DE2948784A1

DE2948784A1 - Pruefsystem fuer eine dynamische maschine

Info

Publication number: DE2948784A1
Application number: DE19792948784
Authority: DE
Inventors: Richard P Ejzak; Dennis T Faulkner; Timothy F Glennon
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1979-03-08
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1980-09-18
Also published as: IL59320A; SG19784G; JPS55119038A; GB2044485A; FR2451027A1; GB2044485B; CA1158310A; FR2451027B1

Description

Sundstrand Corporation Rockford, Illinois 6II0I, V.St.A.

Prüfsystem für eine dynamische Maschine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Prüfsystem für eine dynamische Maschine od. dgl., bei dem Störzustände erkannt und aufgezeichnet werden und als Wartungshilfen dienen.

Die Erfindung wird in Verbindung mit einem Hilfsaggregat für ein Flugzeug erläutert, und einige der angegebenen Merkmale sind für diesen Anwendungsbereich besonders geeignet. Andere Merkmale sind jedoch allgemeiner anwendbar und können für den Schutz und die Prüfung anderer dynamischer Maschinen eingesetzt werden.

Eine allgemeine Erläuterung des Aufbaus und der Betriebsweise eines Hilfsaggregats trägt dazu bei, die beim Stand der Technik auftretenden Probleme zu erkennen und die Bedeutung der Erfindung abzuschätzen. Ein typisches Hilfs-

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aggregat umfaßt einen Motor, der einen Generator und einen Verdichter zum Erzeugen elektrischer Energie für ausgewählte Verbraucher und von Druckluft für Umgebungs- und andere Zwecke treibt, wenn sich das Flugzeug am Boden befindet. Das Hilfsaggregat wird ferner in Notfällen betrieben, wenn das Flugzeug sich in der Luft befindet, um gestörte Bauteile entweder zu unterstützen oder zu ersetzen. Das Hilfsaggregat verbraucht Düsentreibstoff, der verbrannt wird und ein Gas erzeugt, das eine Turbine zum Treiben des Generators und des Verdichters treibt. Verschiedene Zustände des Hilfsaggregats werden erfaßt zum Erzeugen von einer Steuereinrichtung zuzuführenden Eingangs Signalen, die die Treibstoff zufuhr zum Hilfsaggregat sowie andere mit dem Hilfsaggregat in Beziehung stehende Funktionen regelt und im Fall einer Störung das Hilfsaggregat abschaltet.

Bereits entwickelte Hilfsaggregat-Prüfsysteme überwachen erfaßte Hilfsaggregat-Zustände. Beim Auftreten eines außerhalb der Toleranzgrenzen liegenden Zustands erfolgt eine Anzeige der Störung einer Einheit auf der Grundlage einer statistischen Analyse der vermutlichen Ursache. Dies ist in der Praxis unzulänglich, da die angezeigte vermutliche Ursache bestenfalls eine Vermutung aufgrund von Erfahrungswerten ist. Ferner ist die während der Entwicklung einer dynamischen Maschine durchgeführte statistische Störungs-Analyse für ein ausgereiftes System nicht genau genug. Das Wartungspersonal weiß, daß die Störungsanzeigen des Prüfsystems nicht zuverlässig sind, und mißachtet sie daher häufig.

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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Prüf systems, das einzelne Bauteile einer dynamischen Maschine überwacht, Störungen identifiziert und beim Auftreten einer das Abschalten der Maschine bedingenden Störung die Abschaltursache feststellt.

Dabei weist das Prüfsystem einen Speicher auf, in dem die Identität des gestörten Elements oder Teils gespeichert wird. Mit dem Speicher ist eine Sichtanzeige verbunden, die die gespeicherten Störungsdaten anzeigt.

Das Prüfsystem umfaßt eine passive Prüfeinrichtung, die Ausgangssignale der Maschinenzustands-Fühlelemente und verschiedene Parameter der Steuereinrichtung überwacht.

Ferner ist eine aktive Prüfeinrichtung vorgesehen, die Fühlelemente und Stellelemente überprüft, die bei laufender Maschine nicht geprüft werden können, Steuereinrichtungs-Ausgangssignale auslöst und die Stellelemente prüft und ferner der Steuereinrichtung Eingangssignale zuführt und entsprechende Antworten überprüft.

Bei dem Prüfsystem nach der Erfindung wird Störungsinformation einschließlich Daten betreffend die Ursachen mehrerer aufeinanderfolgender Abschaltungen in einem Speicher gespeichert und über eine Sichtanzeige abrufbar gemacht.

Durch die Erfindung wird also eine Prüf- und Steuereinrichtung für eine dynamische Maschine angegeben, die Zustandsfühlelemente einsetzt, um Information bezüglich des Maschinenbetriebs zu erhalten. Ein programmierter Prozessor analysiert die Informationen und erzeugt Steuersignale, die Stellelemente der Maschine aktivieren. Der Prozessor über-

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wacht den Maschinenbetrieb mit Schutzfunktionen und schaltet die Maschine ab, wenn eine ernsthafte Störung auftritt Die Abschaltursache wird in einem Permanentspeicher gespeichert. Das Prüfsystem hat eine passive Betriebsart, bei der während des Betriebs der Maschine von Fühlelementen erzeugte Eingangssignale sowie der Maschinenbetrieb überwacht werden. Zeitweise und kontinuierlich auftretende Störungen, die kein Abschalten der Maschine erfordern, werden im Speicher gespeichert. Eine aktive Prüfung erfolgt, wenn die Maschine abgeschaltet ist, wobei Fühlglieder, Maschinen-Stellelemente und die Steuer- und Schutz-Prozessorprogramme geprüft werden. Störungen werden im Speicher aufgezeichnet. Die Ursache einer Maschinenabschaltung sowie andere Störungen, die im Speicher gespeichert sind, sind für Wartungspersonal abrufbar und werden auf einer Sichtanzeige angezeigt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Flugzeug-HiIfsaggregats;

Fig. 2 ein allgemeines Blockschaltbild der Hilfsaggregat-Steuer- und Schutzschaltungen;

Fig. 3 ein Blockschaltbild des Hilfsaggregats mit Zustandsfühl- und Stellelementen;

Fig. k Ablaufdiagramme der passiven und der

und 5 aktiven Prüfung;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm der Schutzfunktionen;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm der Wirkung der Schutzfunktionen;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm des Auslösevorgangs; Fig. 9 ein Ablaufdiagramm des Status-Vorgangs;

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Fig. 10, Prozessor-Ablaufdiagramme bei Auftreten 11, 12 einer Störung;

Fig. 13 ein Ablaufdiagramm des Abschaltvorgangs;

Fig. IA ein Ablaufdiagramm der Speicherung von Störungsdaten im Speicher;

Fig. 15 ein Ablaufdiagramm der passiven Prüfung;

Fig. 16 ein Ablaufdiagramm der Anzeigeroutine bei der aktiven Prüfung;

Fig. 17 ein Ablaufdiagramm der Prüfung von Schutzfunktionen, die ein Teil der aktiven Prüfung ist;

Fig. 18 ein Ablaufdiagramm der Prüfung von Steuerfunktionen, die ein Teil der aktiven Prüfung ist;

Fig. 19 ein Ablaufdiagramm der Extraktion einer gestörten Einheit, die Teil der aktiven Prüfung ist;

Fig. 20 ein Ablaufdiagramm der Speicher löschung;

Fig. 21 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Erzeugen eines Ausgangssignals der Maschinen-Steuereinrichtung;

Fig. 22 ein Blockschaltbild, das das Anlegen eines Wechselstrom-Öffnungssignals an einen Eingang der Steuereinrichtung zeigt; und

Fig. 23 ein Blockschaltbild, das das Anlegen eines Gleichstrom-Öffnungssignale an einen Eingang der Steuereinrichtung zeigt.

Das Hilfsaggregat bzw. Hilfstriebwerk nach den Fig. 1 und ist ein Beispiel für eine gesteuerte dynamische Maschine, bei der das Prüfsystem besonders gut einsetzbar ist. Die US-PS *f 118 688 zeigt ein bekanntes Prüfsystem, das mit

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einem Flugzeug-Generator verwendet wird, der von einem Konstantdrehzahl-Antrieb getrieben wird; dies ist ein Beispiel für eine weitere gute Einsatzmöglichkeit des Prüfsystems nach der Erfindung. Es gibt noch weitere dynamische Maschinen oder Einrichtungen größerer oder geringerer Komplexität, mit denen das passive und aktive Prüfsystem und die Störungsaufzeichnung gut anwendbar sind.

Der Ausdruck "dynamische Maschine" oder "gesteuerte dynamische Maschine" steht hier für eine Einrichtung mit aktiven Funktionen wie Starten, Betrieb und Anhalten nach Maßgabe von Stellelementen. Fühlelemente oder Bedieneungsknöpfe oder eine Kombination von beiden geben Information an eine Maschinen-Steuereinrichtung, die ihrerseits Steuersignale erzeugt, die den Stellelementen zugeführt werden. Die Art des Maschinenbetriebs wird häufig nach Maßgabe einer vorbestimmten Funktion oder eines Programms auf der Basis der von den Fühlelementen oder von einem Bediener eingegebenen Information bestimmt.

Das Hilfsaggregat 30 nach Fig. 1 wird von einem Turbotriebwerk 31, das Flugzeug-Düsentreibstoff verbraucht, gespeist. Der Treibstoff wird vom Flugzeug-Treibstoff system durch eine Leitung 32 und eine Treibstoffpumpe 35 zu einem Treibstoff-Dosierventil 33 geleitet, das den Treibstofffluß zum Hilfsaggregat regelt. Ein Magnetventil 3^ erlaubt eine Ein-Aus-Regelung des Hilfsaggregats. Der Treibstoff wird von der Pumpe 35 durch die Leitung 36 in eine Gaskammer 37 geleitet, in der der Treibstoff mit Luft aus einem Triebwerksverdichter 38 vermischt und gezündet wird, so daß die Turbine 31 treibendes Gas erzeugt wird. Das Hilfsaggregat wird von einem batteriegespeisten Motor (nicht gezeigt) angelassen, der den Turbinenverdichter 38 treibt. Bei Errei-

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chen der richtigen Drehzahl werden das Magnetventil 34 und das Dosierventil 33 geöffnet, so daß Treibstoff zum Gaserzeuger geleitet und dort gezündet wird.

Die Turbinenwelle 40 ist mit einem Getriebe 41 verbunden, so daß sie einen Luftverdichter 42 und einen Drehstromerzeuger 43 treibt. Lufteinlaßkanäle 45, 46 und 47 leiten Luft zum Gaserzeuger, zum Verdichter 38, zum Verdichter 42 und zu einem Kühlluftgebläse 48, das Luft durch die Hilfsaggregat-Kammer zum Flugzeug im Kreislauf fördert.

