200632. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagymegbízhatóságú diagnosztikai rendszerhez, elsősorban erőművi alkalmazásra
1 HU 200632 A 2 A kritikus esemény bekövetkezése, s ennek megfelelően a 7 tranziens rögzítő stop-triggerelése bekövetkezhet:- a 6 diagnosztikai számítógép kezelőjének kézi vezérléses kezdeményezésére;- a 6 diagnosztikai számítógépen futtatott algoritmus hatására, ha az adatállományon az algoritmus által kritikusnak ítélt változás észlelhető vagy periódikusan ismétlődő lekérdezés következik és- a 8 többségi szavazó logika kezdeményezésére. A 8 többségi szavazó logika a diagnosztikai rendszer egyéb elemeinél nagyságrendekkel egyszerűbb felépítésű olyan eszköz, amely több, egymástól független, redundáns módon egymáshoz rendelt, különböző természetű fizikai jellemzőt figyel, és jelzést ad bármelyik jellemző megváltozásakor, azaz a szavazás egyhangúságának megszűntekor. A 8 többségi szavazó logika jelzés kiadásával együtt a többségben levő bemenetek állapotát, mint meghatározó állapotot is továbbítja. A 8 többségi szavazó logika fejlettebb változatai periódikus jelleggel öntesztet is végeznek, sőt a kisebbségbe került, azaz a szavazásban alulmaradt bemenetet automatikusan egy tartalék bemenetre cserélik le. A 8 többségi szavazó logika teszi lehetővé tehát a diagnosztikai rendszeren belül az események kritikus megváltoztatásának a nagy megbízhatóságú detektálását, és kezdeményezi a 6 diagnosztikai számítógépen keresztül a 7 tranziens rögzítőnél a rögzítés megállítását és a múltbeli események részletes analízisének indítását. A 8 többségi szavazó logikával foglalkozó széles szakirodalomból megemlítjük a felépítést tárgyaló Tóthmátyás István - Rosta Miklós: Irányítástechnikai elemkészlet elsősorban erőművi alkalmazásra. Műszerügyi és Méréstechnikai Közlemények 1988.2. 5-8 oldal és Tomohiro Yoneda és mások: Fault Diagnosis and System Reconfiguration of Fault-Tolerant System with Majority Voting, Systems and Computers in Japan, 1985. 1. 9-17. oldal című cikkeket. A 8 többségi szavazó logika egyik lehetséges kivitele a bemenetek ellenőrzését végző egységet és az öntesztet végző egységet tartalmazza. A bemenetek ellenőrzését végző egység hatásláncban sorbakapcsolt olyan kapcsoló hálózatból, többségi logikából és kiértékelő logikából áll, melyek mindegyike kis bonyolultságú logikai áramkörökből megépíthető. A bemenetek ellenőrzését végző egységen belüli kapcsoló hálózatra csatlakozik az öntesztet végző egység kimenete, míg a bemenete célszerűen a többségi logika kimeneteivel van összekötve. Az öntesztet végző egység az öntesztet ciklikusan indító digitális számlálóból és órajel-generátorból, valamint kiértékelő logikából és vezérlőből van kialakítva kis bonyolultságú logikai áramkörök felhasználásával. A 9 sokcsatornás analóg adatrögzítő a nagy megbízhatóságú diagnosztikai rendszer harmadik jellegzetes eleme. A 9 sokcsatornás analóg adatrögzítő a múltbeli események elemzésének elsősorban off-line üzemmódban működtetett eszköze. A 9 sokcsatornás analóg adatrögzítő olyan speciális szélessávú, precíziós mérőmagnetofon, amelynek alkalmazhatóságát a 4 multiplexer jelentősen megnöveli. Míg azonban a 7 tranziens rögzítő kvázi real-time jellegű, on-line analízist tesz lehetővé, addig a 9 sokcsatornás analóg adatrögzítő ugyan jóval nagyobb adathalmazon, de csak utólagos feldolgozásra ad lehetőséget. Figyelembe véve azonban, hogy egy nagyteljesítményű turbina tönkremenetele általában hosszúidejű, több éves elhasználódás eredménye, megállapíthatjuk, hogy egy több éves időszakban végbemenő folyamat elemzése szempontjából a 9 sokcsatornás analóg adatrögzítő által nyújtott, és off-line üzemmódban digitalizált, valamint a diagnosztikai rendszerbe bejuttatott információk a diagnosztizálandó technológia és/vagy gép szempontjából kellő gyakoriságú és nagypontosságú mintavételes információ-gyűjtés alapját képezik. Különösen igaz ez akkor, ha a diagnosztika során időnként tesztjeleket gerjesztünk, és ezen tesztjelek jellemzőit a válaszjelekkel egyidejűleg rögzítjük, hiszen így a diagnosztizálandó technológia és/vagy gép átviteli függvényét is meg tudjuk határozni. Sok esetben az 5 intelligens jelprocesszorba beépített analóg előfeldolgozási lehetőségek nem elegendőek, s ezért egy további kiviteli példában a 4 multiplexer és az 5 intelligens jelprocesszor közé olyan 10 programozható analóg előfeldolgozó egység van közbeiktatva, amely a 6 diagnosztikai számítógéppel is össze van kapcsolva. A 10 programozható analóg előfeldolgozó egység olyan több-csatornás berendezés, amelynek csatornái azonos felépítésűek, és mindegyik csatornán belül műveleti erősítőkre épülő programozható szűrők, erősítők, komparátorok és analóg számítástechnikai egységek (összeadok, szorzók, integrálok, különbségképzők, osztók, differenciálók) találhatók. A 6 diagnosztikai számítógép felé a kapcsolatot egy soros és/vagy párhuzamos interfész biztosítja. A diagnosztikai rendszer hatékonysága tovább növelhető, ha egy további kiviteli példában a 7 tranziens rögzítő és a 6 diagnosztikai számítógép közé 11 intelligens spektrum analizátor van közbeiktatva, amely akár egy speciális kiképzésű 5 intelligens jelprocesszor és egy 10 programozható analóg jelfeldolgozó egység kombinációjának is tekinthető. A diagnosztikai rendszer működőképességének ellenőrzését és kalibrálását, valamint a diagnosztizálandó technológia és/vagy gép átviteli függvényének egyszerűsített meghatározását teszi lehetővé a kapcsolási elrendezés egy további kiviteli példája, amelyben a 4 multiplexerhez a 3 kábel rendezőhöz rendelt 12 illesztőn keresztül 13 jeladó van hozzákapcsolva. A 13 jeladó olyan pulzátor, hőforrás, súly stb., amely a diagnosztizálandó technológiára és/vagy gépre általunk mérhető fizikai hatást gyakorol. A kapcsolási elrendezés egy további kiviteli példájában a 6 diagnosztikai számítógép 14 lokális hálózaton keresztül, a 8 többségi szavazó logika pedig közvetlenül 15 felügyeleti rendszerrel van összekapcsolva. A 14 lokális hálózat például egy szabványos NET hálózat, a 15 felügyeleti rendszer pedig egy nagy teljesítő képességű számítógépre alapozott, tudásbázisú rendszer. Ezen kiviteli példa lehetővé teszi a sokoldalú összefüggések feltárását és a téves riasztások veszélyének a kiküszöbölését. Tekintettel arra, hogy a 8 többségi szavazó logika egy további bemenetével még a 6 diagnosztikai számítógépet is megkerülve közvetlenül a 15 felügyeleti rendszerhez csatlakozik, az általunk javasolt kapcsolási elrendezés tehát több szinten tud egyidejűleg s ezáltal igen megbízható módon riasztani. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
