АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ КОНТРОЛЬНО-ПРОВЕРОЧНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ ПРОВЕРКИ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ЦЕПЕЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО И ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ САМОЛЕТ-СИЛОВАЯ УСТАНОВКА

Предложенная полезная модель относится к области коктрольно-проверочной аппаратуры и может быть использовано для проверки работоспособности и регулирования многоканальных систем связи, в частности системы самолет - силовая установка.
Известна, выбранная в качестве ближайшего аналога, автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура, содержащая ПЭВМ, коммутатор каналов и блок контроля цепей (Патент РФ №2250565, кл. МПК Н 04 В 3 /46, опубл. 20.04.2005 Бюл. №11).
Недостатком данной коктрольно-проверочной аппаратуры является то, что она осуществляет только проверку цепей взаимодействия, не выполняя регулировку различных узлов.
Технической задачей предложенной полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства.
Поставленная задача достигается тем, что в автоматизированной коктрольно-проверочной аппаратуре для проверки и регулирования цепей энергетического и информационного взаимодействия системы самолет - силовая установка, содержащей ПЭВМ, соединенный с ней коммутатор каналов и соединенный с коммутатором каналов блок контроля цепей, введены соединенный с блоком контроля цепей контрольный разъем и блок регулирования соединенный с коммутатором каналов, при этом каждый из блоков контроля цепей и регулирования выполнен в виде соединенного с коммутатором каналов модуля вычислителя и соединенных с модулем вычислителя при помощи шины обмена информацией модуля измерения, коммутации и имитации аналоговых сигналов, модуля измерения, имитации и коммутации аналоговых сигналов с малыми амплитудами, модуля измерения, имитации и коммутации индуктивности, модуля измерения, имитации и коммутации сопротивлений, модуля измерения, имитации и коммутации термоЭДС, модуля измерения, имитации и коммутации цифровых сигналов, модуля измерения, имитации и коммутации исполнительных механизмов, модуля измерения, имитации и коммутации датчиков ДПИ, модуля измерения, имитации и коммутации источников питания.
Предложенная полезная модель поясняется при помощи схем приведенных на фигурах 1, 2, 3,4. На фиг.1, 2, 3 и 4 приняты следующие обозначения:
- ПЭВМ 1,
- коммутатор 2 каналов,
- блок 3 контроля цепей,
- блок 4 регулирования,
- контрольный разъем 5,
- контролируемые цепи 6 агрегатов силовой установки,
- контролируемые цепи 7 агрегатов самолета,
- модуль 8 вычислителя,
- модуль 9 измерения, коммутации и имитации аналоговых сигналов,
- модуль 10 измерения, коммутации и имитации аналоговых сигналов с малыми амплитудами,
- модуль 11 измерения, коммутации и имитации индуктивности,
- модуль 12 измерения, коммутации и имитации сопротивлений,
- модуль 13 измерения, коммутации и имитации термоЭДС,
- модуль 14 измерения, коммутации и имитации цифровых сигналов,
- модуль 15 измерения, коммутации и имитации исполнительных механизмов,
- модуль 16 измерения, коммутации и имитации датчиков ДПИ,
- модуль 17 источников питания,
- шина 18 обмена информацией.
Автоматизированная коктрольно-проверочная аппаратура для проверки и регулирования цепей энергетического и информационного взаимодействия системы самолет - силовая установка работает следующим образом.
Перед проведением проверок цепей многоканальных систем связи самолет - силовая установка оператор на ПЭВМ 1 выбирает программу, соответствующую определенному режиму проверки. После запуска программы проверки ПЭВМ 1 через коммутатор 2 каналов передает на блок 3 контроля цепей набор команд по проверке цепей агрегатов. Блок 3 контроля цепей обрабатывает полученный набор команд по проверке цепей агрегатов, формирует выходные командные аналоговые сигналы и передает их на контролируемые цепи 6 агрегатов силовой установки и контролируемые цепи 7 агрегатов самолета. Затем блок 3 контроля цепей принимает выходные сигналы от контролируемых цепей б агрегатов силовой установки и контролируемых цепей 7 агрегатов самолета,
обрабатывает их и сравнивает их с эталонными. Эталонные сигналы получены научным и экспериментальным путем после долголетних исследований и вносятся в блок 3 контроля цепей как критерий.
Результаты сравнения передаются через коммутатор 2 каналов на ПЭВМ 1. Оператор или ПЭВМ 1 принимают решение о работоспособности контролируемых цепей б агрегатов силовой установки и контролируемых цепей 7 агрегатов самолета.
