СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ ГОРИЗОНТИРОВАНИЯ

Заявленное техническое решение относится к управляющим системам и предназначено для размещения совместно с бортовым радиоэлектронным оборудованием для эксплуатации в полевых условиях, в составе объектов спецтехники в условиях механических воздействий, создаваемых средствами вооружения.
Система управления автоматизированной системой горизонтирования предназначена для контроля и обеспечения горизонтального положения платформы объекта эксплуатации или кузова-контейнера, оснащенного электрогидравлическим погрузочно-разгрузочным устройством в соответствии с алгоритмом горизонтирования.
Известно техническое решение по патенту РФ №139522, состоящее из корпуса, микропроцессорного блока управления, энергонезависимой памяти, блока приемника сигналов, блока передачи радиосигналов, блока формирования шкалы времени, блока интерфейса, блока считывателя карт, кнопок управления, блока индикации и как минимум одним датчиком удара.
Недостатком известного устройства является невозможность с его помощью в режиме реального времени автоматически производить горизонтальное позиционирование объекта эксплуатации.
Известно техническое решение по патенту РФ №131689, содержащее электрический датчик крена, источник сигнала, противоопрокидывающий механизм и датчики крена, установленные на выносной штанге за габаритами машины.
Недостатком известного устройства является невозможность автоматического горизонтального позиционирования платформы без вмешательства оператора, а также недостаточная надежность работы в условиях механических воздействий ввиду сложности конструкции.
Известно техническое решение по патенту РФ №94556, являющееся наиболее близким аналогом и выбранное в качестве прототипа, содержащее датчики крена, сориентированные в двух взаимно перпендикулярных направлениях, электрогидрораспределители гидроцилиндров опор, блок управления, узел контроля и блок управления в виде микропроцессорной системы.
Недостатком данного устройства является невозможность управления горизонтальным позиционированием объекта с удаленного рабочего места оператора для обеспечения безопасности при работе в жестких условиях эксплуатации. Другой недостаток заключается в том, что отсутствуют режимы автоматического свертывания и развертывания опор из транспортного положения и обратно. Кроме того устройство по известному решению не предназначено для установки и эксплуатации в полевых условиях, в том числе в составе объектов спецтехники и средств вооружения.
Заявленная система управления автоматизированной системой горизонтирования обеспечивает измерение величины наклона объекта эксплуатации в продольной и поперечной плоскостях, обработку полученного массива данных, выработку команд управления на исполнительные механизмы и дистанционное управление системой.
Технической задачей настоящего решения является создание устройства, обеспечивающего автоматизацию горизонтального позиционирования платформы в реальном масштабе времени в условиях механических воздействий.
Технический результат, достигаемый предлагаемым решением, заключается в повышении надежности при измерении величины наклона объекта эксплуатации в продольной и поперечной плоскостях и передачи команд управления, в том числе с удаленного рабочего места.
Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство контроля горизонтального позиционирования, содержит блок датчиков наклона, блок получения, обработки и ввода информации и средства контроля.
Блок датчиков наклона снабжен размещенными в нем инклинометром в поперечной плоскости, инклинометром в продольной плоскости, первым и вторым аналого-цифровыми преобразователями блока датчиков наклона, программируемой логической интегральной схемой, микроконтроллером, постоянным запоминающим устройством, индикатором величины наклона в поперечной плоскости, индикатором величины наклона в продольной плоскости, источником питания, релейным модулем и передатчиком.
Блок получения, обработки и ввода информации, содержащего приемник, микроконтроллер, индикатор величины наклона в поперечной плоскости, индикатор величины наклона в продольной плоскости, программируемую логическую интегральную схему, релейный модуль, блок индикаторов режима работы, источник питания, приемо-передатчик и органы управления.
Блок датчиков наклона предназначен для установки на вертикальной плоскости объекта эксплуатации с возможностью юстировки погрешности установки и выбора поперечной и продольной плоскости системы.
Блок получения, обработки и ввода информации выполнен в виде пульта оператора, который подключается к каналу связи с блоком датчиков наклона, что обеспечивает возможность установки на удаленном от объекта эксплуатации рабочем месте.
Устройство поясняется структурной схемой, представленной на фиг. 1.
Устройство контроля горизонтального позиционирования содержит:
- блок датчиков наклона (далее - БДН) 1;
- блок получения, обработки и ввода информации (далее - БИ) 2;
- инклинометр блока датчиков наклона в поперечной плоскости 3 (далее инклинометр X БДН);
- инклинометр блока датчиков наклона в продольной плоскости 4 (далее - инклинометр Y БДН);
- первый аналого-цифровой преобразователь 5 блока датчиков наклона 1 (далее - первый АЦП);
- второй аналого-цифровой преобразователь 6 блока датчиков наклона 1 (далее - второй АЦП);
- программируемая логическая интегральная схема 7 блока датчиков наклона 1 (далее - ПЛИС БДН);
- микроконтроллер 8 блока датчиков наклона 1 (далее - микроконтроллер БДН);
- постоянное запоминающее устройство 9 блока датчиков наклона 1 (далее - ПЗУ);
- индикатор величины наклона в поперечной плоскости 10 БДН (далее - индикатор X БДН);
- индикатор величины наклона в продольной плоскости 11 блока датчиков наклона (далее - индикатор Y БДН);
- источник питания 12 блока датчиков наклона (далее - источник питания БДН);
- передатчик 13 блока датчиков наклона (далее - передатчик БДН);
- приемник 14 блока получения, обработки и ввода информации 2 (далее - приемник БИ);
- микроконтроллер 15 БИ;
- индикатор величины наклона в поперечной плоскости 16 БИ (далее - индикатор X БИ);
- индикатор величины наклона в продольной плоскости 17 БИ (далее - индикатор Y БИ);
- программируемая логическая интегральная схема 18 блока получения, обработки и ввода информации 2 (далее - ПЛИС БИ);
- релейный модуль 19 БДН;
- релейный модуль 20 БИ;
- блок индикаторов режима работы 21;
- органы управления 22;
- источник питания 23 БИ;
- приемо-передатчик 24;
Блок датчиков наклона 1 выполняет функции определения величины наклона объекта эксплуатации в продольной и поперечной плоскостях, отображения текущих значений наклона, передачу полученных значений в последовательный канал и выдачу сигналов на горизонтальное позиционирование объекта эксплуатации, оснащенного электрогидравлическим погрузочно-разгрузочным устройством (ЭГПРУ).
