СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЛАТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЯ ЦИФРОВОГО РЕГУЛЯТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к оборудованию для контроля состояния электронных плат, предназначенных для комплектования систем управления сложными энергетическими объектами, например, авиационными газотурбинными двигателями (ГТД).
Плата вычислителя цифрового регулятора ГТД представляет собой электронное устройство, выполняющее функции конечной обработки поступающих дискретных и аналоговых сигналов. По результатам произведенной обработки поступающих сигналов в плате формируются управляющие воздействия на исполнительные механизмы, выдаются информационные сигналы в бортовые системы самолета. В состав платы входит микроконтроллер, в программный блок которого загружено прикладное программное обеспечение.
Известен автоматизированный программно-технический комплекс для контроля плат, содержащий микропроцесссор, соединенный через первое 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. Плата индикатора, согласующее устройство, счетчик-дешифратор, блок коммутации и задатчик нагрузки соединены с блоком 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.
Персональный компьютер является ведущим узлом в заявляемом комплексе и представляет собой компьютер семейства Pentium-2 с 2-мя COM портами. Компьютер задает команды, сравнивает принятые данные с эталонными и по результатам сравнения делает заключение состоянии платы.
(см. патент РФ на полезную модель №43979, кл. G01R 31/28, 2005 г.).
В результате анализа выполнения известного комплекса необходимо отметить, что он обладает весьма узкими технологическими возможностями, так как обеспечивает контроль плат только в отношении исправности АЦП и ЦАП. Использование в процессе контроля имитаторов АЦП и ЦАП снижает точность контроля.
Известен стенд для контроля платы обработки данных цифрового регулятора газотурбинного двигателя, содержащий модуль имитации команд и сигналов, включающий блок имитации сигналов датчиков, блок имитации аналоговых сигналов и блок калибровки термопар, а также модуль управления и блок питания. Стенд оснащен технологическим регулятором, имеющим возможность соединения через переходную плату с проверяемой платой, 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, при этом блок контроля аналоговых сигналов имеет выход для подсоединения прибора контроля значений сигналов с технологического регулятора.
(см. патент РФ на полезную модель №128735, кл. G05B 23/00, 2013 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного решения необходимо отметить, что он обладает весьма узкими технологическими возможностями, обусловленными контролем только термопар, каналов датчиков и аналоговых каналов аналоговых сигналов. Использование при проведении контроля большого количества промежуточных элементов (технологического регулятора, переходной платы) снижает оперативность и точность регулирования.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка стенда для контроля платы вычислителя цифрового регулятора ГТД, обеспечивающего высокую достоверность и оперативность контроля работоспособности всех основных каналов проверяемой платы и ее программного обеспечения.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в стенде для контроля платы вычислителя цифрового регулятора газотурбинного двигателя, содержащем модуль имитации команд и сигналов, включающий блок контроля аналоговых сигналов, а также регистрирующее устройство, имеющее возможность соединения с платой, новым является то, что модуль имитации команд и сигналов дополнительно содержит блок проверки каналов контроля тока форсажа, блок проверки частотных входов и блок проверки каналов контроля вибрации, причем стенд оснащен устройством подачи эталонного аналогового сигнала и устройством подачи эталонного частотного сигнала, первое из которых связано с входами блоков проверки каналов контроля тока форсажа и аналоговых входов, а второе - с входами блоков проверки частотных входов и проверки каналов контроля вибрации, при этом выходы блоков модуля имитации команд и сигналов предназначены для связи с соответствующими подлежащими контролю каналами платы, стенд также оснащен программным блоком, имеющим возможность соединения с контролируемой платой.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема стенда для контроля платы вычислителя цифрового регулятора ГТД.
Стенд для контроля платы 1 вычислителя цифрового регулятора ГТД включает модуль 2 имитации команд и сигналов, в состав которого входят блок 3 проверки каналов контроля тока форсажа, блок 4 проверки частотных входов, блок 5 проверки аналоговых входов, блок 6 проверки каналов контроля вибрации.
Стенд также содержит устройство 7 подачи эталонного аналогового сигнала и устройство 8 подачи эталонного частотного сигнала. Устройство 7 связано с входами блоков 3 и 5, а устройство 8 - с входами блоков 4 и 6. Выходы блоков 3, 4, 5, 6 предназначены для связи с соответствующими подлежащими контролю каналами платы 1.
Плата 1 также связана с программным блоком 9, в который введен набор тестирующих программ, а блок 9 связан с задатчиком 10 программы тестирования. Задатчик может быть выполнен в виде пульта с клавиатурой с указанием типа проверяемой платы вычислителя и наименований тестирующих программ.
Стенд оснащен регистрирующим устройством 11, предназначенным для регистрации сигналов контроля, поступающих с проверяемой платы.
Питание стенда осуществляется от блока питания (не показан).
Заявленный стенд скомплектован из стандартных блоков и модулей.
Так, в качестве устройства 7 подачи эталонного аналогового сигнала может быть использован стандартный регулируемый источник питания постоянного тока, в качестве устройства 8 подачи эталонного частотного сигнала - стандартный регулируемый низкочастотный генератор. В качестве программного блока 9 и задатчика 10 программы тестирования может быть использован стандартный персональный компьютер, в который заложены тестирующие программы, а посредством клавиатуры задается программа тестирования.
В качестве регистрирующего устройства могут быть использованы мультиметр (например, Sanwa PC-510), частотомер (например, FC-8030U), осциллограф (например, PS-605), каждый из которых предназначен для контроля определенного выходного сигнала и при проведении контроля каждый из которых соединяется с соответствующим контролируемым каналом платы 1.
В качестве блока питания может быть использован стандартный источник электропитания с фиксированным стабилизированным уровнем напряжения, например аккумулятор.
В качестве блока 3 проверки каналов контроля тока форсажа может быть использован стандартный многопозиционный переключатель то току
В качестве блока 4 проверки частотных входов может быть использован стандартный частотный регулятор.
В качестве блока 5 проверки аналоговых входов может быть использован, например, стандартный многопозиционный переключатель.
В качестве блока 6 проверки каналов контроля вибрации может быть использован стандартный частотный регулятор.
Заявленный стенд работает следующим образом.
Для проведения контроля платы 1 в нее загружают рабочее программное обеспечение, а в программный блок 9 - тестирующие программы. Соединяют с соответствующими блоками модуля 2 тестируемые входы и каналы платы 1, а ее программный блок - с программный блоком 9. Подключают к блокам 3 и 5, 4 и 6 соответственно устройства 7 и 8. Включают блок питания. Стенд готов к проведению контроля платы.
Работу стенда рассмотрим для каждого режима контроля.
Проверка каналов контроля токов форсажа.
Подключают к входам блока 3 устройство 7, выходы блока 3 соединяют с контролируемыми каналами тока форсажа платы, которые соединяют с регистрирующим устройством 11, например, мультиметром. Включают устройство 7, задавая аналоговый эталонный сигнал. С блока 3 последовательно задают различные значения эталонного сигнала, которые пропускаются через контролируемые каналы, из которых значения сигналов поступают на регистрирующее устройство 11. По значениям поступивших сигналов делают вывод о состоянии данных каналов (поступившие значения могут сравниваться с эталонными значениями, выраженными, например, в табличной форме, или в виде эталонных сигналов).
Проверка аналоговых входов
Подключают к входам блока 5 устройство 7, выходы блока 5 соединяют с контролируемыми входами аналоговых каналов, которые соединяют с регистрирующим устройством 11, например, мультиметром. Включают устройство 7, задавая аналоговый эталонный сигнал. С блока 5 последовательно задают различные значения эталонного сигнала, которые пропускаются через контролируемые каналы, на выходе из которых значения эталонных сигналов поступают на регистрирующее устройство 11, обработка которых проводится аналогично приведенному выше.
Проверка частотных входов.
Подключают к входу блока 4 устройство 8 подачи эталонного частотного сигнала. Выходы блока 4 соединяют с частотными входами платы 1. С данными входами также соединяют регистрирующее устройство 11. С блока 4 последовательно задают различные значения эталонного сигнала, которые пропускаются через контролируемые каналы, на выходе из которых значения эталонных сигналов поступают на регистрирующее устройство 11. По значениям поступивших сигналов, аналогично изложенному выше, делают вывод о состоянии частотных входов.
Проверка каналов контроля вибрации.
Подключают к входу блока 6 устройство 8 подачи эталонного частотного сигнала. Выходы блока 4 соединяют с каналами контроля вибрации платы. С данными каналами также соединяют регистрирующее устройство 11. С блока 6 последовательно задают различные значения эталонного сигнала, которые пропускаются через контролируемые каналы, на выходе из которых значения эталонных сигналов поступают на регистрирующее устройство 11. По значениям поступивших сигналов, аналогично изложенному выше, делают вывод о состоянии данных каналов.
Проверка сигналов широтно-импульсного модулятора (ШИМ).
Для проверки сигналов ШИМ используют тестирующую программу, которую задают с задатчика программы тестирования 10 на программный блок 9. При поступлении программных сигналов на ШИМ его показатели снимают регистрирующим устройством 11 (осциллографом) и сравнивают с эталонными и по их отличиям делают вывод о состоянии ШИМ.
Проверка дискретных сигналов управления
Для проверки дискретных сигналов управления используют тестирующую программу, которую задают с задатчика программы тестирования 10 на программный блок 9. При поступлении программных сигналов на входы каналов дискретных сигналов их показатели снимают регистрирующим устройством 11 (осциллографом) и сравнивают с эталонными и по их отличиям делают вывод о состоянии каналов. Проверка программного обеспечения.
Для проверки программного обеспечения используют тестирующую программу, которую задают с задатчика программы тестирования 10 на программный блок 9. При поступлении программных сигналов в плату и отработки их рабочей программой, выходные сигналы снимают регистрирующим устройством 11 (осциллографом) и сравнивают с эталонными и по их отличиям делают вывод о состоянии программного обеспечения платы.
В случае несоответствия параметров платы по одному из видов тестирования, она считается некондиционной.
После окончания проверки состояния платы 1 отключают блок питания и снимают плату.
Выполнение заявленного стенда позволяет обеспечить за один установ платы полный оперативный и достоверный ее контроль. Каждый вид контроля осуществляется независимо от других, что позволяет избежать влияния измеряемых сигналов друг на друга при их регистрации. Использование при проведении контроля как эталонных сигналов от источников, так и тестирующих программ позволяет обеспечить оптимальные условия каждого вида контроля и максимально приблизить его к условиям реальной эксплуатации платы.