романович. Романович Ж.А. Диагностирование, ремонт и техническое обслуживан. Учебник 3е издание
 Скачать 4.17 Mb.
|
|
Ж. А. Романович, В. А. Скрябин, В. П. Фандеев, Б. В. Цыпин ДИАГНОСТИРОВАНИЕ, РЕМОНТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БЫТОВЫХ МАШИН И ПРИБОРОВ Учебник 3-е издание Допущено Учебно-методическим объединением вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Технологические машины и оборудование» Москва 2016 Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°» УДК 681.51 ББК 32.96 Р69 Авторы: Ж. А. Романович — доктор технических наук, профессор; В. А. Скрябин — доктор технических наук, профессор; В. П. Фандеев — доктор технических наук, профессор; Б. В. Цыпин — доктор технических наук, профессор. Рецензенты: Н. А. Феоктистов — доктор технических наук, профессор; В. Я. Савицкий — доктор технических наук, профессор. Романович Ж. А. Диагностирование, ремонт и техническое обслужи- вание систем управления бытовых машин и приборов: Учебник / Ж. А. Романович, В. А. Скрябин, В. П. Фандеев, Б. В. Цыпин. — 3-е изд. — М.: Издательско-торговая корпо- рация «Дашков и К°», 2016. — 316 с. ISBN 978-5-394-01631-8 В учебнике в систематизированном виде излагаются теоретиче- ские основы и методы ремонта, технического обслуживания и диаг- ностирования систем управления. Основные теоретические вопросы дополняются примерами и заданиями для самостоятельной работы. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по приборостроительным, информационным, радиоэлектронным, маши- ностроительным и сервисным специальностям, а также специалистов в области технического диагностирования и ремонта. Р69 ISBN 978-5-394-01631-8 © Коллектив авторов, 2008 3 СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ...........................................................................................................................7 Часть I ВЗАИМОСВЯЗЬ РЕМОНТА, ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ Глава 1. Понятия ремонта, технического обслуживания и диагностирования ........................................12 1.1 Техническое состояние ........................................................12 1.2 Виды, критерии и последствия отказа ..................17 1.3 Ремонт, восстановление и техническое обслуживание ..............................................................................21 1.4 Задачи и цели диагностирования ...............................26 1.5 Методы, операции, процессы ремонта и технического обслуживания ......................................30 Контрольные вопросы ..........................................................35 Глава 2. Системы ремонта, технического обслуживания и диагностирования ........................................37 2.1 Структура систем .....................................................................37 2.2 Средства ремонта, технического обслуживания и диагностирования ..........................39 2.3 Показатели системы технического обслуживания и ремонта ...................................................45 2.4 Ремонтопригодность и технологичность объектов технического обслуживания и ремонта ..............................................................................................48 2.5 Показатели диагностирования .....................................55 2.6 Приспособленность к диагностированию ............59 Контрольные вопросы ..........................................................62 Список литературы.................................................................64 4 Часть II МЕТОДОЛОГИЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РЕМОНТИРУЕМЫХ И ОБСЛУЖИВАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ Глава 3. Методы диагностирования при восстановлении работоспособности .................................................................................67 3.1 Диагностические параметры и признаки ............67 3.2 Виды и методы диагностирования ............................72 3.3 Контроль работоспособности..........................................76 3.4 Поиск места отказа .................................................................80 3.5 Прогнозирование технического состояния ........83 3.6 Алгоритмы диагностирования ......................................89 3.7 Методика диагностирования и восстановления работоспособности .....................94 Контрольные вопросы ..........................................................97 Глава 4. Исчерпывающее тестирование ..................................................99 4.1 Счет переходов и единиц ...................................................99 4.2 Сигнатурный анализ ...........................................................103 4.3 Сочетание методов диагностирования ................108 4.4 Средства исчерпывающего диагностирования ..................................................................113 Контрольные вопросы .......................................................117 Список литературы..............................................................118 Часть III ВНУТРИСХЕМНОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ Глава 5. Диагностирование электрических цепей систем управления .............................................................................120 5.1 Постановка задачи внутрисхемного диагностирования ..................................................................120 5.2 Систематизация задач диагностирования электрических цепей ..........................................................123 5.3 Обобщенная структурная схема системы контроля и диагностирования ....................................130 Контрольные вопросы .......................................................142 5 Глава 6. Методы диагностирования линейных двухполюсных электрических цепей ................................143 6.1 Классификация методов получения информации о параметрах линейных двухполюсных электрических цепей ..................143 6.2 Методика анализа способов оценки параметров пассивных линейных двухполюсных цепей ..........................................................151 6.3 Способы допускового контроля параметров линейных двухполюсных электрических цепей ..........................................................159 6.4 Измерение параметров линейных электрических цепей системами с цифровыми процессорами .........................................172 6.5 Способы программного определения информационных параметров сигналов ............178 Контрольные вопросы .......................................................191 Глава 7. Диагностирование электрических цепей и элементов в составе систем управления ....................192 7.1 Контроль двухполюсных электрических цепей в составе печатного узла .................................192 7.2 Диагностирование транзисторов в составе печатного узла .................................................204 7.3 Диагностирование интегральных схем в составе печатного узла .................................................227 7.4 Диагностирование цепей в процессе функционирования объекта .........................................242 7.5 Пример построения измерительного блока АСКД для внутрисхемного диагностирования ..................................................................249 Контрольные вопросы .......................................................253 Список литературы..............................................................253 Часть IV ОПТИМИЗАЦИЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ Глава 8. Моделирование объектов диагностирования .............255 6 8.1 Диагностические модели .................................................255 8.2 Математическое моделирование работоспособного объекта ..............................................258 8.3 Математическое моделирование отказов ........264 8.4 Определение области отказа .......................................267 Контрольные вопросы .......................................................269 Глава 9. Методы и алгоритмы оптимизации обнаружения отказов .......................................................................271 9.1 Выбор проверок для обнаружения отказов методом линейного целочисленного программирования ...............................................................271 9.2 Выбор проверок для обнаружения отказов методом ветвей и границ ............................275 9.3 Выбор проверок для обнаружения отказов по эвристическому алгоритму ...............279 9.4 Выбор очередности выполнения проверок для обнаружения отказов методом ветвей и границ .................................................281 Контрольные вопросы .......................................................287 Глава 10. Методы и алгоритмы оптимизации поиска места отказа..............................................................................................289 10.1 Выбор проверок для поиска места отказа методом линейного целочисленного программирования ...............................................................289 10.2 Выбор проверок для поиска места отказа по эвристическому алгоритму ....................................293 10.3 Выбор проверок для поиска места кратного отказа по эвристическому алгоритму .................296 10.4 Выбор очередности выполнения проверок для поиска места отказа по эвристическому алгоритму ....................................298 Контрольные вопросы .......................................................302 Список литературы..............................................................302 Приложения: 1. Примеры вариантов решений по приспособленности к диагностированию.............................................................................................305 2. Задания на практические занятия .........................................................308 7 Предисловие Бытовые машины и приборы относятся к обслуживаемым и ремонтируемым изделиям. Технологическими процессами ремонта, операциями технического обслуживания предусмат- ривается диагностирование изделия. Затраты на диагностиро- вание достигают 85% затрат на ремонт и техническое обслу- живания изделий. Обеспечение приспособленности изделия к диагностированию, ремонту и техническому обслуживанию начинается уже на стадии разработки и требует значительных затрат материальных и финансовых ресурсов, труда квалифи- цированных специалистов. Наиболее сложными для диагностирования, ремонта и технического обслуживания составными частями современных бытовых машин и приборов, других изделий, в том числе элек- тронной бытовой аппаратуры, летательных аппаратов, транс- портных средств, станков, являются системы управления. Техническая диагностика становится одной из важнейших учебных дисциплин при подготовке специалистов по серви- су изделий различного назначения. В последние годы издано большое число учебных пособий и монографий по отдельным вопросам и проблемам диагностирования, ремонта и техничес- кого обслуживания различной техники. Однако преподавание дисциплин пока недостаточно обес- печено учебниками, учитывающими современное состояние теории, методов и средств, особенности объектов диагности- рования, ремонта и технического обслуживания. Техническое обслуживание и ремонт столь сложных объектов, как системы управления невозможно осуществлять без знаний основ тео- рии, методологии и современных информационных технологий технической диагностики. 8 В учебнике показана взаимосвязь и взаимообусловлен- ность задач и целей технического диагностирования, ремонта и технического обслуживания. Анализируется понятийный ап- парат технической диагностики ремонта и технического обслу- живания, систематизируются методы и средства диагностиро- вания аналоговых и цифровых электронных объектов систем управления, предлагаются модели, методы, алгоритмы, ис- пользуемые при восстановлении работоспособности и автома- тизированном проектировании диагностического обеспечения систем управления. Учебник создан на кафедрах “Информационно-измери- тельная техника”, “Приборостроение” и “Бытовые машины и приборы” Пензенского государственного университета совмест- но с Московским государственным университетом сервиса. Он основывается на материалах лекций, практических и лабора- торных занятий, проводимых авторами много лет в Пензенском государственном университете и Московском государственном университете сервиса для студентов приборостроительных, информационных, радиоэлектронных, машиностроительных, сервисных специальностей, а также на опыте практической работы авторов в области технического диагностирования и ре- монта. Материалы учебника будут полезны практически всем техническим специальностям, в программе которых предус- мотрено изучение дисциплин технической диагностики и ре- монта. Учебник состоит из десяти глав. В первой главе анализируются технологические процессы ремонта и технического обслуживания. Показывается, что диа- гностирование является частью технологических процессов технического обслуживания и ремонта, предусматривающих определение технического состояния объекта, в которых обыч- но решаются комплексно несколько задач диагностирования. Раскрывается понятие технического состояния объекта диа- гностирования. Формулируются задачи, обосновываются цели диагностирования ремонтируемых и обслуживаемых изделий. Рассматривается методический подход к обоснованию эконо- 9 мической целесообразности восстановления работоспособности печатных узлов во взаимосвязи с технологией восстановления. Во второй главе анализируется система показателей ре- монтопригодности, ремонтной технологичности, технического обслуживания и ремонта, их связь с показателями приспособ- ленности к диагностированию, показателями диагностирования. Раскрывается понятие системы ремонта, технического обслу- живания, диагностирования. Систематизируются виды средств диагностирования. В третьей главе систематизируются виды, методы и ал- горитмы диагностирования, применяемые при техническом обслуживании и ремонте систем управления. Излагается ме- тодика сочетания методов и алгоритмов диагностирования при восстановлении работоспособности изделий.Анализируется понятие диагностического параметра, позволяющего осущест- влять диагностирование изделия без его разборки. В четвертой главе рассматриваются методы исчерпыва- ющего тестирования цифровых устройств систем управления. Оценивается достоверность обнаружения логических отказов цифровых объектов методами счета переходов и единиц, мето- дом сигнатурного анализа, сочетанием методов исчерпываю- щего тестирования. Пятая глава посвящена общим вопросам внутрисхемного диагностирования ремонтируемых узлов систем управления. Рассматривается специфика обнаружения отказов элементов, распаянных на платах аппаратуры. В шестой и седьмой главах рассматриваются методы изме- рения и контроля диагностируемых параметров двухполюсных и многополюсных электрических цепей систем управления, в том числе пассивных электрических цепей с резисторами, кон- денсаторами и катушками индуктивности, транзисторов и ин- тегральных схем без выпаивания их из печатного узла. В восьмой главе обосновывается выбор двудольного оргра- фа как единой диагностической модели для постановки и реше- ния задач обнаружения и поиска места отказа при ремонте и техническом обслуживании аналоговых и цифровых объектов. 10 Предлагается методика разработки диагностической модели на основе модели работоспособного объекта и моделей отказов. Выводятся формулы для локализации места отказа по резуль- татам контроля работоспособности объекта. Девятая и десятая главы содержат методы и алгоритмы оп- тимизации технологических процессов ремонта и технического обслуживания на основеобнаружения и поиска места отказа по критериям, выводимым из показателей диагностирования и приспособленности к диагностированию изделий. Задачи выбо- ра проверок и очередности выполнения проверок изделий для обнаружения отказов и поиска места отказа с минимальными затратами времени, труда, средств решаются при обосновании состава контрольных точек, встроенных и внешних средств диагностирования, разработке алгоритмов диагностирования. Выбор проверок для обнаружения отказа с минимальны- ми затратами приводится к задаче линейного целочисленного программирования, решаемой по алгоритму Баллаша, и к за- даче оптимизации методом ветвей и границ. Преимущества каждого из методов проявляются в частных случаях для кон- кретных моделей и исходных данных. Сокращение перебора методом ветвей и границ обеспечивается за счет сведений об обязательно выполняемых проверках, получаемых при анали- зе модели. Излагается эвристический алгоритм выбора прове- рок, сочетанием которого с алгоритмом Баллаша достигается экономия вычислительных ресурсов. Рассматривается выбор очередности выполнения проверок для обнаружения отказов с минимальными средними затратами методом ветвей и границ. Выбор проверок для поиска места отказа с минимальными затратами приводится к задаче линейного целочисленного про- граммирования, решаемой по алгоритму Баллаша. Описаны эв- ристические алгоритмы выбора проверок, сочетанием которых с алгоритмом Баллаша достигается экономия вычислительных ресурсов. Рассматривается эвристический алгоритм выбора очередности проверок для поиска места отказа с минимальным средним числом проверок, основанный на методе минимизации избыточности кодирования. 11 Каждая глава содержит вопросы для контроля усвоения материала. Теоретические основы ремонта, технического обслужи- вания, диагностики заложены трудами многих отечественных и зарубежных ученых. В каждой части учебника приводится список литературы, использованной при написании учебника и рекомендуемой для углубленного изучения дисциплины. Приложение содержит варианты заданий для практичес- ких и самостоятельных занятий. 12 Часть I ВЗАИМОСВЯЗЬ РЕМОНТА, ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ |