Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Принципы и методы осуществления безопасного управления, контроля и диагностики в современных системах управления объектами железнодорожной автоматики и телемеханики .8
1.1. Анализ принципов и методов безопасного управления, контроля и диагностики объектов железнодорожной автоматики и телемеханики 8
1.2. Обзор существующих систем управления, контроля и диагностики устройств железнодорожной автоматики и телемеханики 14
1.3. Анализ причин отказов стрелочных приводов 18
1.4. Принципы построения систем управления с использованием современных коммуникационных технологий 21
1.5. Постановка задачи диссертации 22
Глава 2. Разработка методов управления объектами железнодорожной автоматики и телемеханики 24
2.1. Разработка модели системы управления объектами ЖАТ и методов безопасного управления 24
2.2. Расчет параметров управляющих воздействий модели схемы управления 40
2.3. Оценка параметров надежности схемы управления объектом ЖАТ 44
2.4. Разработка аппаратно-программного метода повышения безопасности управления объектом ЖАТ 52
2.5. Методы повышения надежности работы микропроцессорных систем 56
2.6. Выводы по главе 58
Глава 3. Разработка методов контроля и диагностики безопасной схемы управления объектами железнодорожной автоматики и телемеханики 60
3.1. Выбор метода контроля и диагностики и построение модели диагностирования схемы управления объектом ЖАТ 60
3.2. Определение множества диагностируемых состояний схемы управления 63
3.3. Построение распознающей системы 67
3.4. Достоверность контроля 75
3.5. Выводы по главе 79
Глава 4. Разработка технических решений узлов схемы управления, контроля и диагностики 80
4.1. Выбор микроконтроллера схемы управления объектами ЖАТ 82
4.2. Техническая реализация управляющей цепи стрелочного электропривода 86
4.3. Техническая реализация узлов съема контрольной и диагностической информации в схеме управления 92
4.4. Организация канала передачи информации между схемой управления объектом и системой управления объектами ЖАТ 94
4.5. Экономическая эффективность системы управления объектами ЖАТ 96
4.6. Выводы по главе 97
Заключение 99
Список использованных источников 101
Приложение 1 109
- Обзор существующих систем управления, контроля и диагностики устройств железнодорожной автоматики и телемеханики
- Разработка аппаратно-программного метода повышения безопасности управления объектом ЖАТ
- Определение множества диагностируемых состояний схемы управления
- Организация канала передачи информации между схемой управления объектом и системой управления объектами ЖАТ
Введение к работе
Основными направлениями развития железнодорожного комплекса являются увеличение пропускной способности и повышение безопасности железнодорожного транспорта. Эти задачи невозможно решить, используя существующие принципы управления и технологии технического обслуживания объектов железнодорожной автоматики.
В этой связи создание и внедрение новых систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) является актуальной научной задачей. Использование достижений современной системотехники позволяет обеспечить более эффективное и безопасное управление перевозочным процессом. Применение микроэлектронной техники в системах управления и контроля позволяет не только улучшить условия труда, но и повысить достоверность оценки технического состояния, снизить расходы на строительство и обслуживание систем.
Основной тенденцией развития информатизации железнодорожного транспорта России является создание технических средств, предназначенных для автоматизации процессов информационного обеспечения систем управления движением поездов.
Опыт эксплуатации первых систем микропроцессорной централизации (МПЦ) на железных дорогах мира показал их эксплуатационные и технические преимущества перед релейными системами. Учитывая быстрые темпы развития и совершенствования микроэлектронной и микропроцессорной техники, снижение ее стоимости, можно утверждать, что с течением времени микропроцессорные системы станут основными системами железнодорожной автоматики. Отметим четыре основных преимущества микропроцессорных систем [1].
При соответствующем подходе к построению микропроцессорных систем управления можно добиться повышения безопасности и безотказности по сравнению с системами, построенными на релейной аппаратуре. Существующие микропроцессорные системы имеют интенсивность опасных и защитных отказов соответственно 1,6-10"10 -5,8-10"12 и 1-Ю"7 - 4,8-10"9 (это более чем в сто раз меньше, чем у существующих релейных систем).
Применение микропроцессорной техники позволяет дополнить систему управления новыми функциями, сделать уровень системы более интеллектуальным.
Принципиальным отличием микропроцессорных систем от релейных является то, что алгоритмы управления реализуются в них программным способом. Это позволяет легко настраивать типовое программное обеспечение для конкретной станции и создавать системы автоматического проектирования. Изготовление и строительство микропроцессорных систем упрощается, так как в них исключается большой объем монтажных работ, неизбежный для релейных систем. Система образуется обычно из типовых вычислительных блоков и имеет малые габариты. Поэтому не нужно строить дорогостоящие посты централизации.
Если с разработкой новых релейных систем наблюдалась устойчивая тенденция увеличения стоимости и расхода дефицитных материалов, то микропроцессорная техника имеет тенденцию постоянного снижения стоимости при одновременном увеличении функциональных возможностей.
Отрицательное воздействие на обеспечение безопасности оказывает так называемый человеческий фактор. Эксплуатационный и обслуживающий персонал по неосторожности или недисциплинированности может вмешиваться в логику работы системы управления объектами, что в свою очередь может привести к опасному отказу системы. Вследствие халатности работников, обслуживающих СЖАТ происходят крушения подвижного состава, сопровождаемые жертвами. Защититься от такого вмешательства можно за счет создания необслуживаемых объектов управления, контроль и диагностика которых происходит автоматически, средствами самой системы управления.
В настоящее время задачи, связанные с созданием надежных микропроцессорных систем управления устройствами железнодорожной автоматики, а также сопряжения этих систем с объектами, находятся на стадии решения. Решить эти задачи возможно путем проведения исследований свойств объектов управления и контроля источников технологической информации.
Одной из особенностей систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи является её пространственная распределенность и большое количество объектов управления и контроля, что требует применения сложных алгоритмов взаимодействия, учитывающих эти факторы.
Для диагностики распределенных систем требуется обработка информации на месте измерения. Это позволит: уменьшить загруженность линий связи, значительно снизить влияние внешних помех, равномерно распределить вычислительные мощности, повысить надежность функционирования системы, легко модифицировать конфигурацию системы и своевременно получать полную информацию о состоянии устройств всем потребителям.
В данной диссертации предложен ряд подходов как к построению систем управления объектами железнодорожной автоматики, так и в безопасном управлении объектами, используя современные технологии в области силовой и микроэлектроники.
Одним из важнейших объектов управления в СЖАТ является стрелка. Отказ в работе стрелки может свести до минимума надежность любой системы централизации и привести к самым тяжелым последствиям.
Принципы и методы управления контроля и диагностики, представленные в диссертации, будут рассматриваться применительно к этому объекту управления, хотя практически без изменений они могут быть перенесены и на остальные объекты железнодорожной автоматики.
Современные стрелочные электроприводы должны гарантированно обеспечивать показатели безопасности движения поездов и быть высоконадежными. Необходимо снижать эксплуатационные затраты на их содержание путем создания необслуживаемых технологий, использования передовых технологий изготовления, современных материалов и новых конструкторских решений.
В настоящее время на сети железных дорог России эксплуатируется около 180 тыс. электроприводов. Накопленный опыт эксплуатации и требования, предъявляемые к надежности и безопасности средств железнодорожной автоматики, показывают, что основная часть применяющихся в настоящее время стрелочных приводов морально и технически устарела и уже не производится, некоторые существуют в единичных экземплярах.
Таким образом, существует большая потребность в разработке методов построения систем управления устройствами железнодорожной автоматики, базирующихся на современной микроэлектронной базе и отвечающих возрастающим требованиям надежности, безопасности и функциональности.
Настоящая работа является частью комплексных исследований в области управления, контроля и диагностики объектов железнодорожной автоматики, проводимых на кафедре «Транспортная связь» Российского государственного открытого технического университета путей сообщения.
Обзор существующих систем управления, контроля и диагностики устройств железнодорожной автоматики и телемеханики
Большая часть современных систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) построена на релейной аппаратуре. Концепцию безопасности релейных СЖАТ можно сформулировать как совокупность следующих положений [1]: - в цепях релейных устройств, проверяющих условия безопасности движения поездов, должны, как правило, использоваться замыкающие (фронтовые) контакты реле первого класса надежности; - при использовании в цепях, проверяющих условия безопасности движения поездов, размыкающих (тыловых) контактов реле первого класса и любых контактов реле более низкого класса надежности их исправная работа должна контролироваться при нормальном функционировании устройств; - исполнительные и контрольные элементы и устройства, имеющие внешние (воздушные или кабельные) линии связи, должны иметь двухполюсное (многополюсное) отключение от источников электропитания; - любые неисправности элементов электрических схем СЖАТ, вероятность возникновения которых выше вероятности опасного отказа реле первого класса надежности, должны приводить к защитному отказу. Релейные устройства СЖАТ можно разделить на две группы. К первой группе относятся устройства, обеспечивающие безопасность: схемы управления светофорами и стрелками, исполнительные схемы ЭЦ, схемы автоблокировки и др. Вторую группу составляют устройства, выполняющие вспомогательные (информационные и сервисные) функции, не связанные с безопасностью: наборные схемы электрической централизации, устройства диспетчерской централизации и др. Особо следует отметить, что устройства индикации, извещающие о состоянии ответственных объектов управления, необходимо относить к устройствам первой группы, так как дезинформация оператора о фактической поездной ситуации может привести к нарушению безопасности движения поездов. Взаимосвязь устройств первой и второй групп должна отвечать следующему требованию: любой отказ в схемах СЖАТ второй группы не должен вызывать опасных последствий в устройствах первой группы. Технические решения и средства для релейной централизации разрабатывались в 1960 - 1980 гг. и к настоящему моменту устарели. Реле как элементная база электрической централизации практически себя исчерпали. Получение новых качественных показателей и расширение функций релейной централизации ведут к увеличению числа реле, потребляемой электроэнергии, затрат на техническое обслуживание, объемов проектных и монтажных работ. Альтернативой релейной технике являются полупроводниковые элементы. К ним относятся как силовые полупроводниковые приборы в цепях управления, так и микропроцессорные устройства, реализующие логику работы централизации. Концепция безопасности микропроцессорных СЖАТ состоит в следующем: одиночные дефекты аппаратных и программных средств не должны приводить к опасным отказам и должны обнаруживаться при рабочих и тестовых воздействиях не позднее, чем в системе возникает второй дефект. Безопасность достигается благодаря резервированию аппаратных и программных средств, организации внутрипроцессорного и межпроцессорного контроля и безопасному поведению при отказах. К преимуществам микропроцессорной централизации (МПЦ) по сравнению с релейными системами централизации, в частности, относятся: - более высокий уровень надежности за счет дублирования многих узлов, включая центральный процессор — ядро МПЦ, и непрерывного обмена информацией между этим процессором и объектами управления и контроля (что также способствует повышению уровня безопасности); - возможность управления объектами многих станций и перегонов с одного рабочего места; - возможность интеграции управления перегонными устройствами СЦБ и приборами контроля состояния подвижного состава в одном станционном процессорном устройстве; - расширенный набор технологических функций, включая замыкание маршрута без открытия светофора, блокировку стрелок в требуемом положении, запрещающих показаний светофоров, изолированных секций для исключения задания маршрута и др.; - предоставление эксплуатационному и техническому персоналу расширенной информации о состоянии устройств СЦБ на станции с возможностью передачи этой и другой информации в региональный центр управления перевозками; - сравнительно простая стыковка с системами более высокого уровня управления; - возможность непрерывного протоколирования действий эксплуатационного персонала по управлению объектами и всей поездной ситуации на станциях и перегонах; - наличие встроенного диагностического контроля состояния аппаратных средств централизации и объектов управления и контроля; - возможность регистрации номеров поездов, следующих по станциям и перегонам, а также всех отказов объектов управления; - значительно меньшие габариты оборудования и, как следствие, в 3 - 4 раза меньший объем помещений для его размещения, что позволяет заменять устаревшие системы централизации без строительства новых постов; - значительно меньший объем строительно-монтажных работ; - удобная технология проверки зависимостей без монтажа макета за счет использования специализированных отладочных средств; - сокращение срока исключения из работы станционных и перегонных устройств в случаях изменения путевого развития станции и связанных с этим зависимостей между стрелками и сигналами; - использование в качестве среды передачи информации между устройствами управления и управляемыми объектами не только кабелей с медными жилами, но и волоконно-оптических кабелей, а также беспроводного радиоканала; - возможность получения из архива параметров работы напольных устройств СЦБ для последующего прогнозирования их состояния или планирования проведения ремонта и регулировки, не допуская полных отказов этих устройств.
Разработка аппаратно-программного метода повышения безопасности управления объектом ЖАТ
В безопасности систем управления можно выделить две составляющих: внешняя и внутренняя безопасность. Внешняя безопасность обусловлена влиянием внешних факторов на систему и объекты управления: человек или окружающая среда. Внутренняя безопасность - свойство системы или объекта управления не выступать в качестве источника опасности из-за нарушения работоспособности.
Также при рассмотрении безопасности СЖАТ, необходимо выделить два дополнительных состояния системы: опасное и защитное.
Опасное состояние - неработоспособное состояние системы, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего ее способность выполнять заданные функции по обеспечению безопасности движения поездов, не соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.
Защитное состояние - неработоспособное состояние системы, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции по обеспечению безопасности движения поездов, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.
На основе данных состояний различают два вида отказов: опасный и защитный. Здесь важно отметить, что опасный отказ может привести к возникновению аварии, а защитный нет. Соответственно он не нарушает безопасность системы.
Утверждение. Система (2.9) описывает возможные состояния управления. Необходимо доказать, что при рассматриваемой структуре не возникнет отказ, приводящий к опасному состоянию системы. Под опасным отказом будем понимать прямое соединение источников питания F(Uj(0) = /, (/) v U2(0 v ...У Uj(0 с объектом. Рассмотрим уравнения: Первый случай. В логической в функции F{N)(LY(t)) существуют пути, по которым энергия может быть доставлена до объекта. Предположим, что на каком-то пути появился отказ, заключающийся в выходе из строя силового элемента, в результате которого произойдет прямое соединение источника энергии и объекта. С течением времени, величина wm (At) = (Р - Pn)At, определяющая количество энергии, переданное через отказавший канал, превысит предельное значение ws. В итоге, функция H{N\ обращается в нуль. Тогда не существует пути доставки LiN\k энергии до объекта N. Если k = l,K;\/k zj3H{N)k(w{N)(At)) = l, то есть будет иметь место выполнение условия H{N)k=\ для всех каналов L{N\i ;k(tf. Это условие позволяет проводить энергию и информацию по доступным в данный момент времени каналам. В случае кратного отказа: то есть если kcz(l,2,..,f,..,h,...n), то условие (2.10) выполняется при исключении путей L{N\f и Z(% доставки энергии. Второй случай. Прекращение работы (отказ) синхронизируемого коммутатора, то есть к -» const. В этом случае значение At, а соответственно и wiN)(At), передаваемое по каналу L{N\k, начнет с течением времени возрастать. В определенный момент wiN)(At) превысит порог ws что повлечет за собой отказ ограничивающего Я- элемента HiN\(wlN)(AtJ) = 0. В итоге произойдет исключение пути доставки L(N)rk энергии до объекта N. Вывод. При любом опасном отказе системы происходит зависимый однонаправленный отказ ограничивающего Я-элемента, который разрывает путь доставки энергии от источника к объекту управления. Утверждение доказано. Процесс управления объектом является динамическим. Каждый канал управления в течение определенного промежутка времени осуществляет передачу энергии на управляемый элемент объекта. В качестве управляемого элемента может выступать, например, лампа светофора или электродвигатель стрелочного привода. Каждое управляющее воздействие представляет собой порцию энергии, которая необходима для изменения состояния управляемого элемента объекта, а значит и всего объекта управления в целом (рис. 2.8), осуществляющих коммутацию источника питания к объекту. Обозначим C(t) - закон управления объектом, а Хк(&1) - управляющее воздействие или передаваемая энергия, вырабатываемая к-м каналом управления, на интервале Д/ (рис. 2.9). Пусть существует возможность представления Хк{М) рядами Тейлора или Лорана [49]. Требуется определить, каким образом необходимо изменить временной промежуток Д; и Хк(Ы) для исправных каналов управления, чтобы при отключении неисправных каналов, общее количество энергии \-= Хк, передаваемое на управляемый элемент объекта, не изменилось.
Определение множества диагностируемых состояний схемы управления
Задачей данной главы является разработка технических решений реализации схемы управления объектами ЖАТ, основанных на принципах безопасного управления, предложенных во второй главе, с применением метода диагностики, рассмотренного в третьей главе.
При построении схемы необходимо учитывать, ряд важных моментов, являющихся основополагающими для разрабатываемой системы. Одним из таких положений является разделение каналов доставки информации, то есть блок, отвечающий за управление объектом и блок, отвечающий за его контроль и диагностику, должны быть физически разделены и иметь независимые каналы доставки информации. Необходимо предусмотреть резервное питание для блока контроля и диагностики, чтобы в случае пропадания основного питания, объект мог в течение определенного времени находиться под контролем системы управления и передавать данные о своем состоянии.
На надежность работы устройств СЖАТ оказывают негативное влияние различные эксплуатационные факторы [7]. По характеру воздействия они делятся на объективные (воздействие внешней среды) и субъективные (воздействие обслуживающего персонала). Объективные факторы можно разделить на две группы: внешние и внутренние. К внешним факторам относятся воздействия, зависящие от внешней среды и условий применения устройств: температура, влажность, атмосферная и контактная коррозия, биологическая среда, солнечная радиация, пыль и песок, механические воздействия. К внутренним должны быть отнесены все изменения структуры материалов и параметров устройств, то есть все процессы старения и износа.
В соответствии с этим, встроенные в напольные устройства, микропроцессорные схемы управления должны находиться в прочном герметичном, Основным элементом схемы управления объектами автоматики является микроконтроллер (МК). Он осуществляет прием, обработку информации в реальном времени и выполнение определенных действий в зависимости от полученного результата. В результате того, что блок управления и блок контроля физически разделены, то схема управления будет иметь в своем составе два МК, функционирующих независимо друг от друга. Один решает задачи управления, а другой - контроля и диагностики. Важным этапом в разработке схемы управления является правильный выбор этих микроконтроллеров. От правильности его выбора в большой степени зависит успех разрабатываемой системы.
Для того чтобы из всего многообразия микроконтроллеров, представленных сегодня на ранке, выбрать наиболее подходящий, необходимо сформулировать ряд требований, которым он должен соответствовать. 1. Производительность и необходимые вычислительные ресурсы. Определяются тактовой частотой и количеством операций в секунду, разрядностью, объемом ОЗУ и ПЗУ, наличием специализированных команд, предназначенных для оптимизации определенных вычислительных алгоритмов. 2. Встроенный АЦП. Наличие встроенного многоканального АЦП является большим преимуществом, так как разрабатываемая схема должна иметь аналоговые каналы ввода для снятия контрольной и диагностической информации. 3. Порты ввода/вывода. Для взаимодействия со всеми узлами схемы управления микроконтроллер должен иметь не менее двадцати пяти портов ввода/вывода. 4. Интерфейсы взаимодействия. Наличие таких интерфейсов как UART, I2C, SPI является необходимым для обеспечения взаимодействия с интеллектуальной периферией. Стоимость. В силу того, что количество объектов управления на сети железных дорого достаточно велико, то конечная стоимость каждого элемента схемы, в том числе и микроконтроллера, является одним из важнейших решающий факторов в пользу выбора того или иного типа МК. Встроенные механизмы повышения надежности работы МК. Описанные во второй главе методы повышения надежности работы микроконтроллеров должны обязательно присутствовать в предполагаемом МК. Операционная система реального времени (ОСРВ) с открытым исходным кодом. Большая часть задач, решаемых МК в схеме управления, представляет собой «задачи реального времени». В случаях очень простых управляющих задач анализ того, успеет ли микроконтроллер своевременно отреагировать на поведение объекта, оказывается сравнительно несложным. Однако в большей части реальных систем, где приходится анализировать одновременно поведение нескольких характеристик объекта, написание управляющей программы реального времени оказывается весьма нетривиальной задачей. Разработка может быть существенно облегчена использованием ОСРВ. Использование ОСРВ позволяет программисту представить управляющую программу в виде нескольких относительно независимых, но взаимодействующих модулей ("задач"), а затем программно реализовывать и отлаживать задачи относительно независимо одну от другой. В результате этого исходный код получается более эффективным, компактным, понятным, содержащим меньшее количество ошибок, а, соответственно, и более надежным.
Открытые сторонние средства разработки. Хотя данное требование не очень важно, тем не менее, наличие открытых средств разработки позволяет сделать разрабатываемую систему максимально переносимой между различными архитектурами МК, что, в свою очередь, позволит использовать уже отлаженные и готовые наработки, как в области исходных кодов, так и области инструментария разработчика.
9. Поддержка разработчика. Нередко большую роль в качестве полученных результатов играет информационная и техническая поддержка разработчика. Здесь можно отметить качество как программного (компилятор, отладчик - симулятор, интегрированная среда разработки, утилиты, примеры исходного текстов), так и аппаратного (оценочные модули, внутрисхемные эмуляторы) инструментария, предоставляемого изготовителем МК.
10. Доступность. Анализ положения производителя на рынке микроконтроллеров является очень эффективным в плане определения его стабильности, качества поставок, выпуске совместимых и взаимозаменяемых микроконтроллеров. Выбирая определенного производителя, необходимо выяснить в течение какого времени данный тип МК будет представлен на рынке. Насколько производитель заботиться о последующей поддержке снятых с производства МК, выпуская программно и аппаратно совместимые новые версии микроконтроллеров.
Организация канала передачи информации между схемой управления объектом и системой управления объектами ЖАТ
Экономический эффект от внедрения системы управления объектами железнодорожной автоматики достигается за счет следующих технических решений: 1. Сокращение затрат труда в результате применении необслуживаемых технологий и централизации в управлении. 2. Увеличение пропускной способности и скоростей движения за счет увеличения быстродействия системы из-за отказа от реле и использования только электронных компонентов. 3. Сокращение кабельной системы в результате применения беспроводных каналов передачи данных. 4. Снижение затрат на разработку и производство компонентов системы, так как в основе ее построения лежат стандартные промышленные компоненты и технологии. 5. Уменьшение массогабаритных показателей аппаратуры за счет использования микропроцессорной техники и силовых бесконтактных элементов. 6. Уменьшение времени проектирования, строительства и пуско-наладочных работ за счет применения систем автоматического проектирования. 1. На основе методов, рассмотренных во второй и третьей главе, разработана структура схемы управления объектом ЖАТ. Отмечено, что схема должна иметь два независимых канала передачи информации и физически разделенные и независимые блоки управления и контроля и диагностики. 2. Определены требования, которым должен отвечать микроконтроллер схемы управления, и на основе их из всего многообразия МК, представленных на рынке, выбраны, наиболее удовлетворяющие требованиям, микроконтроллеры с ARM ядром. 3. Определена схемотехническая реализация силовой части схемы управления стрелочным электроприводом на основе трехфазного инвертора с использованием в качестве драйверов силовых ключей (IGBT транзисторов) развязывающих импульсных трансформаторов. Произведен расчет данной схемы и ее моделирование в среде SIMetrix. 4. Выбраны варианты построения узлов съема контрольной и диагностической информации на основе требований безопасного подключения систем контроля и диагностики к объектам диагноза с использованием специализированных микросхем, осуществляющих гальваническую развязку измерительного тракта. 5. Рассмотрены варианты организации канала передачи данных между системой управления и объектами управления на основе современных беспроводных технологий, отвечающих заданным уровням безопасности, и указаны наиболее перспективные. 6. Определены основные направления, обуславливающие экономический эффект от внедрения данной системы управления: «безлюдные» технологии, увеличение быстродействия системы, применение беспроводных каналов передачи данных, применение стандартных промышленных компонентов, уменьшение массогабаритных показателей аппаратуры, использование систем автоматического проектирования. В результате проведенных исследований разработаны методы управления, контроля и диагностики технического состояния устройств железнодорожной автоматики и телемеханики с использованием современной микропроцессорной и силовой электроники, обеспечивающие безопасность, надежность, информативность и функциональность системы управления объектами СЦБ. В работе получены следующие результаты и выводы: 1. На основе анализа доступной технической документации и научно-технической литературы выявлено, что в основе построения существующих систем управления объектами ЖАТ, лежат принципы и методы, отвечающие за безопасность, которые используют устаревшую элементную базу. Это накладывает ряд ограничений на дальнейшее развитие систем управления объектами ЖАТ. Поэтому существует актуальная задача по разработке альтернативных методов безопасного управления, на основе которых будет построена система управления объектами автоматики, использующая современные компоненты и технологии. 2. Предложен метод управления, основанный на контролируемой и синхронизируемой передаче информации и электрической энергии, используя различные пути ее доставки. Метод позволяет повысить отказоустойчивость и исключить возможные опасные отказы схемы управления, вызванные внутренними отказами элементов, либо внешними воздействиями. 3. Для контроля передачи электрической энергии от источника к объекту управления разработан ограничивающий Н - элемент с однонаправленным отказом. Построена математическая модель элемента и доказана безопасность схемы управления, основанной на этих элементах. 4. Для обеспечения безопасного поведения объекта при отказах микроконтроллера схемы управления, разработан аппаратно-программный метод динамической загрузки исполняемого кода микроконтроллера. 5. Определены центральные изображения, описывающие множество диагностируемых состояний и с помощью лингвистического метода получены решающие функции распознавания технического состояния объекта диагноза. В результате расчета установлено, что данный метод позволяет с высокой достоверностью (0,961) производить контроль и функциональную диагностику схемы управления объектом.