Luft aus dem Verdichter 42 wird im Flugzeug-Inneren genutzt, z. B. zur Frischluftzirkulation durch den Fluggastraum, zum Anfahren des Haupttriebwerks und zur Speisung einer Not-Hydropumpe. Ferner können mit dem Verdichter weitere Einrichtungen verbunden sein, die durch Druckluft betätigbar sind .

Der Drehstromerzeuger 43 speist Verbraucher wie die Beleuchtung, Bedienungselemente, Nachrichtenübermittlungsgeräte u. dgl., wenn das Flugzeug sich am Boden befindet. Das Hilfsaggregat kann während des Flugs laufen, und der Drehstromerzeuger 43 kann an die Stromversorgung angeschlossen werden und diese z. B. unterstützen, wenn einer der Hauptstromerzeuger abgeschaltet ist.

Die elektronische Steuereinrichtung nach den Fig. 2 und ist bevorzugt ein programmierter Mikroprozessor, der auf Eingangsdaten von den Fühlelementen des Hilfsaggregats und des Flugzeugs anspricht und Ausgangssignale an Stellelemente des Hilfsaggregats sowie an Betriebsanzeigen im Flugzeug liefert. Die Steuereinrichtung 50 ist in zwei Einheiten unterteilt, und zwar eine Steuerfunktions-Einheit 52 und eine Schutzfunktions-Einheit 53. Die Steuerfunktions-Einheit

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ist für das Anfahren und den Betrieb des Hilfsaggregats zuständig, während die Schutzfunktions-Einheit Störungen und Fehler erfaßt, das Abschalten des Hilfsaggregats bestimmt und das System prüft.

Die Schutzfunktions-Einheit 53 des Mikroprozessors ist über einen Multiplexer bk mit den Fühlelementen und Stellelementen des Hilfsaggregats und den Steuereinheits-Eingängen zur Durchführung von Prüfungen verbunden. Wenn eine Störung erfaßt wird, wird die Identität dieser Störung durch die Schutzfunktions-Einheit 53 an einen Störungsanzeige-Speicher 55 weitergeleitet. Der Mechaniker kann die aufgezeichnete Störungsinformation auf einer Störungs-Sichtanzeige 56 abrufen.

Die Verbindungen des Hilfsaggregats und des Flugzeugs mit der Steuereinrichtung sind im einzelnen in Fig. 3 dargestellt. Die der Steuereinrichtung 50 zugeführten Eingangssignale, die von Fühlelementen des Hilfsaggregats stammen, sind folgende:

61 - Treibstoff-Eintrittstemperatur T_f

62 - Auslaßdruck CDP des Gaserzeuger-Verdichters 63, 63' - Gaserzeuger-Drehzahlfühler N_Q Nr. 1 und Nr. 2

(aus Sicherheitsgründen sind zwei vorgesehen) 64 - gemessene Gastemperatur MGT im Gaserzeuger 65, 65' - Turbotriebwerk-Drehzahlfühler N Nr. 1 und

Nr. 2

67 - Druckdifferenz Δ.Ρ im Verbraucher-Verdichter kZ

68 - Eingangsdruck Pj_n von Verbraucher-Verdichter

69 - Auslaßdruck Pqmj von Verbraucher-Verdichter

70 - niedriger Öldruck LOP im Verbraucher-Verdichter

71 - hohe Öltemperatur HOT im Verbraucher-Verdichter

72 - geringe Ölmenge LOQ im Verbraucher-Verdichter.

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Die Ausgänge der elektronischen Steuereinrichtung 50 sind mit den folgenden Stellelementen des Hilfsaggregats verbunden :

- Drehsteller für Treibstoff-Dosierventil 33

stellt Treibstofffluß zum Hilfsaggregat ein - Ventil-Lagerückführung führt der Steuerein

richtung 50 ein Eingangssignal zu, so daß ein Stellkreis für das Dosierventil geschlossen wird - Startkontaktgeber führt dem Anlaßmotor (nicht

gezeigt) elektrische Energie zu - Zünder zündet den Treibstoff im Gaserzeuger - Ausgleichsventil-Steller öffnet ein Sicherheits

oder Ausgleichsventil des Verdichters kZ, um einen Stoßzustand kleinzuhalten; Ventil-Lagerückführung 80 schließt einen Stellkreis mit Betätiger 78 für Ausgleichsventil 79.

- Eintrittsleitschaufel-Stellglied für Eintrittsleitschaufeln des Verbraucher-Verdichters; Eintrittsleitschaufel-Lagerückführung 82 schließt einen Stellkreis für Eintrittsleitschaufel-Stellglied.

Zusätzliche Eingänge zur elektronischen Steuereinrichtung umfassen:

- Umgebungstemperatur T .

- Start-/Ein-Befehl vom Flugzeug - LUFT/BODEN-Signal vom Flugzeug - Signal, das Zustand der Flugzeug-Hauptstrom

erzeugeranlage angibt

- Haupttriebwerk-Startsignal.

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Weitere Ausgangssignale der elektronischen Steuereinrichtung 50 umfassen die folgenden Anzeigesignale zum Flugzeug:

92 - Entlasten Verbraucher-Verdichter

93 - Hilfsaggregat-Störung

9k - Hilfsaggregat-Abschaltung

95 - Hilfsaggregat belastungsbereit

96 - Gastemperatur MGT zu Meßanzeige.

Die Erfindung bezieht sich auf das Prüfsystem und seine Beziehung zu der Schutzfunktions-Prozessoreinheit 53. Daher wird die Programmierung der Steuerfunktions-Prozessoreinheit 52 nicht näher erläutert. Es genügt zu wissen, daß bei Beginn des Hilfsaggregat-Betriebs der Anlaßmotor eingeschaltet wird und den Triebwerks-Verdichter 38 treibt, daß der Zünder 77 eingeschaltet und das Magnetventil 3k geöffnet wird. Diese Vorgänge werden hauptsächlich auf der Grundlage der Geschwindigkeit N„ des Gaserzeugers und von Zeitverzögerungen sequentiell gesteuert. Zum Abschalten werden die Treibstoffventile geschlossen.

Die Betriebsweise der passiven und der aktiven Prüfeinrichtung wird primär unter Bezugnahme auf die Programmabläufe nach den Fig. if-20 erläutert, die die von der Schutzfunktions-Prozessoreinheit 53 durchgeführten Schutz- und Prüfprogramme wiedergeben.

Ein Hauptmerkmal der Erfindung ist die Ausrüstung des passiven und aktiven Prüfsystems mit einem Speicher, der Störungskomponenten und die Abschaltursachen speichert und sie zur Anzeige bringt. Die Arbeitsweise dieser Prüfeinrichtungen ist in den Fig. k und 5 veranschaulicht.

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Die passive Prüfung (vgl. Fig. 4) erfolgt kontinuierlich während des Betriebs des Hilfsaggregats. Im Block 100 erfolgt die passive Identifizierung von Störungen, die nicht zum Abschalten führen. Alle erfaßten Störungen werden im Block 101 in dem Permanent-Speicher 55 gespeichert. Im Fall einer Abschaltung identifiziert das passive System dir Ursache im Block 102. Wenn im Block 103 ein Abschalten angezeigt wird, werden die einschlägigen Symptome im Block 104 identifiziert und im Speicher 55 im Block 105 gespeichert. Wenn kein Abschalten angezeigt ist, kehrt das Programm vom Block 103 zum Block 100 zurück und läuft weiter .

Die aktive Prüfung wird nach einer Hilfsaggregat-Abschaltung manuell ausgelöst (vgl. Block 107, Fig. 5). Im Block 108 werden die Steuereinrichtung 50, ihre verschiedenen Eingänge, die Hilfsaggregat-Fühlelemente und -Stellelemente (vgl. in Fig. k) geprüft. Im Block 109 erfolgt die Feststellung, ob die Steuereinrichtung richtig arbeitet. Wenn ja, erfolgt im Block 110 eine Prüfung bezüglich der Flugzeug-Eingänge und der Hilfsaggregat-Fühlersignale. Die Ergebnisse dieser Prüfung und von vorhergehenden Abschaltursachen werden im Block 111 angezeigt. Wenn eine Einheit des Hilfsaggregats, die auf dem Flugweg austauschbar ist (kurz: LRU-Einheit) , extrahiert werden kann, wird im Block 112 diese Information angezeigt. Wenn festgestellt wird, daß die Steuereinrichtung nicht arbeitet (Block 109), werden diese Information sowie die Ursachen vorhergehender Abschaltungen im Block 113 angezeigt, wonach eine Anzeige erfolgt, daß die Steuereinrichtung ausgefallen bzw. gestört ist (im Block

Das Flußdiagramm für die Gesamt-Schutzfunktionen ist in Fig. 6 wiedergegeben. Nach erhöhter Energiezufuhr und Vorbereitung im Block 118 werden im Block 119 Störungsprüfungen

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durchgeführt, und der Ablauf der passiven Prüfung beginnt im Block 120. Im Block 121 wird das aktive Prüfsystem geprüft und der Speicher gelöscht.

Fig. 7 zeigt im einzelnen die in den Schutzfunktionen enthaltenen Schritte. Nach Erhöhung der Energiezufuhr im Block 124 und der Vorbereitung des Systems im Block 125 (vgl. Fig. 8 unten) erfolgt im Block 126 die Feststellung, ob die Gaserzeuger-Drehzahl N„ höher oder niedriger als 8 % der Betriebsdrehzahl ist. Wenn die Drehzahl höher als 8 % der Betriebsdrehzahl ist, wird im Block 127 der Systemstatus geprüft (vgl. Fig. 9 unten). Wenn die Gaserzeuger-Drehzahl mehr als 8 * beträgt, wird das passive Prüfsystem (Block 128) eingeschaltet.

Der Vorbereitungsschritt (vgl. Fig. 8) wird vor dem Anlassen des Hilfsaggregats durchgeführt. Alle Systemausgänge werden am Block 130 gesperrt. Dann werden im Block 131 sämtliche Daten- und Programm-Kennzeichen rückgesetzt. Der Ablaufüberwacher-Taktgeber WDT für die Steuereinrichtung wird im Block 132 geprüft, und im Block 133 wird festgestellt, ob er ordnungsgemäß funktioniert. Der Ablaufüberwacher-Taktgeber WDT arbeitet periodisch. Wenn eine Systemstörung seinen Betrieb verhindert, wird im Block 134 das Hilfsaggregat abgeschaltet. Wenn er jedoch ordnungsgemäß arbeitet, werden im Block 135 die Zähler der Steuereinrichtung rückgesetzt oder vorbereitet. Die mit den Drehzahlfühlern 63, 63* und 65, 65' zusammenwirkenden Frequenz-Digital-Umsetzer werden im Block 136 eingeschaltet. Der System-Taktgeber wird im Block 137 eingeschaltet, und im Block 138 werden die System-Unterbrecher eingeschaltet. Damit sind die Vorbereitungsschritte abgeschlossen.