Если полученные от контролируемых цепей 6 агрегатов силовой установки и контролируемых цепей 7 агрегатов самолета сигналы отклоняются от эталонных на предельно допустимую величину, то дальнейшая эксплуатация контролируемых цепей б агрегатов силовой установки и контролируемых цепей 7 агрегатов самолета.
Если полученные от контролируемых цепей 6 агрегатов силовой установки и контролируемых цепей 7 агрегатов самолета сигналы отклоняются от эталонных на значения, не превышающие предельно допустимые величины, то оператор или ПЭВМ 1 принимают решение о выдачи команд блоку 4 регулирования на формирование и выдачу команд на регулирование параметров агрегатов силовой установки и/или самолета. Например, комплексный регулятор силовой установки подает команду электроприводу выпускного топливного клапана на изменение исходного положения заслонки. После чего повторно производят проверку контролируемых цепей 6 и 7 тех агрегатов самолета и/или силовой установки, в которых производилось регулирование параметров. Если регулирование было произведено правильно, то контролируемые цепи 6 агрегатов силовой установки и контролируемые цепи 7 агрегатов самолета признаются годными для дальнейшей эксплуатации.
Если значения отклонений сигналов, полученных от контролируемых цепей 6 агрегатов силовой установки и контролируемых цепей 7 агрегатов самолета, от эталонных не уменьшились, то отстыковывают контролируемые цепи 6 агрегатов силовой установки от контролируемых цепей 7 агрегатов самолета и производят их автономную проверку (Фиг.2. 3). При этом контролируют выходные сигналы органов управления агрегатов силовой установки при помощи контрольного разъема 5. Если в результате проверки контролируемых цепей 6 агрегатов силовой установки, органов управления агрегатов силовой установки, контролируемых цепей 7 агрегатов самолета, органов управления агрегатов самолета выявляется, что их выходные сигналы не соответствуют требуемым, то они признаются непригодными для дальнейшей эксплуатации.
Если в результате проверки контролируемых цепей б агрегатов силовой установки и органов управления агрегатов силовой установки выявляется, что их выходные сигналы соответствуют требуемым, то признаются непригодными для дальнейшей эксплуатации те
агрегаты, в которых производилось регулирование.
Блоки 3 контроля цепей и 4 регулирования состоят из следующих модулей (фиг.4): 8 вычислителя, 9 измерения, коммутации и имитации аналоговых сигналов, 10 измерения, коммутации и имитации аналоговых сигналов с малыми амплитудами, 11 измерения, коммутации и имитации индуктивности, 12 измерения, коммутации и имитации сопротивлений, 13 измерения, коммутации и имитации термоЭДС, 14 измерения, коммутации и имитации цифровых сигналов, 15 измерения, коммутации и имитации исполнительных механизмов, 16 измерения, коммутации и имитации датчиков ДПИ, 17 источников питания. Модули 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 взаимодействуют с модулем 8 вычислителя (MB) посредством шины 18 обмена информацией.
MB 8 осуществляет управление модулями измерения и имитации, обмен информацией с ПЭВМ 1. Кроме того, MB 8 осуществляет расчет и реализацию математической модели газотурбинного двигателя (ГТД) и выдачу управляющих сигналов занимающих по времени не более Юме.
Модуль 9 измерения, коммутации и имитации аналоговых сигналов (MAC) осуществляет измерение и выдачу аналоговых сигналов постоянного и переменного тока с амплитудой до ±50 В и частотой до 10 кГц ввод и выдачу разовых команд. MAC 9 имеет следующие характеристики:
Диапазон и погрешность измерения входных напряжений - ±10 В (±0,1%), ±50 В (±0,25%);
- Переключение диапазонов измерения - программное (группами);
- Входное сопротивление каналов измерения - не менее 100 кОм;
- Фильтр низких частот (ФНЧ) 1-го порядка - на входе каждого канала;
- Частота среза ФНЧ - 10 кГц;
- Полное время переключения с канала на канал измерения - не более 4 мкс;
- Диапазон и погрешность изменения выходных напряжений (токов) встроенных источников -±12 В (±0,1%), ±100 мА (±0,5%);
- Форма сигнала на выходе встроенных источников - произвольная (максимальная частота дискретизации ЦАП - 250 кГц, разрядность - 12 бит);
- Переключение диапазонов выходных напряжений встроенных источников - поканальное (отдельный источник для каждой группы);
- Контроль реальных напряжений и токов на выходе источников - для каждого источника;
- Максимальное коммутируемое внешнее напряжение (ток) - 150 В (250 мА);
- Полное время переключения коммутируемых каналов на внешний или внутренний источник - не более 3 мс;
- Защита всех входов - ±80 В;
- Максимальная частота дискретизации АЦП - 250 кГц;
- Полное время опроса и установки значения всех каналов (с момента получения команды от MB) - не более 3 мс;
- Функции встроенного контроллера - коммутация и измерение входных параметров, формирование 4-х выходных воздействий одновременно, взаимодействие с MB 8.
