Классификация ошибок, отказов, сбоев и неисправностей в электроаппаратуре

Привет, Вы узнаете о том , что такое классификация ошибок, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое классификация ошибок, отказы, сбои, неисправностей в электроаппаратуре , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Диагностика, обслуживание и ремонт электронной и радиоаппаратуры.

классификация ошибок неисправностей
1 отказы и их классификация
2 сбои
3 Основные задачи контроля и диагностики
4 Структура системы контроля

1 Отказы электронной аппаратуры и их классификация

Отказ аппаратуры это событие с полной или частичной утратой работоспособности ЭВМ (компьютера)

Отказ (failure) — событие, при наступлении которого объект не способен функционировать так, как это требуется согласно документации на него. Иначе говоря, это потеря способности изделия выполнить требуемую функцию.

Отказ является событием, которое приводит к состоянию неисправности [ 11 (к нарушению работоспособности) объекта.

Ошибка (error) — событие несоответствия между вычисленным, наблюдаемым или измеренным значением или состоянием и истинным, заданным или теоретически правильным значением или состоянием.

Критерий отказа (failure criterion) — заранее оговоренные признаки нарушения работоспособного состояния, по которым принимают решение о факте наступления отказа.

Классификация отказов электроаппаратуры

Внезапное это резкое изменение одного или нескольких параметров
Постепенно возникает в результате постепенного изменения параметров их можно прогнозировать и устранять при проведении профилактических работ

Отказы могут быть зависимыми и независимыми
По внешнему проявлению отказы могут быть явные и скрытые
По степени влияния работоспособности могут быть частичной и полной

2 Сбои в электронной радиоаппаратуре

Сбой это кратковременное самоустраняющнн нарушение работы ЭВМ или микропроцессорной техники.
После сбоя устройство длительное время может работать нормально, но сопровождающиеся искажениями.
Необходимо восстанавливать путем повтор передачи или повторного прогона программы.

Для повышения надежности работы ЭВМ применяют два способа борьбы с неисправностями:
Резервирование аппаратуру и диагностические процедуры.

Резервирование аппаратуры это блоки и узлы которые работают параллельно основные резервные и выход одного из них Не нарушают работу всего комплекса .
Такой метод используется при эксплуатации ЭВМ Когда необходимо гарантированная правильная работа на определенный срок в течение которого ремонт невозможен

Рис. 6.17. Классификация резервированных технических систем

Диагностические процедуры аппаратуры это средство обнаружения диагностики неисправностей и их локализацияиспользуются определенные тесты
программы и аппаратные средства

3 Основные задачи контроля и диагностики

Контроль - это обнаружение ошибки
Классификация ,определение, характеристики ошибки и характер ошибки
Диагностика это поиск отказавшего узла элемента
Коррекция это устранение ошибки замена отказавшего элемента

Для диагностики используются системы контроля которые входят программное, аппаратные средства и их комбинация.
Программное средство это использование специальных программ
Тестовый контроль, программно логический контроль

При программно-логическом контроле в основную программу вводят дополнительное операцию или двойной просчет и сравнивает результаты операции
Не требует дополнительной специальной аппаратуры обнаруживают случайные сбой но увеличивает время на решение задач

Тестовый контроль это проверка специальных программ или тестов тесты делятся на
Наладочные вовремя на лавке блоков и устройств
Проверочные для преодоления проверки работоспособности ЭВМ и обнаружение неисправности при эксплуатации

Диагностические для локализации метода неисправности.

аппаратные средства это введенные в состав ЭВМ дополнительной специальных контроля оборудования которое обеспечивает проверку правильности функционирования без снижение быстродействия но приводит к подорожанию и усложнения в.м. и снижение надежности

Работоспособность это способность машины функционировать обеспечивая выполнения заданных функций с параметрами требования к технической документации позволяет судить о состоянии машины в определенный момент времени

Сохранность это способность машины сохранять управляемое состояние при заданных условиях хранения

Ремонтопригодность это удобство доступа к блокам и монтажу приспособленности к ремонту
Долговечность это свойство технического объекта сохранять (при условии проведения технического обслуживания и ремонтов)

работоспособное состояние в течение определенного времени или вплоть до выполнения определенного объема работы.