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Das Systemstatus-Programm (Block 127 in Fig. 7) ist in Fig. 9 verdeutlicht. Nach Bestimmen des Zustands manueller Schalter im Block 142 wird im Block 143 die BITE- bzw. Prüfungs-Taste geprüft, und wenn sie betätigt ist, wird im Block 144 (vgl. Fig. 16) die aktive Prüfung vorbereitet. Wenn die BITE-Taste nicht betätigt ist, wird die Löschtaste geprüft, und wenn diese betätigt ist, wird im Block 146 der Speicher (vgl. Fig. 20) gelöscht. Wenn ein momentaner Gleichspannungsverlust aufgetreten ist, wird durch die Prüfung im Block 147 das Hilfsaggregat abgeschaltet (Block 14Θ). Das System kann erst nach manueller Betätigung des Ein-Aus-Schalters wieder eingeschaltet werden.

Die Fig. 10, 11 und 12 verdeutlichen die zum Erfassen des Auftretens einer Störung durchgeführten Prüf schritte. In Fig. 10 werden im Block 150 die Analog-Digital-Eingänge der Steuereinrichtung geprüft. Diese umfassen z. B. Temperatur- und Druckfühler im Hilfsaggregat. Im Block wird der Eingabestatus geprüft. Im Block 152 werden Steuerfunktionen der Steuerfunktions-Prozessoreinheit 52 durch die Datenaustausch-Verbindung ("Handshake"-Verbindung) von Fig. 2 erhalten. Im Block 153 erfolgen Prüfungen der von den verschiedenen Drehzahlfühlern des Hilfsaggregats erhaltenen Drehzahlen. Im Block 154 wird ein Brandzustand geprüft; und im Block 155 wird die Lage der Eingangstür geprüft. Im Block 157 erfolgt die Prüfung des Öldrucks des Verbraucher-Verdichters, während im Block 158 die Öltemperatur dieses Verdichters geprüft wird. In jedem Block 154-158 wird, wenn ein Störungszustand erfaßt ist, das Hilfsaggregat im Block 160 abgeschaltet.

Im Block 161 wird die Umgebungstemperatur T . geprüft. Wenn die Angabe nicht akzeptabel ist, wird eine Störungs-Identifikation im Block 162 gespeichert (vgl. Fig. 14).

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Ebenso wird im Block 163 die Treibstofftemperatur T_f geprüft. In den Blöcken 16h, 165 werden die Ausgangssignale der beiden Temperaturfühler für die gemessene Gastemperatur MGT geprüft. Wenn ein Ergebnis außerhalb des Toleranzbereichs liegt, wird die Störungsinformation im Block 166 im Speicher gespeichert. Wenn beide Temperaturfühler-Ausgangssignale eine Störung anzeigen, wird im Block 160 das Hilfsaggregat abgeschaltet.

Das Störungs-Prüfprogramm wird in Fig. 11 fortgesetzt. Im Block 170 wird der Öldruck des Verbraucher-Verdichters geprüft. Wenn dieser zu hoch ist, wird im Block 171 das Verdichter-Sperrzeichen gesetzt, und die Störungsinformation wird im Block 172 im Speicher aufgezeichnet. Wenn der Öldruck im Block 173 nicht niedrig ist, wird durch die Blöcke 175, 176 und 177 eine Zeitverzögerung vorgesehen. Im Block 178 wird das Hilfsaggregat eingeschaltet, wobei der Verbraucher-Verdichter unbelastet ist. Der Stromerzeuger ^3 wird getrieben, um elektrische Energie zu liefern.

Die Störungs-Prüfung wird in Fig. 12 fortgesetzt. Wenn im Block 180 die Startmarkierung gesetzt ist, wird die Lastbereitschaft (Verbraucher-Verdichter) entfernt und ein Abschaltbefehl gegeben (Block 181). Das Entlastungszeichen wird im Block 182 gesetzt, und im Block 183 werden Verbraucher-Verdichter-Schutzmaßnahmen eingeleitet. Das System läuft weiter bis zum Abschalten im Block 184· und prüft ferner im Block 185 das Ausgleichsventil des Triebwerk-Verdichters.

Wenn im Block 180 das Startzeichen nicht gesetzt ist und im Block 186 das Lastbereitschafts-Zeichen gesetzt ist, wird im Block 187 die Lastbereit-Anzeige an das Flugzeug

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gegeben. Im Block 188 wird das Hi Ifsaggregat eingeschaltet, und das Programm geht zum Verbraucherverdichter-Schutzblock 183 weiter. Wenn der Verdichter betriebsbereit ist, wird der Abschaltblock 184 umgangen, und das Programm wird wie folgt fortgesetzt. Wenn im Block 186 das Lastbereit-Zeichen nicht gesetzt ist, wird im Block 190 die Antriebsturbinen-Drehzahl geprüft. Wenn die Drehzahl unter 95 % liegt, läuft das Programm zu den Blöcken 181, 182 und 183 in der angegebenen Weise weiter. Wenn das Zeichen gesetzt ist, wird der Lastbereit-Zählstand im Block 191 geprüft. Wenn die Zählung beendet ist, geht das Programm über den Block 192 zum Block 187 weiter. Wenn die Zählung nicht beendet ist, geht das Programm zum Block 181 weiter.

Angenommen, die Verbraucherverdichter-Schutzprüfungen fallen gut aus, so wird eine Serie von Prüfungen durchgeführt, um festzustellen, ob das Hilfsaggregat abgeschaltet wird oder weiterläuft. Diese Prüfungen umfassen einen Gleichspannungsveriust im Block 194 und eine zu hohe gemessene Gastemperatur MGT im Block 195, niedrigen Öldruck im Block 196, eine Sequenz-Störung im Block 197, den normalen Abschaltvorgang im Block 198, eine Abschaltkreis-Störung im Block 199. Eine Störung bei irgendeiner dieser Prüfungen mit fortlaufendem Prüfprogramm führt im Block 184 zum Abschalten.

Fig. 13 verdeutlicht die Abschaltfolge. Der Zustand des Treibstoff-Dosierventil-Sperrzeichens gibt an, ob die Abschaltung normal oder störungsbedingt ist. Dies wird im Block 202 geprüft. Wenn das Zeichen gesetzt ist, werden alle Ausgänge des Hi Ifsaggregats mit Ausnahme desjenigen zum Dosierventil gesperrt. Wenn das Sperrzeichen nicht gesetzt ist, erhält das Flugzeug eine Störanzeige, und sämtliche Ausgänge des Hilfsaggregats werden im Block 205 gesperrt. Im Block 206 werden verschiedene Fühlelemente des

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Hilfsaggregats einschließlich der Fühlelemente für niedrigen Öldruck, für Sequenz-Störung, zu niedrige Drehzahl und Brennschluß gesperrt. Wenn im Block 207 das Abschaltzeichen gesetzt ist, wird im Block 208 die Gaserzeuger-Drehzahl geprüft. Wenn sie weniger als 8 % der Nenndrehzahl beträgt, erhält das Flugzeug im Block 209 ein Signal, daß das Hilfsaggregat abgeschaltet ist. Das Programm geht weiter zum Block 210, der die Abwesenheit eines Startbefehls prüft und feststellt, ob die Gaserzeuger-Drehzahl kleiner als 8 % ist. Wenn keine der beiden Bedingungen erfüllt ist, geht das Programm zum Block 211 für einen weiteren Zyklus des Ablaufüberwacher-Taktgebers WDT weiter. Wenn beide Bedingungen erfüllt sind, speichert der Block 212 Abschaltsystem-Daten im Speicher. Die Energiezufuhr zur Steuereinrichtung 50 wird im Block 213 abgestellt. Wenn die Energiezufuhr ordnungsgemäß im Block 214 abgestellt ist, geht das Programm zum Block 215 weiter und wartet auf den nächsten Anfahr-Befehl. Wenn die Energiezufuhr nicht ordnungsgemäß unterbrochen wird, zeigt der Block 216 eine Störung in der Flugzeug-Anlage an, die im Block 217 in den Speicher eingegeben wird.

Fig. 14 verdeutlicht die Störungs-Speicherfolge im Speicher. Störungsinformation wird in einem Zwischenspeicher im Block 220 gespeichert. Im Block 221 wird bestimmt, ob die Störung schwerwiegend genug ist, um ein Abschalten des Hilfsaggregats zu veranlassen. Wenn nicht, wählt der Block eine Speicher-Hinweisadresse Nr. 2, die im Block 223 schrittweise erhöht wird, und die Störungsinformation wird im Block 224 gespeichert. Wenn die Störung ein Abschalten erfordert, wird im Block 225 eine Speicher-Hinweisadresse Nr. gewählt, bei 226 schrittweise erhöht, und die Störungs-Identifizierung wird im Block 224 an der geeigneten Stelle gespeichert.

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Fig. 15 gibt eine Übersicht über die passive Prüfung. Interne Spannungs-Prüfungen werden im Block 227 ausgeführt. Wenn irgendeine Spannungsprüfung schlecht ausfällt, wird das Hilfsaggregat abgeschaltet (Block 228 in Fig. 13). Wenn die internen Spannungs-Prüfungen gut ausfallen, wird eine Serie weiterer passiver Prüfungen durchgeführt. Im Block 229 wird die Ölmenge LOQ im Verbraucher-Verdichter geprüft. Wenn sie niedrig ist, läuft das Programm zu einem Zeitverzögerup.gsglied 230 weiter, und wenn die Zeitverzögerung beendet ist, was im Block 231 festgestellt wird, wird dem Flugzeug im Block 232 ein LOQ-Ausgangssignal zugeführt.

Im Block 234 wird die Korrelation der Stellelement- und Lagerückführ-Signale für das Treibstoff-Dosierventil 33 geprüft. Wenn diese nicht übereinstimmen, geht das Programm weiter und bewirkt im Block 228 die Abschaltung. Wenn sie übereinstimmen, wird als nächstes die Prüfung der Korrelation des Ausgleichsventil-Stellelements und der -Lagerückführung durchgeführt. Wenn diese nicht übereinstimmen, wird die Störungsinformation im Block 236 gespeichert. Der Verdichter-Eintrittsleitschaufel-Steller und die -Lagerückführung werden im Block 237 geprüft, und wenn sie nicht übereinstimmen, wird die Störungsinformation im Block 238 gespeichert. Die Steuerfunktionen der Steuerfunktions-Prozessoreinheit 52, die kein Abschalten hervorrufen, werden im Block 239 geprüft. Festgestellte Störungen werden im Block ZkO gespeichert. Die passive Prüfung wird ständig wiederholt, solange das Hilfsaggregat läuft.

Das aktive BITE- bzw. Prüfsystem wird mit dem Abschalten des Hilfsaggregats gestartet und durch Betätigen eines Prüfschalters von einem Bediener ausgelöst (vgl. Fig. 16). Die

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System-Unterbrecher werden im Block 245 abgeschaltet, so daß das Prüfprogramm durchgeführt werden kann. Im Block 246 werden sämtliche Leuchtdioden der Sichtanzeige eingeschaltet, so daß die Anzeige vom Bediener überprüfbar ist. Dann wird die Information "Prüfung läuft" im Block 247 angezeigt, während die aktive Prüfung fortgesetzt wird. Die Steuerfunktionen, d. h. der Betrieb der Steuerfunktions-Prozessoreinheit 52, werden im Block 248 (vgl. Fig. 18) geprüft. Jede Störung wird an die Anzeige 56 übermittelt und dort angezeigt, woraufhin die Nachricht "Steuereinrichtung gestört" in den Blöcken 249, 250 folgt. Nach einer Prüfung der Steuer funktionen werden die Schutzfunktionen der Schutzfunktions-Prozessoreinheit 53 im Block 251 geprüft (vgl. Fig. 17). Fine Störung wird in gleicher Weise von den Anzeigen der Blöcke 249, 250 angezeigt.

Nach der Prüfung der Steuer- und der Schutzfunktionen extrahiert der Block 252 (vgl. Fig. 19) die LRU-Finheit oder dasjenige Bauteil des Hi Ifsaggregats, bei dem eine Störung aufgetreten ist. In den Blöcken 253, 254 werden die momentanen und die früheren Abschaltursachen angezeigt. Eine Anzeige "Prüfung beendet" im Block 255 beendet den Prüfvorgang .

Die Prüfung der Schutzfunktionen der Schutzfunktions-Prozessoreinheit 53 ist in Fig. 17 verdeutlicht. Im Block werden die Eingänge zur Prozessoreinheit 53 nacheinander geöffnet, und die erhaltenen Eingangssignale werden im Block 261 ausgelesen. Wenn keine Übereinstimmung vorhanden ist, bedeutet das eine Störung der Steuereinrichtung (Block Z62(, und diese Information wird im Block 263 angezeigt. Wenn die Eingänge und die Lingangssignale übereinstimmen, erfaßt der Block 264 Verkabelungs-Störungen der Einheit oder des Flugzeugs, die im Block 265 gespeichert werden.

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Im Block 266 werden Ausgangsbefehle von der Schutzfunktions-Prozessoreinheit eingegeben und mit einem Analog-Digital-Umsetzer im Block 267 gelesen. Eine Störung der Ausgänge zeigt wiederum an, daß die Steuereinrichtung gestört ist, und diese Information wird zum Block 262 weitergeleitet und im Block 263 angezeigt. Wenn die Ausgänge nicht gestört sind, erfaßt der Block 268 etwaige Störungen der Flugzeug-Verkabelung in den Ausgangsschaltungen. Eine gestörte austauschbare Einheit betreffende Information wird im Block 269 gespeichert. Schließlich wird die Software der Schutzfunktions-Prozessoreinheit im Block 270 dadurch geprüft, daß die Programm-Bausteine gesondert erregt werden. Die dadurch aktivierten Ausgänge werden ebenfalls geprüft. Eine Störung wird als Störung der Steuereinrichtung im Block 262 erfaßt. Bei Abwesenheit von Störungen entscheidet der Block 271, daß die Schutzfunktionen in Ordnung sind,

In Fig. 18 werden die Steuer funktionen der Steuerfunktions-Prozessoreinheit 52 durch Erregen der Eingänge im Block geprüft. Im Block 276 werden die Eingänge unter Verwendung der Signalaustausch-Verbindung ("Handshake"-Verbindung) mit der Steuer funktions-Prozessoreinheit zum Abfragen der entsprechenden Steuer funkt ionen geprüft. Eine Störung bei einer dieser Prüfungen gibt an, daß die Steuereinrichtung gestört ist (im Block 277), und diese Information wird im Block 278 angezeigt. Wenn die Prüfungen ergeben, daß die Steuerfunktionen und Eingänge einwandfrei sind, prüft der Block 279 hinsichtlich einer gestörten LRU-Einheit des Hilfsaggregats oder einer Störung der Flugzeug-Verkabelung. Die Störungsinformation wird im Block 280 gespeichert.

Steuerfunktions-Ausgangssignale werden von der Schutzfunktions-Prozessoreinheit 53 zur Steuerfunktions-Prozessoreinheit 52 über die Austausch-Verbindung im Block 281 erzeugt. Wenn die Signale vom Analog-Digital-Umsetzer nicht

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korrekt sind, wird im Block 282 eine Störung der Steuerfunktions-Prozessoreinheit angezeigt und über den Block 277 zur Anzeige 278 geleitet. Eine dem Ausgang der Prozessoreinheiten der Steuereinrichtung zugeordnete gestörte Einheit des Hilfsaggregats oder eine Störung der Flugzeug-Verkabelung wird im Block 283 erfaßt und im Block 284 gespeichert. Die Funktionen der Steuerfunktions-Prozessoreinheit werden über die Austausch-Verbindung im Block 285 geprüft. Eine Störung wird im Block 278 angezeigt, Wenn die Steuereinrichtung ordnungsgemäß funktioniert, wird das im Block 286 bestätigt.

Die Fig. 21, 22 und 23 verdeutlichen typische Schaltungen zum Prüfen der Stellelemente des Hilfsaggregats und der Prozessor-Eingangsschaltungen. In Fig. 21 aktiviert die Schutzfunktions-Prozessoreinheit 53 eine Treiberstufe 290 im Ausgangskreis der Steuerfunktions-Prozessoreinheit 52. Die Treiberstufe ist über ein Glied 291 mit einem Hilfsaggregat-Stellglied 293 und einer Stromversorgung verbunden. Ein Spannungsfühlglied 29*t ist der Treiberstufe parallelgeschaltet, und ein Stromfühlglied 295 ist mit der Treiberstufe reihengeschaltet. Die Ausgänge der Fühlglieder sind über einen Multiplexer 296 mit einem Schutzfunktions-Prozessoreinheits-Eingang und einem Analog-Digital-Umsetzer verbunden. Die Spannungs- und Strombedingungen in der Schaltung werden analysiert, und es wird festgestellt, ob das Stellglied und das Verbindungs-Schaltglied 291 sowie die Treiberstufe 290 ordnungsgemäß arbeiten. Aufgrund der Spannungs- und Strom-Daten kann die Art einer Störung in der Treiberstufe, dem Stellglied oder dem Verbindungs-Schaltglied ermittelt werden.

