Курс лекций по дисциплине "Основы автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте"

 

Сенімділік туралы статикалық мәліметтерді талдаудың кез келген жүйесі элементтер мен жүйелердің сенімділігін арттыру үшін көмектеседі. Мәліметтерді жинау мен талдау нәтижесінде өңдеушілер, өндірушілер мен пайдаланушылар бас тартулар мен әрбір бас тартудың сипатты пайда болуы, олардың себептері, бас тартуды жою әдістерінің эффективтілігі туралы мәліметтермен қамтамасыз етіледі.

Қауіпсіздіктің көптеген жағдайларда қазіргі заманғы микроэлектронды жүйелерде қолданылатын негізгі концепция келесіден тұрады: аппаратты және программалы құралдардың жалғыз дефектілері жүйенің қауіпті қарсылықтарына алып келмеуі тиіс. Жүйеде екінші дефект табылмай тұрып, жұмыстық және тестілік әдістерден табылуы керек.

Берілген концепция әртүрлі әдәстерді қолдану нәтижесінде орындалады. Бұл әдістер сенімділікті арттырудың екі жолымен жүзеге асады (сурет 2 көрсетілген):  уақытша жасыру және ақауларды анықтау. Істен шығуды уақытша жасыру басқару жүйесінде ішкі элементтердің жөндеуге келмейтін кейбір сандары болу кезінде дұрыс жұмыс жасауға мүмкіндік береді (Жүйе өзіндік ақауын сезбейді). Істен шығуын жасыру кемшілігі – бұның нәтижесінде жүйе өзінің резервті қабілеттерін жоятын ішкі жөнге келмеушіліктер уақытының өтуімен қордың бар болуы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 1 – Сенімділікті арттырудың екі   жолы

 

Төменде сурет 2 Микроэлектронды жүйелердің қауіпсіздігін қамтамасыз ету әдістерінің топтастырылуы келтірілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

          

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 2 – Микроэлектронды жүйелердің қауіпсіздігін қамтамасыз ету әдістерінің топтастырылуы

 

Қарсылықтарды табу, керіснше тезірек пайда болаттын қателіктерді табуын талап етеді. Бұл жүйені жұмыстан өшіруге немесе «салқын» резервін қосуға мүмкіндік береді. Қарсылықтарды табу арнайы бақылаушы құралдарды (Қарауылдарды) қолдану арқылы жүзеге асырылады. Жүйе блоктарындағы немесе элементтердегі қателіктердің пайда болуы туралы индикация бұл жағдайда оның жөндеуге төзімділік көрсеткіштерін көрнекті түрде жақсартуға мүмкіндік береді.

Қарсылық көрсетудің, қауіпсіздіктің және жөндеуге төзімділіктің көрсеткіштерін жақсарту жағынан қарағанда әсердің көптеп түсуі жасыру принципін бір мезгілде қолдану ретінде және көптеген қазіргі заманғы микроэлектронды темір жол АТ жүйелерін өңдеу кезінде жасалатын қарсылықтарды табу кезінде жүзеге асырылады.

Резервтерді ұйымдастыру кезінде екі жолмен жүзеге асыруға болады: программалы құралдарды немесе ақпараттық құралдарды резервтеу (сурет 2).

Ақпараттық құралдарды зерттеу көп каналды жүйелерді пайдаланумен аяқталады. Бұл жағдайда кіріс ақпараттың тәуелсіз бірдей есептелетін арналар m өңделуін ұйымдастырады (m-қысқартылған тұрақты резервтеу). Микро ЭЕМ-нің шығыс сигналдарды қалыпқа келтіретін (ҚК) қондырғылар кірісіне келіп түседі. Соңғысы шығыс сигналдарының шын мәндерін сол немесе басқа алгоритмдердің көмегі ретінде қалыпқа келтіріледі (Есептеуде қателіктердің пайда болу кезінде).