Модуль 10 измерения, коммутации и имитации аналоговых сигналов с малыми амплитудами (МАС-Д) осуществляет измерение и выдачу аналоговых сигналов постоянного и переменного тока с амплитудой до ±5 В и частотой до 10 кГц, измерение сопротивлений.
МАС-Д 10 имеет следующие характеристики:
Диапазон и погрешность измерения входных напряжений - из ряда: ±5 В (±0,1%), ±2,5 В (±0,1%), ±1 В (±0,1%), ±500 мВ (±0,1%), ±250 мВ (±0,1%), ±100 мВ (±0,1%), ±50 мВ (±0,25%), ±25 мВ (±0,25%);
- Переключение диапазонов измерения - программное (группами);
- Входное сопротивление каналов измерения - не менее 1 МОм;
- ФНЧ 1-го порядка - на входе каждого канала;
- Частота среза ФНЧ - 10 кГц;
- Полное время переключения с канала на канал измерения - <=10 мкс;
- Диапазон и погрешность изменения выходных напряжений (токов) встроенных источников - ±5 В (±0,1%), ±10 мА (±0,5%);
- Форма сигнала на выходе встроенных источников - произвольная по таблице (максимальная частота дискретизации ЦАП - 100 кГц, разрядность - 12 бит);
- Переключение диапазонов выходных напряжений встроенных источников - поканальное (отдельный источник для каждой группы);
- Контроль реальных напряжений и токов на выходе источников - для каждого источника;
- Полное время подключения/отключения каналов имитации - <=10 мкс;
- Защита всех входов - ±80 В;
- Максимальная частота дискретизации АЦП - 100 кГц;
- Полное время опроса и установки значения всех каналов (с момента получения команды от MB) не более 5 мс;
- Функции встроенного контроллера - коммутация и измерение входных параметров, формирование 4-х выходных воздействий одновременно, взаимодействие с MB 8.
- Модуль 11 измерения, коммутации и имитации индуктивности (МИИ) осуществляет имитацию индуктивных датчиков типа ДЧВ, ДТА, ДАТ, СКТ, ДБСКТ, ДОС, ДС-11 Г, и т.п.
МИИ 11 имеет следующие характеристики:
- Тип каналов имитации - трансформатор;
- Активное выходное сопротивление - 1000 ±100 Ом (предварительная информация);
- Выходная индуктивность - 80 ±20 мГн (предварительная информация);
- Диапазон и погрешность изменения коэффициента трансформации - 0...1 (±0,1%);
- Внешнее опорное напряжение - ~36В (300 Гц...5000 Гц), ~6 В (300 Гц...5000 Гц);
- Переключение диапазона входного опорного напряжения - программное по группам;
- Входное сопротивление канала опорного напряжения - не менее 10 кОм;
- Диапазон и погрешность изменения выходных напряжений встроенных источников опорного напряжения - ±12 В (±0,1%);
- Форма сигнала на выходе встроенных источников опорного напряжения - произвольная по таблице (максимальная частота дискретизации ЦАП - 100 кГц, разрядность - 12 бит);
- Контроль реальных напряжений и токов на выходе имитаторов - для каждого канала;
- Имитация обрыва и короткого замыкания - для каждого канала;
- Полное время подключения/отключения каналов имитации - не более 10 мкс;
- Полное время опроса и установки значения всех каналов (с момента получения команды от MB) - не более 5 мс;
- Функции встроенного контроллера - управление имитаторами, взаимодействие с MB 8.
Модуль 12 измерения, коммутации и имитации сопротивлений (МИС) осуществляет имитацию датчиков типа П-97, П-120, П-125 и других аналогичных им.
МИС 12 имеет следующие характеристики:
- Тип каналов имитации - активное сопротивление;
- Диапазон и погрешность изменения выходного сопротивления - 50...250 Ом (±0,1%), 500...2500 Ом (±0,1%);
- Максимальный ток возбуждения датчика - 10 мА (1000м), 1 мА (1000 Ом);
- Разрядность ЦАП изменения сопротивления - 12бит;
- Переключение диапазона выходного сопротивления - программное по группам;
- Контроль реальных сопротивлений на выходе имитаторов - для каждого канала;
- Имитация обрыва и короткого замыкания - для каждого канала;
- Полное время подключения/отключения каналов имитации - не более 10 мкс;
- Привязка к «0B» - для каждой группы свой «0». «0» групп изолированы друг от друга, от «-27В» и от корпуса блока;
- Полное время опроса и установки значения всех каналов (с момента получения команды от MB) - не более 5 мс;
- Функции встроенного контроллера - управление имитаторами, взаимодействие с MB 8.
- Модуль 13 измерения, коммутации и имитации термоЭДС (МИЭ) осуществляет имитацию термопар типа Х-А, Х-К и т.д.
МИЭ 13 имеет следующие характеристики:
- Тип каналов имитации - термоЭДС;
- Выходное сопротивление канала имитации - не более 0,5 Ом;
- Диапазон и погрешность изменения выходного напряжения - ±100 мВ (±0,1%), ±25 мВ(±0,1%);
- Разрядность ЦАП изменения напряжения - 12 бит;
- Переключение диапазона выходного сопротивления - программное по группам;
- Контроль реальных напряжений на выходе имитаторов - для каждого канала;
- Имитация обрыва и короткого замыкания - для каждого канала;
- Полное время подключения/отключения каналов имитации - не более 10 мкс;
- Привязка к «0B» - для каждой группы свой «0». «0» групп изолированы друг от друга, от «-27В» и от корпуса блока;
- Полное время опроса и установки значения всех каналов (с момента получения команды от MB) - не более 5 мс;
- Функции встроенного контроллера - управление имитаторами, взаимодействие с MB 8;
-Для компенсации термоЭДС холодных спаев имитатора необходимо: либо применять термокомпенсационные разъемы, либо предусмотреть датчик температуры в разъеме.
Модуль 14 измерения, коммутации и имитации цифровых сигналов (МЦС) осуществляет прием и передачу информации по параллельным и последовательным цифровым каналам информационного обмена.
МЦС 14 имеет следующие Характеристики:
- Тактовая частота приемника и передатчика - 12,5 кГц, 100 кГц, 250 кГц (устанавливается программно для каждого канала);
- Функции встроенного контроллера - управление приемо-передатчиками, взаимодействие с MB 8.
- Модуль 15 измерения, коммутации и имитации исполнительных механизмов (МИИМ) осуществляет имитацию исполнительных механизмов типа МКТ, ЭГК, ЭГП и т.п.
МИИМ 15 имеет следующие характеристики:
- Тип каналов имитации - катушка индуктивности;
- Активное выходное сопротивление - 500 ±10 Ом (предварительная информация);
- Выходная индуктивность - 50 ±10 мГн (предварительная информация);
- Рассеиваемая мощность - не менее 2 Вт на канал (предварительная информация);
- Диапазон и погрешность изменения амплитуды сигнала на ИМ - ±80 В (±0,25%);
- Измерение форма сигнала на ИМ - АЦП (максимальная частота дискретизации - 250 кГц/канал, разрядность - 12 бит);
- Имитация обрыва и короткого замыкания (учесть входное напряжение 27 В) - для каждого канала;
- Полное время подключения/отключения каналов имитации- не более 10 мкс;
- Полное время опроса и установки значения всех каналов (с момента получения команды от MB) - не более 5 мс;
- Функции встроенного контроллера - управление имитаторами, взаимодействие с MB 8.
Модуль 16 измерения, коммутации и имитации датчиков ДПИ (датчик пламени ионизационный) (МИД).
МИД 16 осуществляет имитацию датчиков ДПИ.
Модуль 17 источников питания (МИП) осуществляет питание устройства и состоит из двух источников постоянного тока 27В с диапазоном выходных напряжений - 0...40 В (0...5А) (устанавливается программно), одного источника переменного тока 115 В 400 Гц с диапазоном выходных напряжений 115 В ±5% (макс 3А). МИП 17 так же осуществляет измерение реальных напряжений и токов при нагрузке для каждого канала и имеет точность измерения напряжения - ±0,25%, точность измерения тока - ±0,25%.
Таким образом, за счет введения в состав автоматизированной коктрольно-проверочной аппаратуры для проверки и регулирования цепей энергетического и информационного взаимодействия системы самолет - силовая установка блока регулирования и контрольного разъема расширяются функциональные возможности устройства.