СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЛАТЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ЦИФРОВОГО РЕГУЛЯТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к оборудованию для контроля электронных плат, входящих в системы управления сложных энергетических объектов, например, авиационных газотурбинных двигателей (ГТД).
Известна аппаратура контроля многослойных печатных плат, содержащая основание с установленным на нем адаптером и прижимными механизмами. Адаптер содержит два ложемента с направляющими штифтами и три базовых фиксатора для закрепления контролируемой многослойной печатной платы. Прижимные механизмы содержат направляющую панель с закрепленными на ней матрицей с подпружиненными контактами и двумя фиксаторами для установки матрицы. Базовые фиксаторы содержат рычаг на оси вращения, опирающийся одним концом на подпружиненную втулку на основании, а другим прижимает контролируемую многослойную печатную плату к ложементу. Фиксаторы соединяются ручкой для одновременного перемещения подпружиненных рычагов по направляющим и установки направляющей панели с матрицей в двух положениях: рабочем и исходном.
Для проверки контролируемая многослойная печатная плата устанавливается на ложементы по штифтам при отведенных через пазы во втулках рычагах и прижимается ими. Прижимные механизмы при этом находятся в исходном положении и приводятся в движение каждый для раздельного контактирования к соответствующим контактным площадкам контролируемой многослойной печатной платы. Ручки отводят рычаги из исходного положения и перемещают направляющие панели и матрицы с подпружиненными контактами в направлении контролируемой многослойной печатной платы до установки и фиксации рабочего момента - полного прижатия подпружиненных контактов матриц к контактным площадкам контролируемой многослойной печатной платы.
(см. патент РФ на полезную модель №109365, кл. Н05К 1/18, 2011 г.).
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что оно обеспечивает точную установку платы и гарантированное сопряжение ее контактов с матрицей, однако, оно не обеспечивает контроль состояния платы, для чего необходимо использовать не входящее в состав устройства оборудование.
Известен автоматизированный программно-технический комплекс для контроля плат, содержащий микропроцесссор, соединенный через согласующее устройство с персональным компьютером, и через второе согласующее устройство - со счетчиком-дешифратором, соединенным с блоком коммутации. Блок коммутации связан с задатчиком нагрузки, имитатором тензопреобразователя и пультом, связанным с микропроцессором, который связан с имитатором аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и имеет входы для подключения проверяемых плат индикатора, платы АЦП и платы цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Имитатор тензопреобразователя имеет вход для подключения проверяемой платы АЦП, а имитатор АЦП имеет вход для подключения проверяемой платы ЦАП. Устройство для измерения параметров состоит из осциллографа и вольтметра, соединенных с выходами задатчика нагрузки. Персональный компьютер связан с вольтметром. Плата индикатора, согласующее устройство, счетчик-дешифратор, блок коммутации и задатчик нагрузки соединены с выходом блока питания. Блок коммутации состоит из последовательно соединенных счетчика-электронного ключа и блока реле. Персональный компьютер служит задатчиком кода для одного из проверяемых типов плат - платы индикатора, задатчиком для второго типа проверяемых плат - платы АЦП - служит имитатор тензопреобразователя, а задатчиком кода для третьего типа плат - платы ЦАП - является имитатор АЦП, связанный с микропроцессором.
В данном комплексе микропроцессор предназначен для приема команды от персонального компьютера, выдачи ему подтверждения о выполнении команды с необходимыми данными, полученными в результате ее выполнения; формирования сигналов управления проверяемых плат; приема сигналов с плат; выполнения калибровки плат; выполнения записи данных в ЕППЗУ (в электронно перепрограммируемую память) проверяемых плат (кроме платы индикатора); управления блоком коммутации; проверки напряжения питания тензопреобразователя.
Согласующее устройство представляет собой оптронную развязку и обеспечивает обмен данными между персональным компьютером и микропроцессором.