Каждый инклинометр 3 и 4 блока датчиков наклона 1 представляет собой датчик, предназначенный для определения угла и преобразования его значения в напряжение.
Аналого-цифровые преобразователи 5 и 6 блока датчиков наклона 1 преобразовывают напряжение в цифровой код и передают его на программируемую логическую интегральную схему 7 БДН 1 для дальнейшей обработки.
Программируемая логическая интегральная схема 7 БДН 1 блока датчиков наклона 1 предназначена для обмена данными между ПЗУ 9, АЦП 5 и 6, а также микроконтроллером 8 БДН 1.
Микроконтроллер 8 БДН 1 и ПЛИС 7 БДН 1 соединены параллельной 16-ти разрядной шиной (на рис.не показано), которая обеспечивает требуемую скорость обмена данными.
Обмен данными с ПЗУ 5 и АЦП 6 осуществляется с помощью последовательного интерфейса.
Получение данных с АЦП 5 и 6 происходит непрерывно с определенной частотой, что обеспечивает накопление данных для последующей цифровой обработки полученного массива данных.
Микроконтроллер 8 БДН 1 осуществляет сбор, обработку информации, выдачу информации на индикаторы 11 и 12 БДН 1 и в последовательный канал передатчика 13 БДН 1 согласно алгоритму.
Полученные от ПЛИС 7 БДН 1 данные микроконтроллер 8 БДН 1 преобразовывает в цифровые коды, для вывода на индикаторы 11 и 12 БДН 1 и передачи по последовательному каналу на блок получения, обработки и ввода информации 2 (БИ).
Постоянное запоминающее устройство 9 (ПЗУ) предназначено для хранения массива неизменяемых данных.
Оператор при необходимости сохраняет нужные данные в ПЗУ 9. Сохраненные константы считываются микроконтроллером 8 БДН 1 и используются в алгоритме при расчете углов позиционирования.
Источник питания 12 БДН предназначен для формирования вторичных гальваноразвязанных напряжений питания для узлов блока.
Блок получения, обработки и ввода информации 2 выполняет функции управления электромеханическими частями гидроопор в ручном или автоматическом режиме в непосредственной близости к управляемому объекту или с удаленного автоматизированного рабочего.
Приемник 14 БИ 2 принимает данные полученные из БДН 1 и передает их в микроконтроллер 15 БИ 2, который в свою очередь, передает сигналы на индикаторы 16 и 17 БИ 2.
Программируемая логическая интегральная схема 18 БИ 2 предназначена для обмена данными между блоком индикаторов режима работы 21, органами управления 22, релейными модулями 19 и 20 и микроконтроллером 15 БИ 2.
Органы управления 22 представляют собой набор кнопок и тумблеров с помощью которых оператор осуществляет управление устройством для выполнения поставленных задач.
Релейные модули 19 и 20 БИ 2 предназначены для управления внешними устройствами, в том числе электромагнитами опор.
Микроконтроллер 15 БИ 2 осуществляет обработку полученных данных от БДН 1 и органов управления 22 и дает сигнал релейным модулям 19 и 20 БИ 2 на выдачу команд управления внешними устройствами (электромагнитами).
Источник питания 23 БИ 2 предназначен для обеспечения БИ 2 электрическим питанием
Приемо-передатчик 24 предназначен для осуществления обмена информацией между БИ 2 и автоматизированным рабочим местом оператора на расстоянии до 1200 м.
Выполнение устройства контроля горизонтального позиционирования в двухблочной конструкции, а именно блок датчиков наклона 1 и блок получения, обработки и ввода информации 2, обеспечивает возможность установки изделия на различных платформах с удаленностью блоков до 1200 м, что позволяет обеспечить работу оператора на безопасном удалении от объекта эксплуатации.
Измерение величины отклонения от горизонтального положения объекта эксплуатации и управление позиционирования платформы производятся удаленно двумя отдельными устройствами, одно из которых крепится непосредственно на платформе объекта эксплуатации и служит для измерения обработки и выдачи информации в канал связи, а второе устройство устанавливается удаленно на рабочем месте оператора и предназначено непосредственно для позиционирования платформы.
Благодаря такому конструктивному исполнению, устройство контроля горизонтального позиционирования может быть модернизировано для платформ с различными исполнительными механизмами и режимами работы.
В заявленном решении реализованы режимы автоматического свертывания и развертывания опор из транспортного положения, а также управление горизонтальным позиционированием объекта с удаленного рабочего места оператора в реальном масштабе времени для жестких условий эксплуатации.
Промышленная применимость заявленного устройства определяется возможностью его изготовления в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологий.