ОПИСАНИЕ БЛОК-СХЕМЫ МОНИТОРИНГА РАДИОТЕХНИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ

THE DESCRIPTION OF THE BLOCK DIAGRAM FOR RADIO EQUIPMENT MONITORING

Tatiana Davydova

candidate of Engineering, Leading Engineer at FRPC JSC “RPA “Mars”,

Russia, Ulyanovsk

АННОТАЦИЯ

Предложена блок-схема мониторинга радиотехнической аппаратуры (РТА) для выявления возможных неисправностей и принятие мер по их предотвращению. Рекомендовано определение контролируемого параметра по зонам для более точной прогнозной оценки состояния РТА.

ABSTRACT

The article deals with the description of the block diagram for radio equipment monitoring enabling to identify possible failures. The measures to prevent failures are proposed. It is recommended that the controlled variable be determined on zones to make a more precisely predictive estimate of the radio equipment status.

Ключевые слова: Блок-схема, неисправность, мониторинг, радиотехническая аппаратура, контролируемый параметр.

Keywords:  Block diagram, failure, monitoring, radio equipment, controlled variable.

Введение

Беспилотная авиация является одним из основных средств получения оперативной и достоверной разведывательной информации, обеспечивающей превосходство над противником. Для обеспечения надежности и долговечности современной РТА летательных аппаратов необходимо повышать эффективность технологических систем контроля и диагностирования, как РТА в целом, так и ее составных частей в отдельности.  Правильность и качество функционирования РТА напрямую зависит от эффективности системы контроля и диагностирования РТА и своевременного обнаружения неисправностей [1]. Выявление неисправностей и принятие мер по их предотвращению при диагностировании РТА может быть эффективно решено при помощи мониторинга РТА.

Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:

– определение основных особенностей РТА с точки зрения ее контроля и диагностики;

– построение модели объекта диагностирования, разработка методики выбора последовательности проведения проверок, которая обеспечивает минимальную затрату ресурсов на поиск неисправного электронного блока РТА;

– оценки степени важности каждого блока РТА с целью определения приоритетов при составлении программы мониторинга и выбор оптимальной последовательности проведения процесса контроля и диагностирования при неполном обнаружении неисправности.

Средства измерения контролируемых параметров должны обладать достаточно высокой чувствительностью и быстродействием, а также возможностью сохранять результаты измерения в памяти РТА для последующей математической обработки [2]. Для решения поставленной задачи часто требуется комбинировать различные методы и средства. Программный инструмент РТА должен позволять обновлять, хранить, обрабатывать и извлекать информацию, иметь возможность обмениваться данными (автоматически или по запросу от системы, в которую входит РТА), а также быстро восстанавливаться после перезагрузки или аппаратно-программного сбоя.

Составляется база данных (базовый уровень) по надежности РТА для последующего анализа. В базу данных входят: контролируемые параметры блоков РТА, которые сформированы в некоторую совокупность проверок, формулы, решающие правила, алгоритмы поиска неисправностей, возможны текстовые сообщения и графические схемы и т.д. Изменение результатов измерений позволяет выявить развитие неисправности [3]. Контролируемые параметры представляются в виде иерархии. В первую очередь будут контролироваться параметры, которые непосредственно определяют работоспособность РТА. Остальные параметры влияют на РТА в соответствии с выполняемой задачей. В ходе эксплуатации РТА список возможных неисправностей может дополняться или корректироваться, соответственно будут дополняться методы и рекомендации по устранению появившихся неисправностей. Совершенствование базы данных происходит по мере увеличения в ней информации.

Анализ видов, последствий и критичности неисправностей

Достоверная оценка состояния РТА является одной из важных составляющих решения проблемы эксплуатации и предотвращения неисправностей. В своем составе РТА содержит модули для сбора, хранения, обработки информации, что обеспечивает высокую оперативность реакции на неисправность. 

Для определения возможных неисправностей составлена блок-схема мониторинга РТА, которая представлена на рис.1. Алгоритм определения неисправности задают элементарные проверки, последовательность их реализации и обработка результатов проверок. При диагностировании РТА как сложного объекта для определения неисправности приходится несколько раз повторять проверки.

После того, как выбраны параметры, подлежащие измерению в целях контроля состояния и диагностирования, необходимо установить метод или методы их измерений. Интервал между измерениями зависит от вида неисправности и скорости ее развития. При измерениях необходимо учитывать такие факторы, как доступность точек измерений, уровень сложности сбора и обработки данных, безопасность, стоимость, а также возможность дальнейшего использования уже существующих средств контроля.  Повысить достоверность результатов можно при помощи: дополнительных измерений (тестирования) или других методов обработки и анализа результатов.

Рисунок 1. Блок-схема мониторинга РТА

Прогнозная оценка состояния параметра РТА, значение которого измеряется, производится путем сравнения его возможного значения с границами, установленных для параметра зон. Информация о состоянии параметра отображается на мнемосхеме (автоматизированном рабочем месте оператора системы). Интерфейс взаимодействия с оператором представляется в удобном для оператора формате. Зоны параметра Х представлены на рис.2.

Рисунок 2. Зоны контролируемого параметра Х

Зона а – состояние «отлично». Составные части РТА находятся в исправном состоянии. Зоны б – состояние «хорошо».  Контролируемый параметр находится в допустимом состоянии, но необходима дополнительная проверка параметра через некоторое время. Зоны в – состояние «удовлетворительно». Необходима подстройка, регулировка или замена составной части РТА, к которой относится «удовлетворительный» контролируемый параметр. В частном случае возможно только одно направление изменения состояния параметра относительно нормального.

Значение параметра, который находится в допустимых границах «отлично» – засвечивается зеленым цветом на мнемосхеме. Если значение параметра выходит за пределы нормальной зоны – «удовлетворительно», то фиксируется ситуация, отличная от нормальной, и на мнемосхеме параметр засвечивается красным цветом. Если ответ по запросу параметра не поступил, то на мнемосхеме этот параметр засвечивается серым цветом. Далее реализуются действия, направленные на нормализацию параметра такие, как подстройка, регулировка или замена блока из состава РТА целиком. Если возможности в запасных частях ограничены, то возможно введение дополнительной границы параметра – «хорошо», при которой РТА функционирует и выполняет свои заданные функции, но требуется подстройка или регулировка. В таком случае значение параметра на мнемосхеме будет засвечиваться желтым (оранжевым) цветом. Для каждого параметра в систему закладывается методика измерения (подстройки или регулировки), прилагаются схемы проверок с описанием используемых средств измерения [3]. Все используемые средства измерения должны быть заложены в комплект контрольно-измерительных приборов РТА.

Техническое состояние РТА определяется по большому числу контролируемых параметров базы данных. Если хотя бы один из параметров РТА не соответствует заявленному в базе знаний значению (т.е. находится в зоне в), то РТА признается неисправной, т.е. качество РТА определяется по попаданию соответствующих контролируемых параметров в зоны допуска.

Следует правильно выбрать интервал между измерениями, а также вид измерений – непрерывные или периодические. Интервал между измерениями зависит от вида возможной неисправности и скорости ее развития. Кроме результатов измерений, необходимо регистрировать следующую информацию:

- дату и время проведения измерений;

- измеряемые параметры;

- точки измерений;

- единицы измерения и способы преобразования измеряемых величин.

  Базовый уровень значений представляет собой совокупность данных (результатов измерений или наблюдений). Результаты последующих измерений сравнивают с базовым уровнем для выявления возможных изменений или неисправностей. Если измеренные значения параметров не выходят за границу нормального уровня, то данные сохраняются. В случае выхода контролируемого параметра за границу нормального уровня следует перейти к использованию методов диагностирования [4,5]. 

В процессе анализа контролируемых параметров и диагностических признаков может быть получена информация об ожидаемом развитии существующих или будущих неисправностей. Составляется таблица неисправностей, в которой каждой неисправности сопоставляется методика или совокупность проверок. Вся информация фиксируется для дальнейшего анализа и принятия решения, накопления статистических данных об неисправностях. Выявленный неисправный электронный блок РТА заменяется и далее детально анализируется в условиях предприятия-изготовителя.

Виды, периодичность и последовательность технического обслуживания определяется руководством по эксплуатации на РТА. По завершении технического обслуживания рекомендуется зарегистрировать все выполненные операции, включая информацию о подстройках, регулировках и выявленных неисправностях (замену вышедших из строя блоков).

Повторяющиеся неисправности снижают общую надежность РТА и повышают эксплуатационные затраты. Поэтому после выявления причин этих неисправностей следует пересмотреть программу технического обслуживания и оптимизировать ее, чтобы уменьшить ущерб, вызываемый неисправностями данного вида. Также возможна замена ненадежных блоков в ходе эксплуатации на более надежные или их доработка в сторону повышения надежности (замена комплектующих или введение дополнительного резервирования).

Заключение

Мониторинг РТА – это постоянно совершенствующийся процесс. Описанная выше блок-схема мониторинга РТА позволяет выполнить:

- управление измерениями контролируемых параметров (определение развития возможных неисправностей);

- контроль, отображение параметров работы, тестирование, управление техническим обслуживанием.

Применение методов, которые ранее были недоступны или считались слишком дорогостоящими, сложными или труднореализуемыми дают возможность впоследствии уменьшить затраты времени и средств на проведение дальнейших тестовых проверок.

Список литературы:

1. ГОСТ 27.202-83. Надежность в технике. Технологические системы. Методы оценки надежности по параметрам качества изготавливаемой продукции. – М.: Госстандарт, 1983. – 40 с.
2. Давыдова Т.И. Поиск неисправностей в радиотехнической аппаратуре с использованием байесовской сети доверия.  Сборник докладов 25 научно-технической конференции. Часть 1 – Петродворец: ВМПИ им. А.С. Попова, 2014.  
3. Давыдова Т.И. Создание интерактивного электронного руководства по эксплуатации.  T-Comm. Телекоммуникации и транспорт. «Теоретические и прикладные проблемы развития и совершенствования автоматизированных систем управления военного назначения». – Пенза, №6-2013, С.21-22.
4. Давыдова Т.И.  Прогнозирование надежности радиотехнической аппаратуры. Модели дрейфа параметров. Сборник докладов 27 научно-технической конференции. Часть 1 – Петродворец: ВМПИ, 2016. 
5. Сафарбаков А.М., Лукьянов А.В., Пахомов С.В. Основы технической диагностики: учебное пособие. – Иркутск: ИрГУПС, 2006.