Персональный компьютер является ведущим узлом в заявляемом комплексе и представляет собой компьютер семейства Pentium-2 с 2-мя СОМ портами. Компьютер задает команды, сравнивает принятые данные с ожидаемыми и делает заключение о правильности работы того или иного типа плат.
Согласующее устройство представляет собой оптронную развязку, которая позволяет избежать взаимного влияния друг на друга блока коммутации и микропроцессора.
Задатчик нагрузки представляет собой набор сопротивлений, переключаемых с помощью реле блока коммутации.
Имитатор тензопреобразователя необходим для работы проверяемых плат АЦП и служит для задания нагрузки по напряжению.
Пульт служит для ввода данных и представляет собой клавиатуру с указанием типа проверяемых плат.
Управление работой комплекса осуществляется от персонального компьютера.
На проверяемые платы подаются напряжения с блока питания. На плату АЦП поступает также напряжение с задатчика нагрузки, на плату ЦАП подается код давления с имитатора АЦП.
После выполнения команды микропроцессор выдает через согласующее устройство персональному компьютеру код выполненной команды, а также данные с ожидаемыми параметрами и делает заключение о правильности работы того или иного функционального блока. Компьютер сравнивает принятые данные с ожидаемыми и делает заключение о правильности работы проверяемой платы. При проверке выставляемых токов и энергопотребления плат компьютер принимает данные от цифрового вольтметра. Когда требуется визуальное оценивание параметров плат индикатора и платы ЦАП, оператор проверяет соответствие значения параметра норме визуально или по осциллографу и заносит результат в компьютер.
(см. патент РФ на полезную модель №43979, кл. G01R 31/28, 2005 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения известного комплекса необходимо отметить, что он не позволяет воспроизвести и проверить работу платы в сочетании с другими платами реального регулятора.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка стенда для контроля платы обработки данных цифрового регулятора ГТД с установленными на ней всеми электронными элементами, обеспечивающего высокую достоверность и оперативность контроля работоспособности проверяемой платы в условиях максимально приближенных к реальной работе в составе штатного регулятора.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в стенде для контроля платы обработки данных цифрового регулятора газотурбинного двигателя, содержащем модуль имитации команд и сигналов, включающий блок имитации сигналов датчиков, а также модуль управления и блок питания, новым является то, что стенд оснащен технологическим регулятором, имеющим возможность соединения через переходную плату с проверяемой платой, а модуль имитации команд и сигналов снабжен блоком калибровки термопар и блоком контроля аналоговых сигналов, входы и выходы блоков модуля имитации команд и сигналов связаны с входами и выходами модуля управления, входы блоков калибровки термопар и контроля аналоговых сигналов связаны с выходами технологического регулятора, в выход блока имитации сигналов датчиков связан с входом технологического регулятора, причем блок калибровки термопар имеет возможность соединения с источником эталонного сигнала, а блок контроля аналоговых сигналов имеет выход для подсоединения прибора контроля значений сигналов с технологического регулятора.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема стенда контроля платы обработки данных цифрового регулятора ГТД.
вх
вх
вна
к
Стенд для контроля платы обработки данных цифрового регулятора ГТД включает технологический регулятор 1, который посредством переходной платы 2 имеет возможность соединения двунаправленной связью с проверяемой платой 3. Стенд оснащен модулем 4 имитации команд и сигналов, в состав которого входят блок 5 калибровки термопар, блок 6 контроля аналоговых сигналов и блок 7 имитации сигналов датчиков (например, температуры воздуха на входе в ГТД (Т), частоты вращения ротора компрессора (n), давления воздуха на входе (Р), положения направляющих аппаратов компрессора (α), давления воздуха на выходе из компрессора (Р) и пр.).
Питание стенда осуществляется от блока 8 питания. Стенд также включает модуль 9 управления.
Блок 5 имеет выход «А» для подсоединения источника (не показан) подачи эталонного напряжения для проведения калибровки.
Блок 6 имеет выход «В» для подсоединения прибора (не показан, например, вольтметра) для контроля значения сигнала, поступающего на блок 6 от технологического регулятора 1.
Входы блоков 5 и 6 связаны с выходами технологического регулятора 1, а их выходы связаны с модулем управления 9. Входы блоков 5, 6 и 7 связаны с выходами модуля 9 управления, выходы блоков 5, 6, 7 также связаны с модулем 9 управления. Выход блока 7 связан с входом технологического регулятора 1.
Заявленный стенд скомплектован из стандартных блоков и модулей.
Так, в качестве модуля 9 управления может быть использован стандартный компьютер, в программный блок которого заложены программы контроля плат, задание режима работы задается с клавиатуры, а на мониторе визуализируются результаты проверки.
В качестве технологического регулятора 1 используется реальный регулятор ГТД, укомплектованный всеми эталонными платами, за исключением проверяемой платы, в корпусе которого организовано технологическое окно напротив разъема, в которое вместо проверяемой платы 3 устанавливается переходная плата 2 с быстросъемным зажимом, так что проверяемая плата 3 легко коммутируется со своим штатным разъемом регулятора, находясь вне его корпуса.
В качестве блока питания может быть использован стандартный источник электропитания с фиксированным стабилизированным уровнем напряжения, например аккумулятор.
В качестве блока 5 калибровки термопар может быть использован, например, настроечный резистор.
В качестве блока 6 контроля аналоговых сигналов может быть использован стандартный переключатель, соединенный с соответствующими сигналами технологического регулятора.
В качестве блока 7 имитации сигналов датчиков может быть использован например, стандартный переключатель, соединенный с источниками сигналов.
Переходная плата 2 представляет собой блок разъемов, позволяющих обеспечить стыковку проверяемой платы 3 с технологическим регулятором 1.
Заявленный стенд работает следующим образом.
Для проведения контроля платы 3 ее через переходную плату 2 стыкуют с технологическим регулятором 1 и фиксируют на регуляторе быстросъемным зажимом (не показано). Включают блок 8 питания. С клавиатуры модуля управления 9 задают режим калибровки термопар. Термопары предназначены для измерения и регулирования температуры рабочего тела, например газотурбинного двигателя, которым управляет цифровой регулятор. Калибровочный сигнал поступает в блок 5 с выхода «А». Результаты калибровки поступают в модуль управления 9. В результате калибровки обеспечивается необходимая точность каналов измерения и регулирования температуры рабочего тела.
Далее с модуля 9 управления (или вручную, при наличии механического переключателя) выдают команду на блок 7 для имитации аналогового сигнала одного из датчиков. С блока 7 имитирующий работу датчика сигнал поступает на технологический регулятор 1, который отрабатывает управляющие команды в комплекте с проверяемой платой 3. Отработанные платой 3 команды через переходную плату 2 передаются на технологический регулятор и с него - на блок 6, с которого отработанная команда передается на монитор модуля 9 управления. Если необходимо определять значение сигнала, то поступающий в блок 6 сигнал снимается с выхода «В» блока 6 и передается на прибор регистрации значений сигналов о состоянии проверяемой платы. В качестве такого прибора может быть использован, например, вольтметр. После отработки платой заданного сигнала переключают блок имитации на проверку его работы в отношении сигнала, имитирующего работу другого датчика и так далее, пока не будут отработаны все сигналы.
После окончания проверки состояния платы отключают блок питания 8, раскрепляют быстросъемный зажим и снимают плату 3. Для контроля очередной платы технологический регулятор, в случае необходимости, соединяют с соответствующей переходной платой, с которой стыкуют очередную проверяемую плату и далее цикл повторяется.
Выполнение заявленного стенда позволяет обеспечить оперативный и достоверный контроль различных плат совместно с работой плат устройства, в составе которого она будет функционировать.