагностирования (рис. 10.2, в). В процессе диагностирования участвует, как правило, человек-оператор (40) (Рис. 10.2, г). Роль человека-оператора может быть весьма разнообразная и зависит от характера взаимодействия между объектом и средством диагностирования и степени автоматизации.
В общем случае система технического диагностирования включает в себя объект и средства диагностирования, устройства их сопряжения, исполнителей и соответствующую техническую документацию.
Эффективная система технического диагностирования может быть создана для контролепригодных (приспособленных к проведению контроля заданными средствами) судовых технических средств. Радиооборудование и средства автоматизации считаются контролепригодными, если в процессе проектирования и создания РЭО и СА учтены требования технического диагностирования. Таким образом, для создания эффективных систем технического диагностирования целесообразным является одновременное проектирование объекта и средств его диагностирования.