Долговечность характеризуется техническим ресурсом либо сроком службы.

Надежность машин это свойство функционировать при заданных условиях и обслуживание эксплуатация Эвм

При комбинировании методы контроля использовать как аппаратное такие программные средства например функция обнаружения и предупреждения неисправностей возлагают на аппаратные средства локализацииместо Возможны ошибки и ликвидация неисправен возлагают на программный контроль

Эффективное средство контроля это отношение количества оборудования хвощи вашей системы контроля к общему количеству оборудования.

4 Структура системы контроля

Показатели эффективности систем контроля.
Тип системы контроля аппаратуры. Автоматическая , полувтоматическая, не автоматическая. внешние, внутренние (встроенные), комбинированные.

Вероятность обнаружения системы контроля ошибок
Cтепень детализации (точность диагноза).

4.2 Системы автоматического контроля

Системы автоматического контроля (САК) радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) появились в результате прогресса в области автоматизации радиоизмерений и представляют в настоящее время новуюотрасль техники.

САК позволяет осуществить практически полную автоматизацию процесса контроля работоспособности и поиска непсправностей РЭА,

уменьшить время восстановления и сократить количество обслуживающего персонала.

При этом значительно повышается достоверность и объективность контроля, накапливается необходимая информация для прогнозирования постепенных отказов [1—12]

В зависимости от вида связи с проверяемой аппаратурой и целевого назначения Системы автоматического контроля РЭА можно разделить на три большие группы
[1]: внешние, внутренние (встроенные), комбинированные.

Внешние САК применяют для проверки РЭД средней сложности,связь внешних САК с проверяемой аппаратурой осуществляется по радиолиниям или по кабельным линиям связи (рис. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . И). Внешние САК являются в большинстве случаев универсальными, т. е. пригодными для проверки различных видов аппаратуры.

Внутренние (встроенные) САК функционально связаны с основной аппаратурой. В состав внутренних САК (рис. 2) входят встроенные
приборы и датчики, генераторы стимулирующих сигналов, коммутаторы, блоки обработки данных, устройства регистрации и индикации результатов контроля. Встроенные САК в большинстве случаев являются спецнализированиыми, т. к. пригодными для проверки одного вида аппаратуры. В таких системах лоследовательность проверки параметров устанавливается при разработке аппаратуры и в дальнейшем не изменяется. В универсальных встроенных САК имеется возможность изменения программы контроля.

Комбинированные САК (рис. 3) представляют собой сочетание внешней и внутренней систем контроля. Внутренняя система контроля обеспечивает проверку общей работоспособности РЭА в процессе функционирования и выдает информацию об основных параметрах отдельных блоков аппаратуры. Поиск неисправностей в РЭЛ и комплексная всесторонняя проверка производятся в помощью внешней системы контроля.

Методы контроля

Работоспособность РЭА может контролироваться несколькими методами, определяющими готовность ее к действию с различной степенью достоверности. Применение того или иного метода определяется назначением контролируемой РЭА, ее сложностью и надежностью, а иногда и техническими возможностями. Подробная классификация методов контроля приведенав [3]. Основными методами контроля работоспособности РЭА являются функциональный, допусковый, диагностический и профилактиче- ский[2]. Функциональный контроль является наиболее распространенным методом автоматической оценки работоспособности РЭА. При этом обычно на вход проверяемого устройства подается возмущающий сиг- нал, а реакции на него оцениваются по срабатыванию исполнительных устройств или по сигналам на рабочих индикаторах проверяемой аппа- ратуры. При функциональном контроле количественные характеристики выходных параметров РЭА не измеряются, поэтому достоверность его ограничена, но из-за простоты реализации он итироко используется на практике. Допусковый контроль производится количественными измерениями выходных параметров аппаратуры по принципу «годен-не годен» или «ниже-годен-выше». Этот метод позволяет в большей достоверностью получить информацию о работоспособности РЭА и ее выходных пара- метрах, определяющих технические характеристики аппаратуры. При диагностическом контроле обнаруживают неисправные узлыи блоки аппаратуры, а иногда и отдельные элементы, являющиеся при- чиной появления отказов. Применение этого метода повышает готов- ность РЭА, сокращает время ее восстановления. Как известно [2], коэффициент готовности аппаратуры определяется выражением:

ти

Для повышения коэффициента готовности необходимо уменьшать время восстановления аппаратуры, которое, в основном, определяется величиной tпн. Разработано несколько методов оптимизации процесса поиска неисправностей |4, 6]: метод «половинного разбиения» (средней гочки); метод «время-вероятность»; информационные методы поиска, метод синдромов, метод распознавания образов и другие.

При методе «половинного разбиения» ‘неразветвленнные участки схемы делят пополам, производя каждую последующую проверку посредине оставшейся непроверенной части схемы.

Метод «время-вероятность» основывается на знании интенсивности отказов и среднего времени, затрачиваемого на проверку различных участков схемы. Метод дает значительный выигрыашь во времени при поиске отказов с высокой интенсивностью и неэффективен при поиске отказов с малой интенсивностью. Информационные методы поиска основаны на применении теории информации к процессу отыскания неисправностей в сложных радио- электронных системах. Процесс поиска ‘неисправностей рассматривается как процесс снятия неопределенности состояния контролируемой РЭА. Количество информации, получаемое при проведении одного шага проверки, равно:

где: Рk— вероятность безотказной работы РЭА по К-му параметру.

Последовательность программы поиска неисправностей составляется из условия:

При методе синдромов проверкой охватывается вся контролируемая аппаратура в целом и ее отдельные элементы, до уровня которых отыскиваются неисправности. В процессе анализа каждый результат проверки «годен»—«не годен» относится копределяемому синдрому (признаку). Библиотека таких синдромов составляется предварительно, программируется и вводится в запоминающее устройство системы контроля. Преимущество метода заключается в том, что для проверки РЭА не требуется подачи стимулирующих сигналов.

Сущность метода распознавания образов заключается в разделении m-мерного пространства значений выходных параметров РЭА на Р под-пространств признаков неисправностей. Этот метод так же, как и метод синдромов, реализуется с помощью ЭВМ.

При профилактическом или прогнозирующем контроле периодически проверяются выходные параметры и основные блоки РЭА, чтобы, исходя из накапливаемой информации о состоянии аппаратуры, предсказать, какой узел или блок явится причиной отказа на определенном временном интервале. Своевременное предотвращение отказов позволяет существенно повысить надежность действия РЭА. Основу профилактического контроля составляют метод граничных испытаний и статистические методы прогнозирования отказов. На практике используются все методы автоматического контроля работоспособности аппаратуры, однако наибольшее распространение получил метод допускового контроля в сочетании с диагностическим контролем и прогнозированием отказов аппаратуры.

Характеристики систем атоматическаог контроля

Свойства любой САК определяются рядом характеристик.

Наиболее общимииз них являются [1, 4, 6]:

— достоверность результатов контроля;

— эффективность САК;

— надежность;

— вес и габаритные размеры;

— общее количество контролируемых параметров;

— полнота контроля;

— точность измерения параметров;

— возможность и точность прогнозирования состояния проверяемой РЭА;

— наличие и вид самоконтроля;

— возможность автоматического включения резервных блоков.

Достоверность результатов контроля характеризует способность системы контроля правильно отражать реальное состояние проверяемой РЭАи является важнейшей технической характеристикой любой САК. Понятие эффективности контроля в настоящее время не является однозначным. Одни авторы [8] под эффективностью системы понимают отношение даваемого ею эффекта к затратам.

Другие при определении эффективности учитывают точностные характеристики системы и суммарные затраты на контроль. Некоторые авторы [9—11] связывают эффективность с вероятностью выполнения системой поставленной задачи. В общем случае под эффективностью САК понимается качественная оценка решения общей задачи контроля с достоверностью не ниже заданной в течение заданного времени. Полнота контроля характеризует, какой процент из общего числа параметров, определяющих работоспособность аппаратуры, охвачен контролем:

Принципы построения систем автоматического контроля радиоэлектронной аппаратуры

Обобщенная структурная схема САК РЭА приведена на рис.4. Реальная система контроля должна содержать только те блоки, которые позволяют обеспечить соответствие ее характеристик требованиям эксплуатации. В общем случае в состав САК РЭА входят следующие устройства [4, 6, 13, 14]:

устройство связи с проверяемой РЭА;

генераторы стимулирующих и эталонных сигналов;

преобразующие устройства;

вычислительное устройство (ВУ);

устройство управления;

устройство ввода;

устройство вывода.

Устройство связи содержат аппаратуду для передачи контролируемых и стимулирующих сигналов по радиолиниям или по кабельным линиям связи, нормализаторы и коммутаторы сигналов. Последние выполняются на контактных (реле, шаговые искатели, магнито-управляемые контакты) или на бесконтактных (диоды, транзисторы, газоразрядные лампы) элементах.

Генераторы стимулирующих и эталонных сигналов вырабатывают необходимые для контроля входные стимулирующие (возбуждающие) сигналы и эталонные величины сигналов, с которыми сопоставляются результаты измерений. Они подразделяются на. генераторы электрических напряжений и токов, временных интервалов, генераторы частоты, импульсовит.д. Преобразующие устройства (аналого-цифровые преобразователи) осуществляют преобразование контролируемых сигналов к виду, удобному для ввода в ЦВМ. Вычислительное устройство производит обработку информации о состоянии проверяемой РЭА по заданной программе.

Устройство ввода хранит программыконтроля и определяет режим работы других блоков САК. Для этой цели применяют перфокарты, перфоленты, магнитный барабан, запоминающие устройства на ферритовых сердечниках, магнитные лентыи магнитныедиски. Устройство вывода осуществляет печать и индикацию результатов контроля. С целью повышения достоверности результатов контроля в устройства САК вводят цепи самоконтроля. Частичная самопроверка САК осуществляется в процессе функционирования, а полная самопроверка производится перед началом работы, в режиме профилактики перед началом работы, в режиме профилактики или после получения отрицательного результата проверки.

В настоящее время разрабатываются главным образом комбинированные САК для контроля отдельных видов РЭА. Имеются попытки создать универсальные комбинированные САК, которые после незначительного изменения в структурной схеме путем замены или добавления некоторых стандартных блоков (генераторов сигналов, коммутаторов, датчиков и т. д.) могут быть использованы для проверки различных радиоэлектронных комплексов.

Современное состояние и перспективы развития систем автоматического контроля радиоэлектронной аппаратуры

В последние годы в нашей стране и за рубежом ведутся большие работыпо исследованию, разработке, производству и эксплуатации САК РЭА. Эти системыразличныпо назначению, сложности, стоимости, принципам программирования, управления и обработки информации, а также техническому уровню их выполнения[1,15].

Современные САК РЭА встраиваются в аппаратуру или придаются ей. Они выполняются на интегральных схемах (ИС) с использованием ЭВМ. Перспективным считается метод разработки САК, получивший название «автоматический системный самоконтроль» (АСС) [16]. Согласно основному принципу АСС, контрольное оборудование должно проектироваться одновременно с действующими элементами аппаратуры на каждом этапе разработки радиоэлектронной системы.

По такому методу в США разрабатывается система контроля оборудования космических кораблей, которые могут работать без вмешательства человека многие годы [17]. Цель работы заключается в создании для космических кораблей бортовой ЭВМ,не требующей ухода в течение 10 лет. Все основные операции по обнаружению ошибок выполняет ЭВМ. По данным управляющего диагностического блока включается необходимый резерв. Все блоки выполняются на интегральных схемах. Однако существующие схемы построения систем контроля имеют ряд недостатков, которые иногда не позволяют обеспечить высокуюдостоверность и эффективность контроля.

Основными недостатками современных САК являются [1]:

большая сложность;

ограниченность логических операций;

низкая надежность;

недостаточная помехоустойчивость;

отсутствие возможности самообучения.

В связи с этим проводятся большие работы по исследованию возможности, с одной стороны, упрощения систем контроля и повышения их надежности, с другой стороны — расширения логических операций САК и повышения точности измерений.

Упрощение системы контроля может быть достигнуто в результате системного подхода к разработке основной и контрольной аппаратуры, для чего применяется описанный выше метод АСС. С целью повышения надежности современные САК выполняются на высоконадежных элементах (интегральных схемах, трансфлюксорах, параметронахит.д.). Исследуется возможность использовать для передачи информации неэлектрические сигналы с тем, чтобы повысить устойчивость систем к внешним электромагнитным воздействиям.

Так, например, в последнее время были созданы системы контроля, в которых передача и логическая обработка информации осуществлялись с помощью света. Кроме того, исследуются возможности построения систем контроля на основе пневМОНИКИ. Предполагается внедрение методов контроля по уровню инфракрасного излучения (ИК) Измерение ИК электронных схем позволяет обнаруживать такие дефекты, которые при обычных методах контроля не выявляются [18]. . Перспективным считается метод контроля, использующий изменение параметров ее математической модели, проводимое до совпадения ее характеристик с выходными характеристиками реальной аппаратуры.

Основное достоинство указанного метода — отсутствие необходимости в дополнительных контрольныхточках[19]. В последние годы были начаты исследования по выяснению возможностей создания систем контроля на принципах нейрокибернетики с использованием электрических моделей нейронов. Полученные результаты показывают, что это позволит значительно расширить логические возможности систем и создать самообучающиеся системыконтроля. В настоящее время ведутся разработки универсальных САК на базе унифицированных функциональных блоков, которые могут быть приспособленыдля проверки различных классов аппаратуры. Намечаются новые области применения САК. Например, предполагается создание аппаратуры для измерения и индикации параметров психологического состояния летчика на борту сверхзвукового пассажирского самолета [20]. Системы автоматического контроля станут неотъемлемой частью самоорганизующихся систем, в которых они будут выполнять функции непрерывного диагностирования и саморемонта, а при наличии неустранимого отказа ‘выбирать оптимальный режим функционирования аппаратуры.с ухудшенными характеристиками.

ЛИТЕРАТУРА

1. М. Д. Лебедев. Состояние и развитие автоматических систем контроля. Энергия, М.-Л., 1967.

2. В. А, Долгов. Встроенные автоматизированные системы контроля. Энергия, М.-Л. 1968. 77

3. Основы эксплуатации радиоэлектронной ‚аппаратуры. Под ред. В. Ю. Лавриненко. Высшая школа. М., 1968:

4. Автоматизация радиоизмерений. Под ред. В. П. Балашова. Советское . радио, 1966.

5. Введение в техническую диагностику. Под ред. К. Б. Карандеева. Энергия, М., 1968.

6. В. В. Сомик, Н. Г. Коньков. Автомат проверяет самолет и ракету. М.., Воениздат, 1967.

7. Электрические методы. автоматического контроля. Нод ред. К. Б. Карандеева. Энергия, М.-Л., 1965.

8. В. К. Бурцев, Д. В. Свичарник. о надежности и эффективности систем автоматического контроля и регулирования. Приборостроение, № 6, 1963.

9. Б. В. Вабильев,Б. А.Козлов, Л. Г. Ткаченко. Надежность и эффективность радиоэлектронных устройств. Советское. радио, 1965.

10. А. С. Касаткин, И. В. Кузьмин. Оценка эффективности автоматизированных систем контроля. Энергия, 1967. И. В.А;

11 Луцкий. Расчет надежности и эффективности ‘радиоэлектронной аппаратуры. Изд. АН УССР,Киев, 1963.

12. Ремонтопригодность радиоэлектронной ‚аппаратуры. Сб..пер. под ред. О. Ф. Пославского. Советское радио, М., 1964.

13. Элементы автоматических систем контроля. Под ред. П. И. Кузнецова. Энергия, М.Л. 1967. :

14. Автоматическая проверка оборудования самолетов и ракет. Сб. статей под ред. В. А. Боднера. М. ИЛ., 1962.

16. Электроника (пер. с англ.), 1968, т. 41, № 10, стр. 11—19.

17. Электроника (пер. с англ.), 1967, т, 40, №18, стр. 49.

18. Электроника (пер. с англ.), 1967,т. 40, № 7, стр. 16—38.

19. Электроника (пер. с англ.), 1967, т. 40 №1, стр. 83—86.

20: Электроника (пер.с англ.), 1968, г. 41, №9, стр. 23—32.

Анализ данных, представленных в статье про классификация ошибок, подтверждает эффективность применения современных технологий для обеспечения инновационного развития и улучшения качества жизни в различных сферах. Надеюсь, что теперь ты понял что такое классификация ошибок, отказы, сбои, неисправностей в электроаппаратуре и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Диагностика, обслуживание и ремонт электронной и радиоаппаратуры