Программалық құралдарды резервтеу кезінде көп программалы жүйелер қолданылады. Оларда бірінші есептеу каналында m бірдей есеп шығару уақыт өтумен тізбектей ұйымдастырылады. Сонымен қатар әрбір программа П1, П2, ..., Пm алгоритм деңгейінде немесе программа құрылғысынан жақсы үлгіге ие болатын кезде m-үлгілі программалау принципін қолдану тиімді. M-үлгілі программалау көп арналы жүйелерде де қолдануымыз мүмкін.

Қарсылықтарды табу процессор ішіндегі немесе процессор аралығындағы бақылаумен ұйымдастырылады. Бірінші жағдайда әрбір i-ші есептеу арнасы меншікті ақпараттық немесе программалық бақылау құралдарына (КСі) ие болады. Бұл құралдар тестілік диагностикалауды қамтамасыздандырады, өзіндік бақылау принципін немесе сигнатурлы талдаманы жүзеге асырады. КС блоктары шығыс сигналдарының ақиқат мәндерінің қалыпқа келтіруін іске асыру үшін ВУ блогына келіп түсетін бақылау сигналдарын пішінге келтіреді. Жүйелердегі процессор арасындағы бақылауы бар КС блоктары өздерінің арасындағы есептеу арналарының салыстыру жұмысын жүзеге асырады. Бұл салыстыру жүйелі шиналар кезінде процессорлардың өзара тексеріс жұмысы кезінде жадыдан және шығыстардан (күшті байланыстармен бақылау) тұруы мүмкін. Шамаланған байланыстармен бақылау кезінде шығыс сигналдарының салыстырылуы жүзеге асады. Сонымен қатар, бір процессор есептеуді жүзеге асырып жатқан кезде екіншісі оларды тексеретін (әлсіз байланыстар мен бақылау) нұсқасы да қолданылады.

Сенімділік туралы мәліметтерді жинау жүйесі өңдеу, өндіру және пайдалану кезеңдерінде жүйелер мен элементтер жұмыстарын жақсартуда көмектесуі тиіс. Жинау жүйесінде өтіп кеткен уақыт периодында әрбір жүйедегі және әрбір құрылғыдағы едәуір мәнді бас тарту туралы мәлімет бар. Элементтер мен жүйелер сенімділігі туралы ақпаратты жинау жүйесі эксплуатация спецификациясын, конструктивті және технологиялық шешімдердің ерекшеліктерін, сонымен қатар олардың режимдерінің деңгейін максималды дәрежеде есептеуі тиіс. Жаңа микропроцессорлық орталықтандыру жүйесін құру барысында өңдеуші сенімділіктің барлық құраушыларының жоғары көрсеткіштерін қамтамасыз етуі керек: қарсылықсыздығын, қауіпсіздігін, ұзақ өмір сүруін және жөндеу төзімдігін. Дегенмен қауіпсіздікті қамту мәселесі маңызды болып табылады. Бұл маңыздылық жүйенің қауіпсіздік деңгейін арттыру барысында сенімділіктің басқа көрсеткіштерінің төмендеуіне рұқсат етілгендігін білдіреді.

Техниканың күрделілігі мен көптүрлілігін, сонымен қатар оның лабраториядағы (ШЛ) және ШЧ-дағы әсерінің бастартушылығын қамтамасыз етушілігін ескере отырып, темір жол автоматикасында орын алған бас тартулар туралы ақпараттарды жинау мен талдауға арналған арнайы топтар құрылған. ШЛ сенімділік тобы 2-3 адамнан тұрады: - сенімділікті жақсартуға амал қолдану мен бас тартуды талдау, оның негізінде лаборторияның басқа барлық топтарына жұмыс беріледі. ШЛ жұмысы құрылғылардың жаңа сенімділігін қамтамасыз етуге дайындалған. ШЧ сенімділік тобы құрылғылардың сенімділігін жүйелі түрде жақсарту амалдары мен бас тартуларды талдайтын 2-3 адамнан тұрады және олардың орындалуын бақылауды қамтамасыз етеді. Ақпарат жиналады және саналады, сонымен қатар жүйелер мен элементтердің сенімділігі туралы ақпараттарды жинау мен өңдеудің нақты мақсатына жауап беруге міндетті.

Статикалық ақпараттарды жинаудың барлық әдістерін 2-ге бөлуге болады: көпсатылы және орталықтандырылған.

Көпсатылы әдісте бірлік мәліметтер оларды алу орнында өңделеді, одан кейін олар жалпыланған түрінде біржолата өңдеу үшін және сипатты сенімділікті алу үшін түседі. Мұндай әдістің кемшілігі – аз оперативтілігі, ақпарат бөлігінің жоғалуы мен бұрмалану мүмкінділігі, бұл әдісте сипаттамалардың бұзылуы қиын, я мүмкін емес.

Көрсетілген кемшіліктерден дербес және едәуір перспективті болып ақпаратты жинау мен өңдеудің орталықтандырылған принципі табылады, ол кезде жұмыс жайлы мәліметтер мен жүйе және элементтердің ақаулары туралы мәліметтер ешқандай жинақтаусыз ақпарат жинау объектісімен тікелей біржолата өңдеу орнына келіп түседі. Бұл ақпараттың өту оперативтілігін және  сапасын жақсартады және сенімділік туралы ақпаратты өңдеу мен жинау жартылайавтоматты мен автоматы құрылғыларды ақпаратты-есептеуші орталық негізінде жасау үшін қызмет етеді. Ақпаратты жинау бірыңғай жүйе бойынша жүргізілуі тиіс. Техникалық мәліметтер тізімін жасау үшін көпсатылы әдістерді қолдану бойынша ұсыныстар ШЛ және дистанция жұмысшыларына сенімділікті жоғарлату бойынша шараларды ойлап табуға мүмкіндік береді. Ақпараттың ШЧ-дан ЦЩ-ға жетуі кезінде ШНЦ немесе ШНЦС сенімділігін арттыру бойынша оперативті әдістерді қолдануға мүмкіндік беретін орталықтандырылған әдісті қолданады. ШЧ сенімділік тобында керек мәліметтерді толықтыру туралы карточканы толтырып, одан кейін оны ШЧ-ға жібереді. Оған бүкіл ШЧ-дан алынған мәліметтер қосылады, бас тартулар туралы мәліметтер жинақталады және талданады.

 

 

Бақылау сұрақтары.

 

1. Сенімділік туралы  мәліметтерді талдау жүйесі неге  әсер етеді?

2. Ақпаратты алдымен  жинау қай жерде басталады?

3. Ақпаратты жинаудың  неше түрі бар?

4. Көпсатылы әдісте  мәліметтер қай жерде өңделеді?

5. Ақпаратты жинау мен өңдеудің қай принципі перспективті болып табылады?

 

 

Әдебиеттер.

 

1. В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, В.И. Шаманов «Надежность устройств автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте» Москва, Маршрут – 2003г

2.А.С.Переборов и др. «Теоретические основы автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте» Москва, Транспорт – 1988г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дәріс 13

Сенімділікке сынау түсінігін анықтау.

 

АжТ элементтерінде бас тартуларды екі тәуелсіз түрге бөледі: бірте-бірте және кенет. Аt – элементтің кез келген негізгі функциясының орындалуын сипаттайтын кездейсоқ оқиға болсын. Аt реленің электромеханикалық немесе механикалық сипаттамасын, контакттердің өтпелі кедергісін, қозғалтқыштың бағыттық электрприводының сыртқы сипаттамасын, кабельдің толқындық кедергісін, р/ц кедергісін және т.б. сипаттай алады.

Техникалық тапсырмада параметрлердің олардың номиналды мәнінен ауытқу шектері беріледі. Bt – элемент параметрі мәнінің жіберілетін жоғарғы шегі дейік, Сt – жіберудің төменгі шегі болсын. Нақты ұсталынатын және кездейсоқ болмайтын шектер орнатылса, онда берілген жіберуде сипаттаманың сақталу ықтималдығын келесі түрде жазуға болады:

Pi(t) =

t}dAt

 

Эксплутация процессінде элементтің негізгі параметрінің мәні ғана емес, сонымен қатар осы параметр ауытқуының берілген шектері де өзгереді, сондықтан Аt, Bt, Сt параметрлерін элементтің сол немесе басқа функцияларын орындау кезінде берілген диапазонда кез келген мәнді қабылдай алатын кездейсоқ деп қарастыруға болады.

Элементтердің өндірістік сенімділігі. Темір жол АжТ элементтері көпретті әсер элементтеріне жатады. Олардың өндірістік сенімділігі берілген шектерде жатқан конструктивті және жұмыс параметрлерінің элементтерінде сақтайды және эксплуатация орнына жеткізу мен сақтаудан кейін анықталған уақыт мезетінде жұмыс істейтін болады. Элементтің бас тартусыз жұмысының ықтималдығы әрқайсысы өз кезегінде оның құраушысы болып табылатын сапа деңгейі, еркін оқиға түрінде болуы мүмкін.

 

R0(t) = R3 * Rx (t)Rф(t),

 

мұндағы,

R3 – зауыттан шағарылғаннан кейінгі бас тартусыз жұмыстың ықтималдығы,

Rx  пен Rф – тасымалдау және сақтау периодындағы бас тартусыз жұмыстың ықтималдығы,

Мысалы, өндірістік сенімділіктің құраушылары мынаған тең болсын:

R3=0,999(Q3=0,001); Rx (t)=0,99; Qx=0,01; Rт(t)=0,9; Qт=0,1. Осы мәндерді формулаға қойсақ,

 

R0(t) = 0,999*0,99*0,9= 0,89.

Логикалық схема жүйелік және объективті жоспардың құрылымын қамтамасыздандырады.

Сенімділік анализ принципінің негізінде құрылған логикалық схема, аналаиз бен оның сенімділігін жоғарылатуда қолданылатын логикалық өзара комплекстік сұрақтарды құрайды.

Кез-келген күрделі қызметтің әсері бар техникалық құрылымдық жүйесін "адам-машина" деп қарастыру керек. Егер ОЭН жүйсіндегі АТМ-ді "адам-машина" деп қарастырсақ, онда логикалық схеманың эксплуатациялық сенімділігі техникалық жүйесімен қызмет көрсету жүйесінің сұрағы ретінде қарастырылады.

Темір жол автоматикасы және телемеханикасының микроэлектронды  базадағы жүйелерінің қазіргі уақытта екі арналы және үш арналы (мажоритарлы) құрылымдағы көп  нұсқалар қолданысқа ие. Екі арналы қауіпсіз салыстыруы бар жүйеде екі бірдей ЭЕМ паралельді бір уақытта жұмыс жасайды. Олардың ұқсас шығыстарындағы сигнал қауіпсіз салыстыру сұлбасымен (ҚСС) салыстырылады. Басқару сигналы тек қана екі ЭЕМ сигналдары сәйкес келгенде ғана жұмыс жасайды (сурет 1). Мұндай жүйені кейде «екеудің екеуі» немесе «2v2» деп атайды.

 

   Кіріс

Басқару

                                                                                                                  объектілеріне

                                                                                                                    шығыс    

 

Сурет 1 – Екі арналы қауіпсіз салыстыруы бар жүйе.

 

Кесте  арналар жағдайына байланысты жүйе жағдайы көрсетілген. Бір арналы «біреудің біреуі» немесе «1v1» жүйе деп атайық. ҚСС сұлбасы сұлбасы сөзсіз сенімді. Жүйе екі ЭЕМ бірдей жұмысқа жарамды болғанда ғана жұмысқа қабілетті деп табылады.

Егер екі ЭЕМ бірдей істен шықса жүйе қауіпті жағдайға көшеді. Мұндай жағдайда екі ЭЕМ шығыстарына шығатын дұрыс емес мәліметтер сәйкес келіп, жүйе объектті басқаруда дұрыс емес бұйрық беруі мүмкін. Сосын бір уақыттағы екі арналарда істен шығуы кезінде сигналдың бұрмалануы болмауы да мүмкін.

Егер бір микро ЭЕМ істен шығу ықтималдылығы белгілі болса, оның қалған мәндерін мынадай формуламен есетейміз: