Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования 7
1.1 Причины снижения надежности транспортных средств 7
1.2 Диагностирование как способ получения информации о техническом состоянии грузовых автомобилей и повышения их надежности
1.3 Оценка системы технического обслуживания с точки зрения обеспечения работоспособности грузовых автомобилей и их надежности
1.4 Анализ и перспективы развития бортовых систем контроля и диагностики транспортных средств
1.5 Цель и задачи исследований
Глава 2 Теоретическое обоснование структуры и функционирования системы самодиагностики 2.1 Отказ как предпосылка формирования системы самодиагностики
2.2 Формализация системы самодиагностики
2.3 Архитектурная топология системы самодиагностики
2.4 Обеспечение функционирования системы самодиагностики для грузовых автомобилей
2.4.1 Реализация принципа распределенности приоритетных модулей в структуре системы самодиагностики
2.4.2 Обслуживания заявок в системе самодиагностики
2.4.3 Трансформация данных о техническом состоянии грузового автомобиля в системе самодиагностики
2.4.4 Обеспечение информационной достоверности в системе самодиагностики
2.4.5 Обеспечение комплексного непрерывного функционирования системы самодиагностики
Глава 3 Программа и методика проведения исследований
3.1 Программа и общая методика
3.2 Обоснование выбора объектов исследований
3.3 Методика экспериментальных исследований
3.4 Методика определения основных показателей, характеризующих надежность объектов исследований
Глава 4 Анализ результатов исследований
Глава 5 Технико-экономические показатели применения системы самодиагностики для грузовых автомобилей
Общие выводы
Литература
- Диагностирование как способ получения информации о техническом состоянии грузовых автомобилей и повышения их надежности
- Анализ и перспективы развития бортовых систем контроля и диагностики транспортных средств
- Реализация принципа распределенности приоритетных модулей в структуре системы самодиагностики
- Методика экспериментальных исследований
Введение к работе
Актуальность темы. Уровень надежности грузовых автомобилей во многом определяет своевременность и качество выполнения транспортно-экспедиторских функций различных предприятий нашей страны. Основным транспортным средством, активно эксплуатирующимся при грузоперевозке, а также в других сферах, являются грузовые автомобили МАЗ и MAN. Наработка до капитального ремонта указанных автомобилей может варьироваться в достаточно широких пределах в зависимости от условий эксплуатации и других факторов. Таким образом, долговечность, а, следовательно, и ресурс, заявленный заводом-изготовителем, в большинстве случаев реализуется далеко не в полной мере - надежность объектов является неудовлетворительной. Увеличение показателя наработки на отказ и наработки до капитального ремонта позволит автомобилям дополнительно выполнить значительный объем работ по транспортировке грузов. Следовательно, возникает необходимость применения механизмов оперативного контроля за техническим состоянием автомобиля в целом. Поэтому актуальность исследований в данном направлении не вызывает сомнений.
Цель работы - повышение надежности грузовых автомобилей посредством применения системы эксплуатационной самодиагностики, обеспечивающей мониторинг его систем и предупреждающей возникновение отказов различных групп сложности.
Задачи работы:
осуществить анализ существующей системы технического обслуживания и ремонта машин, а также бортовых систем контроля и диагностики транспортных средств (ТС) с позиции обеспечения необходимого уровня надежности подвижного состава;
выявить оптимальный способ повышения надежности ТС;
определить принципы организации и осуществить теоретическое обоснование структуры и функционирования системы самодиагностики;
экспериментально подтвердить влияние бортовой системы контроля и диагностики на показатели надежности объектов исследований;
осуществить технико-экономическую оценку результатов исследований.
Объект исследования - автомобили MAN, используемые при транспортировке грузов для ЗАО «Тандер».
Предмет исследования: закономерности, принципы построения и функционирования бортовых систем диагностирования технического состояния грузовых автомобилей.
Методы исследования: теоретические (исследование систем управления и системный анализ, надежности, комбинаторики, автоматического управления), статистические (математическая статистика и моделирование, дифференциальное и интегральное исчисление), а также требования к комплекта-
ции систем на процессорной основе, локальных передающих сетей. Эксплуатационные исследования грузовых автомобилей MAN с различной наработкой в ЗАО «Тандер».
Научная новизна заключается в следующем:
выявлено перспективное направление в формировании диагностических систем, позволяющее уменьшить количество отказов и повысить общий уровень надежности грузовых автомобилей;
разработан способ мониторинга функционирования грузового автомобиля и структура бортовой системы самодиагностики, предусматривающая возможность вариации исполнения в зависимости от модели и марки ТС;
определены принципы и алгоритмы функционирования, обеспечивающие оперативность работы системы самодиагностики, а также исключающие возможность потери информации внутри системы;
выявлена степень влияния систем бортовой диагностики на надежность грузовых автомобилей.
Практическая ценность:
- разработанный способ мониторинга работы грузового автомобиля
обеспечивает постоянное получение и интеллектуальную обработку инфор
мации о текущем состоянии всех его систем, что положительно сказывается
на надежности объекта;
- разработанная структура и алгоритмы функционирования системы са
модиагностики позволяют предупредить появление отказов различных групп
сложности грузовых автомобилей и наиболее полно реализовать ресурс, за
ложенный заводом-изготовителем, а также предусматривают возможность
применения на ТС, используемых в различных сферах производства.
На защиту выносится:
способ мониторинга состояния грузовых автомобилей с использованием бортовой самодиагностики;
теоретическое обоснование структуры и функционирования системы самодиагностики, а также принципы ее организации;
результаты обработки статистической информации о показателях надежности объектов исследований.
Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены и получили одобрение на международной научно-практической интернет-конференции ОрелГАУ (2008 г., 2009 г., 2010 г.); международной научно-практической интернет-конференции ОрелГТУ (2008 г.); международной научно-практической конференции КГСХА (2009 г.); научно-технической конференции ГОСНИТИ (2009 г.); международной выставки-интернет-конференции ОрелГАУ (2009 г.)
Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 печатных работ, в том числе 6 рекомендованных ВАК для публикации материалов кандидатских диссертаций.
Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений, изложена на 163 страницах машинописного текста, включает 13 таблиц, 50 рисунков и библиографический список из 146 наименований, из них 25 на иностранном языке.
Диагностирование как способ получения информации о техническом состоянии грузовых автомобилей и повышения их надежности
Постоянное усложнение технических объектов и рост степени автоматизации процесса управления делают основной проблему оптимальной организации эксплуатации сложных технических объектов, в том числе и автотранспорта. Особую роль при этом отводят определению технического состояния транспортных средств (ТС), которое в процессе эксплуатации непрерывно изменяется под действием внешних и внутренних факторов.
Исследованием этих факторов, а также выявлением степени их влияния на МЭС занимались многие ученые, в том числе Архипов B.C., Вельских В.И., Боуден Ф.П., Величкин И.Н., Григорьев М.А., Дидманидзе О.Н., Кузнецов Е.С., Мигаль В.Д., Михлин В.М., Никитин Е.А., Новиков А.Н., Пучин Е.А., Селиванов А.И., Халфин М.А., Черноиванов В.И., Франк П.М. [3, 6, 7, 21, 22, 38, 58, 73, 74, 77, 78, 95, 110, 117, 131].
Анализируя работы этих и других ученых можно выделить внешние и внутренние факторы. К первым относятся климатические, физико-химические свойства почв, а также уровень технического обслуживания и ремонта (эксплуатационные факторы). Так, несвоевременное или неправильное регулирование соединений, несвоевременная замена смазочного материала или изношенных деталей, недостаточный крепеж составных частей значительно увеличивают динамические и температурные нагрузки на составные части, что приводит к повышению интенсивности их изнашивания, вибрации, дисбаланса вращающихся деталей и т.п. Это в свою очередь ухудшает свойства рабочих жидкостей и значительно сокращает ресурс составных частей автомобилей, тем самым снижается надежность ТС в целом.
К внутренним (конструктивно-технологическим) факторам отнесем уровень проектирования машин, качество изготовления комплектующих. Одно именные детали и соединения, как правило, имеют в определенных пределах различную твердость трущихся поверхностей, шероховатость, первоначальные зазоры и натяги. Качество сборки и обкатки на предприятиях — изготовителях также не одинаково.
Кроме перечисленного также необходимо отметить влияние на ресурс таких факторов как качество топлива, смазочных материалов и технических жидкостей, а также квалификацию и накопленный опыт операторов ТС, их умение анализировать и своевременно реагировать на изменение технического состояния машин.
В результате комплексного или единичного воздействия факторов на объект значительно быстрее ухудшаются его технико - экономические показатели: снижается мощность, увеличивается расход топлива, смазочных материалов и технических жидкостей, и, как следствие, увеличение числа отказов и простоев, снижение надежности ТС.
Причинами возникновения отказов у работающих машин является появление тех или иных неисправностей у деталей. По его классификации все виды неисправностей различных деталей можно свести к следующим группам:
Процесс развития неисправностей первых трех видов протекает постепенно. Развитие этих неисправностей вызывает старение деталей, в конечном итоге приводящее к их выходу за предельное состояние. Последний же вид неисправностей возникает внезапно и является следствием действия на деталь сверхрасчетных нагрузок. Все это в итоге влияет на уровень надежности автомобиля.
Согласно ГОСТ, надежность - это свойство объекта (детали, сборочной единицы, машины, агрегата, системы) выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных показателей качества в заданных пределах. [34] Надежность является комплексным свойством для любого объекта, включающим четыре свойства: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. В соответствии с ГОСТом долговечность объекта оценивается ресурсом, т.е. суммарной наработкой объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до наступления предельного состояния. Этот параметр приводится в нормативно - технической документации и стендовой (рекламной) информации.
Но предприятия - изготовители, ссылаясь на понятие «ресурс» фиксированное ГОСТ, не гарантируют заявленную наработку.
Учитывая тот факт, что автомобили одной марки всегда в какой-либо степени отличны друг от друга по своим исходным характеристикам, и что условия эксплуатации машин одной и той же марки весьма разнообразны, фактический ресурс определяется случайной величиной.
Поэтому необходимо разграничить понятия заявленного и фактического ресурса. Под понятием «заявленный ресурс» следует понимать наработку, заложенную заводом - изготовителем, а под определением «фактический ресурс» - реальную наработку до перехода в предельное состояние. Еще одной причиной обособления является существенное, до 25 %, различие параметров этих показателей для автомобилей. [71]
Наработку объекта до наступления предельного состояния (до возникновения потребности в капитальном ремонте или до списания) целесообразно прогнозировать на основе оценки состояния и темпа изменения контролируемых параметров.
Прогнозирование потребности объекта в ремонте позволяет еще до наступления отказа выполнить регулировочные работы, подготовить объект для текущего ремонта и выполнить его при оптимальном пробеге. Определить потребность в текущем ремонте можно по экономическому или техническому критериям, а также по изменению технического состояния данного объекта. Прогнозирование технического состояния есть научно обоснованное определение с известной вероятностью наработки (пробега), по истечении которого диагностируемый параметр или эксплуатационный показатель достигнет заданного значения. С целью предугадать изменения технического состояния необходимо знать закономерность изменения критерия состояния в зависимости от пробега автомобиля и результаты диагностирования при разной наработке конкретного узла или агрегата.
Как известно полный процесс прогнозирования включает в себя три этапа: ретроспекцию, диагностирование и прогноз. Начальный этап заключается в исследовании процесса изменения параметров состояния объекта в прошлом. При диагностировании фиксируются номинальные, допускаемые и предельные значения параметров, измеряются их текущие значения. На заключительном этапе осуществляется прогноз состояния объекта, в результате анализа которого выносится конкретное решение об осуществлении тех или иных воздействий на объект. [65]
Прогнозирование базируется на диалектическом методе - изучение процесса во всей его сложности и многообразии форм. В этой связи прогноз как форма будущих свершений достоверен в той степени, в которой достоверен результат изучения процесса на начальных его этапах.
Проблематика достижения заявленного значения ресурса заключается в сложности его предсказания, а также в отсутствии официально закрепленного термина в нормативно-технической документации. Следовательно, юридической основы данного понятия не существует. Поэтому предприятия-изготовители, назначая заявленный ресурс, могут варьировать его значения, не боясь юридической ответственности за свои «заявки». Такое явление выгодно лишь с маркетинговой точки зрения, а не со стороны эксплуатирующих технику организаций и компаний, которые становятся заложниками сложившейся ситуации, когда объект существенно не дорабатывает до обозначенного значения ресурса. Учитывая индивидуальные особенности автомобилей одинаковых марок (в том числе и грузовых автомобилей), процент
Анализ и перспективы развития бортовых систем контроля и диагностики транспортных средств
Диагностирующие системы позволяют без проведения разборочных работ определять состояния тех или иных узлов, механизмов ТС. Системы автоматического управления служат гарантом обеспечения курсовой устойчивости при непосредственной эксплуатации машинно-тракторных агрегатов.
Развитие информационных систем началось с применения измерителей загрузки ДВС. Отечественной разработкой является универсальная информационная система (УИС), осуществляющая контроль за показателями действительной скорости движения, буксования движетеля и пройденного пути.
Список контролируемых показателей современных информационных систем значительно шире. Кроме этого, необходимым компонентом таких систем стала глобальная система позиционирования GPS. Можно отметить систему МИРКОМ-200 на основе операционной системы Windows 5.ОСЕ Pro с диапазоном рабочих температур от -40С до +70С. Фиксируемая системой информация может быть использована для анализа не только на текущем МЭС, но и переносится на другие платформы посредством технологий Bluetooth, USB и других НиВ-разветвителей.
Также существуют информационные системы непосредственного единичного контроля или «Single Type System» (STS). Зарубежные разработчики STS представлены фирмами Agrotronic (Франция), Timken (Великобритания), Sky Eye, Linetronic (США). [105] Из отечественных разработок отметим систему СДМ, осуществляющую учет израсходованного дизельного топлива за любой промежуток времени, участок пути, технологическую операцию. Применение данной системы позволило уменьшить эксплуатационные затраты топлива на 10 - 15% на каждую единицу техники.
Первой советующей системой в нашей стране было автономное устройство «Советчик» на базе микропроцессора. [105] Советующие системы предлагают также и зарубежные фирмы Datatronic, Spartronic. Такие системы информируют оператора о целесообразности изменения режима работы ДВС по результатам измерения текущих значений нагрузки и частоты вращения ко ленчатого вала. Современные системы советующего типа оснащены речевым выводом информации. Типичным представителем является система «Warning Speaker», информирующая оператора об изменении порядка 30 показателей (температура двигателя, уровень тормозной жидкости, давление масла, напряжение бортовой сети и другие).
Основным требованием к управляющим системам являются достоверные алгоритмы, учитывающие взаимосвязь различных показателей. Наиболее распространенными являются электронные системы автоматического управления (ЭСАУ) фирмы Bosch. Применение данных систем необходимо для удовлетворения высоких требований по экологичности, топливной экономичности, эксплуатационным характеристикам, удобству обслуживания и диагностики, предъявляемым к современным машинам законодательно и непосредственно потребителями. К системам автоматического управления относят также навигационные системы. На базе ЭСАУ разработана и широко применяется гироскопическая система VDS для повышения курсовой устойчивости ТС в сложных условиях движения. Система VDS работает по принципу запрограммированного под нештатные условия движения совместного воздействия на крутящий момент ДВС и на антиблокировочную систему тормозов ABS, чем исключается боковой увод агрегата при поворотах.
Таким образом, бортовые системы стали неотъемлемой составляющей электронного оснащения ТС. Прежде недооценивавшиеся, они рассматривались как побочный результат внедрения наиболее сложных микропроцессорных систем управления, а в последнее время стали одним из центральных направлений компьютеризации подвижного состава. Микропроцессорным бортовым средствам отводится задача мониторинга технического состояния агрегатов, узлов, систем и автомобиля в целом. В результате формируются рекомендации о целесообразности дальнейшей эксплуатации или проведения ТО, ТР или мелкого ремонта самим оператором в рамках ЕТО.
Современные бортовые системы можно классифицировать как смешанные или комбинированного типа. Их подразделяют на: - системы контрольных точек, обеспечивающие вывод сигналов на внешние средства диагностирования;
- бортовые системы контроля для допускового контроля параметров функционирования и технического состояния с выводом результатов на дисплеи в кабине оператора;
- системы диагностирования, функционирующие комплексно со стационарными информационно-управляющими центрами.
Такие системы служат для косвенного обобщенного контролирования работоспособности узлов и агрегатов с фиксацией результатов в бортовой накопитель для последующего прогнозирования и учета ресурса и наработок узлов, корректирования режимов ТО стационарными ЭВМ.
Диагностирование только с помощью внешних средств не обеспечивает предотвращения эксплуатации объекта с неисправностями, внезапных отказов, оптимизации выбора режима движения и проведения ТО и ТР. Оно не устраняет накопления неисправностей на межконтрольном пробеге, так что в среднем более 30% подвижного состава эксплуатируются с такими неисправностями. Ухудшение технического состояния является основной причиной возникновения отказов разной сложности, что негативно сказывается на надежности техники.
Имеющиеся в настоящее время разработки показывают целесообразность диагностирования встроенными средствами ДВС и узлов, основных функциональных качеств ТС по функциональным параметрам агрегатов, а также обобщенных показателей работоспособности важнейших сборочных единиц.
При насыщении автомобилей электроникой устанавливаемые на бортовые системы устройства все чаще объединяют на микропроцессорной основе в единое целое с другими устройствами контроля (маршрутным компьютером, электронной панелью, указателем целесообразности переключения передач и других) и связывают с автоматическими регуляторами (впрыска, зажигания, работой трансмиссии и т.д.). Подобные связи возникают как при использовании общих конструктивных элементов фиксации рабочих параметров одновременно для нескольких компонентов, так и при выполнении функции обработки, отображения и накопления данных общими для них блоками.
Для поэлементной проверки, определения характера неисправностей и поиска отказавших элементов микропроцессорные системы управления оснащаются средствами коннектинга вторичных переносных приборов. Однако такие системы в комплексе со вторичным оборудованием следует относить к внешним средствам диагностирования со всеми присущими им возможностями.
Многообразие функциональных возможностей, аппаратурного построения и форм выдачи результатов отражает классификация бортовых средств диагностирования по функциональным и структурным признакам (рисунок 1.6).
Реализация принципа распределенности приоритетных модулей в структуре системы самодиагностики
Обеспечение информационной достоверности, рассмотренное в предыдущем параграфе, не является единичным важным аспектом для системы самодиагностики грузовых автомобилей. Еще одним важным требованием является быстрота и надежность передачи информации, обуславливающая эффективность функционирования РИКОСС. Т.е. уменьшение потерь пропускной способности и тем самым обеспечение более высокого качества использования имеющихся системных ресурсов. При использовании пакетной коммутации в рамках РИКОСС неизбежны сложные явления (потоки информации сопровождаются существенными случайными флуктуациями - «пачеч-ностью» трафика и наличием интервалов), исследование которых может быть проведено в рамках теоретико-вероятностных подходов. Кроме среднего значения скорости передачи данных, необходимо учесть и ее пиковое значение. В результате возникает необходимость наличия значительных запасов по пропускной способности, что может привести к нерациональному использованию ресурсов РИКОСС. Объяснения этому заложено в специфике построения системы самодиагностики. Сама конфигурация системы включает в себя узлы, в которых расположены устройства, обеспечивающие требуемые маршруты прохождения пакетов данных. Вследствие лимитированного объема внутренней памяти таких устройств возможно возникновение очередей, часть пакетов может быть даже потеряна, что приведет к необходимости их повторной передаче. Все это способно вызвать дополнительные временные задержки, что повлияет на быстродействие РИКОСС. Из-за нерегулярного влияния при передаче информации этих факторов поведение системного трафика принимает случайный характер.
Координация взаимодействия всех ресурсов РИКОСС для ТС (и для грузовых автомобилей в частности) обеспечивается комплексом программных средств (блоком протоколов). Наряду с многочисленными функциями по сбору информации, анализу и контролю за состоянием систем грузового автомобиля, формированию соответствующих команд управления сетевым взаимодействием, необходимо выполнение функций управления трафиком для экономной и эффективной передачи пакетов данных, управления их очередями и предотвращения тупиковых ситуаций как то переполнения буферов в промежуточных узлах РИКОСС, а также учесть тип протокола коммутации и коммутируемых устройств (внутренние модули или соединение внутреннего и внешнего модулей).
Рассмотрим оба варианта транзакций. Транзакции между двумя внутренними модулями определяют характер прохождения трафика как приращения точечного процесса. При формализации задачи упомянутые ранее случайные флуктуации скорости передачи данных для стационарного процесса приращений (отсчетов) Х„ точечного процесса характеризуются математическим ожиданием где v - средняя скорость (интенсивность) точечного процесса; Т - интервал заданной длительности; к - число интервалов Г, на которые разнесены отсчеты. Управление информационными потоками между двумя модулями осуществляется на основе прогноза приращений точечного процесса, реализуемого посредством протокола UDP (User Datagram Protocol) и его модификаций.
Пусть из двух модулей в системе самодиагностики і -ый модуль является источником, a j -ый модуль - приемником. Предположим, что интенсивность потока (пропускная способность участка сети между і и j модулями) определяется очередью в модуле у, возникшей, из-за лимитированного объема памяти буфера в этом модуле, низкой интенсивностью разгрузки этого буфера, из-за прибывающих в этот модуль пакетов с других комплектующих системы самодиагностики и т.д. В связи с этим интенсивность потока информации от модуля і к модулю j понижается, а в случае переполнения буфера в модуле у передача информации прекращается, что сопровождается потерей части пакетов данных. Для предотвращения полной потери пропускной способности необходимо регулировать уровень загрузки данного буфера. Для этого необходимо воспользоваться оптимальными прогнозируемыми оценками приращений точечного процесса. Полагаем, что на рассматриваемом участке системы самодиагностики практически точно измеряется число отсчетов за время (tn ;t„).
Одновременно осуществляется прогноз на некотором интервале упреждения кТ на основании формулы
Если величина прогноза оказывается больше порога зависящего от уровня загрузки буфера и определяемого адаптивным алгоритмом, то по сигналу обратной связи интенсивность генерации с модуля /уменьшается на величи ну, зависящую от уровня загрузки буфера и значений оценок прогноза. Хотя скорость передачи данных из-за этого на участке несколько снизится, но в связи с сохранением процесса передачи информации и уменьшением числа потерянных пакетов данных удастся в среднем уменьшить потери в пропускной способности конкретного соединения. В случае сохранения пропускной способности целесообразно по сигналу доступные ресурсы бортовой сети грузового автомобиля перераспределить в пользу конкретного участка соединения.
В процессе транзакции между внутренним и внешним модулями соединение подчиняется протоколу TCP (Transmission Control Protocol). Пропускная способность со стороны источника в фазе медленного старта определяется текущим окном перегрузки, равным числу разрешенных к передаче пакетов до прихода пакетов подтверждения. На рисунке 2.21 рассмотрен процесс формирования и эволюции окна перегрузки размера Wi для соединения источник - приемник, в соответствии с функционированием TCP, где г - номер шага фазы медленного старта.
Методика экспериментальных исследований
Алгоритм работы канала, приведенный на рисунке 2.27, иллюстрирует один цикл передачи без учета возможного выполнения контроллером служебных команд, получаемых из подсистемы, типа «Останов», «Безусловный переход». Контроллер инициализирует поток поступающих сообщений с различной глубиной и использует различные способы восстановления связи при обнаружении сбоев. Типичным вариантом является повторная инициализация, которая используется для устранения наиболее частых сбоев случайного характера. При наличии повторных сбоев целесообразна передача управления программе процессора подсистемы через прерывание.
Управляющая информация представляется как в формате КС стандарта, так и в виде слов управления, содержащих дополнительные поля (поле, типа обмена, код числа повторов, адрес данных в ОЗУ).
ОС могут автоматически передаваться в подсистему. Используя резервные ЛПИ, КК может осуществлять по ним повторные передачи в случае обнаружения сбоев или неисправности в основном канале.
Поступающие в КК ОС подвергаются контролю на достоверность (проверка правильности формы и полярности синхроимпульса, четности слов и достоверность кодировки). В случае обнаружения в ОС установленных разрядов (за исключением ответов на команды «Передать ОС» и «Передать последнее КС») контроллером могут быть выбраны ситуации, означающие сбой при обмене («Ошибка в сообщении» при обмене КК - ОУ). Возможно неправильное сочетание разрядов ОС, то есть одновременная установка двух и более разрядов. В таком случае целесообразна попытка повторного обмена.
При контроле достоверности массива информационных слов помимо контроля числа поступающих слов и их достоверности необходим контроль непрерывности передачи массива. В этом случае целесообразно использование «эхоконтроля» передачи. Передаваемые в канал слова одновременно контролируются декодером КК на достоверность. Использование такого «эхоконтроля» позволит не только осуществить проверку исправности кодирующей и декодирующей аппаратуры самого КК, но и получить информацию о текущем состоянии ЛПИ. Ошибка по «эхоконтролю» может означать появление помехи или неисправность ЛПИ. В таком случае целесообразно осуществить попытку повторной передачи или перейти на резервную ЛПИ. Перед выдачей в канал КС, КК может осуществить прослушивание ЛПИ на наличие помех или их генерации. Полная дешифрация установленных разрядов состояния ОС осуществляется управляющим процессором КК. Установка определенных разрядов может вызвать переход в программе КК. Так, при обнаружении разряда «Запрос на обслуживание» может быть осуществлен переход на подпрограмму обслуживания данного ОУ.
Алгоритм, представленный на рисунке 2.27, не учитывает реакцию Контроллера на обнаружение установленного в ОС разряда «Подсистема занята». Если ОУ установило этот разряд в ответ на команду передачи массива данных, информационные слова не будут выданы вслед за ОС, но контроллер не воспринимает эту ситуацию как ошибку обмена. В таком случае повторная передача в данное ОУ не имеет смысла до освобождения его подсистемы.
Согласно [103] все сообщение считается недостоверным и бракуется, если обнаружена ошибка хотя бы в одном информационном слове. Существуют два варианта передачи слов данных в подсистему. В первом случае слова транслируются в подсистему по мере их поступления в ОУ, а сигнал, определяющий их достоверность, выдается после приема последнего слова. В этом случае в подсистеме необходимо предусмотреть средства, позволяющие блокировать использование недостоверной информации. В другом случае необходимо использовать в качестве буфера стека типа FIFO (first in - first out) на 32 слова. Тогда в подсистему будут транслироваться только достоверные данные.
Помимо этих случаев возможна и другая ситуация, когда передача информационных слов в подсистему не будет осуществляться. Это наличие разряда «Подсистема занята». В данном случае, получив ОС, контроллер должен обратиться в данное ОУ после некоторой паузы. Получив достоверное КС, ОУ сбрасывает все разряды ОС, а затем вновь устанавливает их, если причины, вызывавшие их установку, сохранились.
Наиболее сложен режим передачи информации между двумя ОУ. В этом случае ОУ, принимающее информацию, должно контролировать паузу между КС и ОС передающего терминала и анализировать само ОС. Кроме того, ОУ может анализировать такие разряды ОС как «Неисправность терминала», «Неисправность подсистемы», «Ошибка в сообщении» и «Подсистема занята». Два первых разряда несут информацию о возможной недостоверности передаваемых данных. Принимающее ОУ определяет возможность передачи такого рода данных в подсистему.
Для устранения возможной генерации помех ОУ предусматривает возможность автоматической блокировки передатчика после определенного времени непрерывной передачи в канал по команде КК, то есть отключение ОУ от данной ЛПИ. Однако в таком случае сбой в схеме управления может привести к тому, что ОУ отключится от всех ЛПИ и установить терминал в рабочее состояние со стороны КК будет невозможно. Для устранения подобной ситуации целесообразно использование команды «Установить исходное состояние», при получении которой по заблокированной шине ОУ снимает блокировку передатчика.
Алгоритм функционирования канала, а также его возможные вариации полностью удовлетворяют требованиям стандартов и особенностям РИ-КОСС. Таким образом, применение описанного выше канала межмодульного обмена информацией обеспечивает трансляцию информации с необходимой скоростью, что является оптимальным вариантом для системы самодиагностики грузовых автомобилей.
Линейная топология канала идеально подходит для распределенных компонентов ТС по причине минимального количества связей, что экономит массу и габариты РИКОСС, а также простоты конструкции и ТО. Кроме этого повышается гибкость: при такой топологии легко подключать новые модули или исключать уже имеющиеся. Надежность канала обеспечивается дублированием шины, то есть возможностью осуществлять автоматическое переключение на резервную шину при отказе основной.
Похожие диссертации на Повышение надежности грузовых автомобилей путем применения системы эксплуатационной самодиагностики