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Fig. 22 zeigt die Schaltung zum Auslosen eines Drehzahlfühler-Eingangs. Das Ausgangssignal eines Oszillators wird über einen von der Schutzfunktions-Prozessoreinheit gesteuerten Schalter 301 einem frequenz-üigital-Umsetzer 302 in der Steuerfunktions-Prozessoreinheit 303 zugeführt. Weiteren Prozessor-Eingangsschaltungen wird ein geeignetes Signal, z. B. ein Analogsignal von der SChutzfunktions-Prozessoreinheit 53, durch einen Demultiplexer 305 zugeführt, dessen Ausgänge mit den verschiedenen Eingangsschaltungen 306 der Steuerfunktions-Prozessoreinheit 52 verbunden sind. Gleichartige Schaltungen können zum Prüfen der Eingänge der Schutzfunktions-Prozessoreinheit 53 eingesetzt werden.

In Fig. 19 ist das Programm zur Extraktion der gestörten LRU-Einheit des Hi Ifsaggregats im Block 252 (vgl. fig. 16) veranschaulicht. Im Block 310 wird Information bezüglich Hilfsaggregat-Abschaltungen aus dem Speicher 55 (vgl. Fig. 2) erhalten. Wenn die Information die gestörte Einheit identifiziert, wird diese Situation im Block 311 festgestellt und die entsprechende Information im Block 312 angezeigt. Wenn die gestörte Einheit nicht direkt durch die Abschaltinformation im Speicher angezeigt wird, analysiert der Block 312 die verschiedenen verfügbaren Daten zur Bestimmung der gestörten Einheit. Wenn die verfügbare Information die gestörte Einheit im Block 313 identifiziert, wird dies im Block 312 angezeigt. Wenn die Einheit nicht extrahierbar ist, werden die beim Abschalten aufgetretenen Symptome des Systems vom Block 314 ausgewählt und zusammen mit Flugzeug-Verkabelungsstörungen im Block 315 angezeigt.

Fig. 20 ist das Ablaufdiagramm für das Löschen des Speichers (Block 121 in Fig. 6). Im Block 318 werden in sämtliche Speicherste1len Nullen eingeschrieben . Der Block

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löst dann eine Anzeige "Permanentspeicher gelöscht" aus. Die Anzeige erscheint solange, wie die Löschtaste gedrückt ist (Block 320).

Der Permanent-Speicher 55 arbeitet so, daß er bei Stromabschaltung die gespeicherten Daten hält. Die Speichertätigkeit hängt von einer eingefangenen injizierten Ladung ab, und jedes Speicherbit ist ein duales Transistorpaar. Einsen und Nullen werden eingeschrieben, indem jeweils ein Transistor jedes Paars in einen Zustand hohen Widerstands und der andere in einen Zustand geringen Widerstands gebracht wird. Zum Speicher führende Eingänge werden während der erhöhten Energiezufuhr bzw. während der Energieabnahme des Hilfsaggregats isoliert, so daß die gespeicherten Daten nicht durch Übergangserscheinungen beeinflußbar sind.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

fly Prüf system für eine dynamische Maschine, die aufweist:

- Fühlelemente, die Betriebszuständen der Maschine entsprechende Signale erzeugen,

- eine programmierte Steuereinrichtung, die auf die Zustandssignale anspricht und Steuersignale zum Betrieb bzw. zum Abschalten der Maschine aufgrund eines Befehls oder des Auftretens eines Störungszustands erzeugt, und

- auf die Steuersignale ansprechende Stellelemente zum Betätigen und Abschalten der Maschine,

gekennzeichnet durch

- eine passive Prüfeinrichtung, die während des Betriebs der Maschine die Fühlelemente überwacht und eine Störung derselben erfaßt,

- eine aktive Prüfeinrichtung, die bei abgeschalteter Maschine arbeitet und die Abschaltursache feststellt,

- einen Speicher (55), der mit der passiven und der aktiven Prüfeinrichtung verbunden ist und die Identität gestörter Fühlelemente sowie die Ursache einer Maschinenabschaltung speichert, und

- eine mit dem Speicher (55) verbundene Sichtanzeige (56), die die Identität gestörter Fühlelemente sowie die Abschaltursache anzeigt.

572-(BO 1258)-Schö

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2. Prüfsystem nach Anspruch i,
gekennzeichnet durch

Überwachungsmittel für die Ausgangssignale der Maschinen-Steuereinrichtung (50) zwecks Feststellung, ob diese in bezug auf die angelegten Auslösesignale korrekt sind.
3. Prüfsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der programmierte Datenprozessor eine Steuerfunktions-Einheit (52) und eine Schutzfunktions-Einheit (53) umfaßt, und daß das Prüfsystem Mittel zum Prüfen der Steuer- und der Schutzfunktionen umfaßt.

k. Prüfsystem nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

Mittel zum Entscheiden, ob die Ursache eines Störungszustands bei der Maschinen-Steuereinrichtung (50) oder einem Betriebszustands-Fühlelement oder einem Stellelement liegt.

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