Устройство ввода дискретных сигналов в резервированную систему управления для стендовых испытаний ракетно-космической техники

Авторы патента:

G05B9 - Блокировочные или предохранительные устройства (G05B 7/00 имеет преимущество; устройства безопасности в системах с программным управлением G05B 19/048, G05B 19/406; предохранительные вентили F16K 17/00; аварийные защитные устройства H02H)

Владельцы патента RU 2487383:

Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" (RU)

Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами при наземных испытаниях изделий ракетно-космической техники (РКТ) и может быть использовано при стендовой отработке авиационной, транспортной техники, а также химических установок. Техническим результатом является упрощение аппаратуры ввода дискретных сигналов в резервированную систему управления для стендовых испытаний РКТ. Устройство содержит блок барьеров искрозащиты, через который дискретные сигналы реле давления и других датчиков контактного типа подключаются к первому информационному входу первого мультиплексора, ко второму информационному входу которого подключаются выходы регистра имитации входов, кодовое состояние которого задается программируемым логическим контроллером регистрации-имитации через четвертый приемо-передатчик и блок управления, которым также передаются значения входных дискретных сигналов с выхода второго мультиплексора в указанный контроллер и через первый, второй и третий приемопередатчики в три управляющих программируемых логических контроллера резервированной системы управления. 1 ил.

Стендовые системы управления выполняют при наземных испытаниях изделий РКТ комплекс достаточно сложных и ответственных задач, особенно при испытаниях блоков ракет-носителей, что обуславливает их резервированное исполнение для гарантии высокой надежности. Наряду с этим они имеют большое число каналов связи с объектом управления, в том числе дискретных датчиков различного типа. По этим причинам стендовые системы управления представляют собой сложные и дорогостоящие аппаратурно-программные комплексы. Стоимость является важной характеристикой стендовых систем управления при их создании, так как от нее существенно зависит конкурентоспособность разработки этих систем. Это относится и к средствам ввода дискретной информации как одной из основных частей стендовых систем управления испытаниями изделий РКТ.

Известно устройство ввода дискретных сигналов в резервированную систему управления для стендовых испытаний ракетно-космической техники по заявке на изобретение №2011113641/08(020179) от 09.04.2011 г., МПК G05B 9/00, содержащее блок барьеров искрозащиты, входы которого соединены с дискретными датчиками объекта управления, а выход подключен к первому информационному входу первого мультиплексора, управляющий вход которого соединен с первым выходом регистра команд, вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющим входом второго мультиплексора и с первым входом регистра имитации входов, второй вход которого подключен ко второму выходу регистра команд, а выход - ко второму информационному входу первого мультиплексора, выход которого подключен к первому информационному входу второго мультиплексора, второй информационный вход которого соединен с третьим выходом регистра команд.

Устройство сопрягается с основным и дублирующим программируемыми логическими контроллерами резервированной системы управления, связанными выходами соответственно с первым и вторым входами блока управления, а входами - с выходом второго мультиплексора. В этом устройстве реализуются два режима работы: приема дискретных сигналов и проверки средств их приема. Управление режимами работы устройства осуществляется основным программируемым логическим контроллером резервированной системы управления, а с выхода дублирующего программируемого логического контроллера в устройство передаются коды имитации значений входных дискретных сигналов в соответствии с алгоритмом управления изделием и стендом и моделью их функционирования.

Недостатком данного устройства является усложненная схема ввода дискретных сигналов в случае резервирования системы управления тремя каналами, работающими по мажоритарной логике. Дополнительно к управляющим программируемым логическим контроллерам этих трех каналов в систему управления стендовыми испытаниями изделий РКТ входит четвертый программируемый логический контроллер регистрации-имитации. Для такой структуры системы управления необходимо входные дискретные сигналы подключать одновременно к трем таким устройствам ввода дискретных сигналов, каждое из которых соединено с одним из управляющих программируемых логических контроллеров и с программируемым логическим контроллером регистрации-имитации. Избыточность такой структуры связана с двумя причинами. Во-первых, из-за модульности построения средств дискретной информации, т.е. общепринятого наращивания этих средств модулями на 8, 16, 32 канала ввода, что обеспечивает возможность дополнительного многократного резервирования. Во-вторых, в данном устройстве не учитываются различные требования к надежности приема и обработки дискретных сигналов. Если, например, сигнализатор давления в камере сгорания двигателя для его аварийной защиты сам резервирован и требует максимальной надежности реакции на его срабатывание, то имеется большое число дискретных датчиков, значения сигналов которых могут быть оценены по другим (часто аналоговым) датчикам, а алгоритмы их обработки дублируются действиями оперативного персонала.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении и снижении стоимости аппаратуры ввода дискретных сигналов в резервированную систему управления стендовыми испытаниями изделий РКТ.

Для достижения указанной цели в устройство введены первый, второй, третий и четвертый приемо-передатчики, первые входы-выходы первого, второго и третьего из которых соединены с входами-выходами соответственно первого, второго и третьего управляющих программируемых логических контроллеров резервированной системы управления, первый вход-выход четвертого из них соединен с входом-выходом программируемого логического контроллера регистрации-имитации резервированной системы управления, а их вторые входы-выходы подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам-выходам блока управления, вход которого подключен к выходу второго мультиплексора.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство ввода дискретных сигналов с датчиков объекта управления содержит блок барьеров искрозащиты 1 цепей датчиков, соединенный с первым информационным входом первого мультиплексора 2, второй информационный вход которого соединен с выходом регистра имитации входов 3. Выход первого мультиплексора 2 подключен к первому информационному входу второго мультиплексора 4, выход которого подключен к первому входу блока управления 5, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом регистра команд 6, управляющим входом второго мультиплексора 4 и первым входом регистра имитации входов 3, второй вход которого подключен ко второму выходу регистра команд 6, третий выход которого соединен со вторым информационным входом второго мультиплексора 4. Первый, второй и третий приемо-передатчики 7-1, 7-2 и 7-3 первыми входами-выходами соединены соответственно с входами-выходами первого, второго и третьего программируемых логических контроллеров резервированной системы управления (на чертеже условно не показаны), а вторыми входами-выходами - соответственно с первым, вторым и третьим входами-выходами блока управления 5. Четвертый приемо-передатчик 7-4 первым входом-выходом подключен к входу-выходу программируемого логического контроллера регистрации-имитации резервированной системы управления, а выходом - к четвертому входу-выходу блока управления 5.

В начальном состоянии при включении питания в программируемые логические контроллеры резервированной системы управления может поступать информация через приемо-передатчики 7-1, 7-2, 7-3 и 7-4 либо с дискретных датчиков, либо с выхода регистра имитации входов 3, что определяется установившимся при включении питания логическим значением сигнала на первом выходе регистра команд 6, поступающем на управляющий вход первого мультиплексора 2.

Устройство работает в двух режимах - основном и имитационном, что задается управляющими программируемыми логическими контроллерами через блок управления 5, где происходит выравнивание сигналов от этих контроллеров по схеме 2 из 3. Основной режим - работа при испытаниях. В этом режиме дискретные сигналы объекта управления через блок барьеров искрозащиты 1 поступают на первый информационный вход первого мультиплексора 2 и затем при нулевом логическом сигнале на его управляющем входе, установленном на первом выходе регистра команд 6, поступают на первый информационный вход второго мультиплексора 4. Информация с выхода последнего при нулевом логическом сигнале на его управляющем входе, который вырабатывается блоком управления 5 по запросам программируемых логических контроллеров, поступает на входы-выходы последних через приемо-передатчики 7-1, 7-2, 7-3 и 7-4.

Имитационный режим устанавливается по командам управляющих программируемых логических контроллеров, которые дешифрируются блоком управления 5, устанавливающим в регистре команд 6 код этого режима. В соответствии с этим кодом на управляющий вход первого мультиплексора 2 поступает единичный логический сигнал, определяющий считывание на его выход состояния регистра имитации входов 3, выход которого подключен ко второму информационному входу первого мультиплексора 2. Сигнал считывания состояния регистра имитации входов 3 задается со второго выхода регистра команд 6. Далее код регистра имитации входов 3, как в основном режиме, через второй мультиплексор 4, блок управления 5 и приемо-передатчики 7-1, 7-2, 7-3 и 7-4 передается в программируемые логические контроллеры. Информация о коде состояния регистра команд 6 поступает от программируемого логического контроллера регистрации-имитации через четвертый приемо-передатчик 7-4, четвертый вход-выход блока управления 5 и первый выход последнего. Последовательность поступления кодов в регистр имитации входов 3 определяется алгоритмом управления конкретным испытанием изделия РКТ и моделью функционирования этого изделия, запрограммированными в программируемом логическом контроллере регистрации-имитации. Эта последовательность кодов реализуется при проверках резервированной системы управления в процессе подготовки очередного испытания изделия РКТ.

В обоих режимах управляющие программируемые логические контроллеры имеют возможность прочитать состояние регистра команд 6, для чего по единичному логическому сигналу на управляющем входе второго мультиплексора 4, устанавливаемому по командам управляющих программируемых логических контроллеров через приемопередатчики 7-1, 7-2 и 7-3 и блок управления 5, в систему управления поступает информация о состоянии регистра команд 6, которая транслируется через второй информационный вход второго мультиплексора 4 на выход последнего. В процессе испытаний информация о значениях сигналов дискретных датчиков, как это описано выше, поступает одновременно во все программируемые логические контроллеры.

Упрощение и снижение стоимости аппаратуры ввода дискретной информации в резервированную систему управления стендовыми испытаниями РКТ достигается уменьшением количества модулей при сохранении возможности при необходимости резервирования каналов ввода дискретных сигналов за счет модульности построения этой аппаратуры. Кроме того, упрощение аппаратуры достигается тем, что предлагаемое решение ориентировано на использование в системе управления интерфейсов последовательного типа, например интерфейса космического назначения типа SpaceWire, принятого к внедрению космическими агентствами ведущих стран, в том числе России. Приемо-передатчик для таких интерфейсов реализуется либо одной специализированной микросхемой, либо микросхемой программируемой логической матрицы, что незначительно усложняет схему каждого модуля ввода дискретных сигналов.

Устройство ввода дискретных сигналов в резервированную систему управления для стендовых испытаний ракетно-космической техники, содержащее блок барьеров искрозащиты, входы которого соединены с дискретными датчиками объекта управления, а выход подключен к первому информационному входу первого мультиплексора, управляющий вход которого соединен с первым выходом регистра команд, вход которого подключен к первому выходу блока управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющим входом второго мультиплексора и с первым входом регистра имитации входов, второй вход которого подключен ко второму выходу регистра команд, а выход - ко второму информационному входу первого мультиплексора, выход которого подключен к первому информационному входу второго мультиплексора, второй информационный вход которого соединен с третьим выходом регистра команд, отличающееся тем, что в него введены первый, второй, третий и четвертый приемопередатчики, первые входы-выходы первого, второго и третьего их которых соединены с входами-выходами соответственно первого, второго и третьего программируемых логических контроллеров резервированной системы управления, первый вход-выход четвертого их них соединен с входом-выходом программируемого логического контроллера регистрации-имитации резервированной системы управления, а их вторые входы-выходы подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам-выходам блока управления, вход которого подключен к выходу второго мультиплексора.

Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами, в частности наземными испытаниями изделий ракетно-космической техники.

Устройство ввода дискретных сигналов в резервированную систему управления для стендовых испытаний ракетно-космической техники // 2459224

Устройство для включения исполнительных органов с электроприводом // 2444037

Изобретение относится к вычислительной технике. .

Релейный регулятор // 2441265

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в резервированных системах управления различными инерционными объектами, например поворотными платформами, промышленными роботами, летательными аппаратами.

Способ и устройство для электропитания с резервированием нескольких серводвигателей или приводных электродвигателей при помощи общего силового электронного блока // 2437135

Бурильное устройство и способ управления работой этого устройства // 2406821

Изобретение относится к бурильному устройству, содержащему несколько исполнительных блоков. .

Система аварийного останова // 2406102

Устройство для определения частоты вращения вращающейся детали машины с избыточными датчиками и схемами оценки // 2350968

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля частоты вращения рабочего колеса турбины. .

Тренажер для обучения сдаиванию молока из сосков // 2290787

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в учебно-тренировочных устройствах при формировании профессиональных навыков выдаивания молока из вымени коров.

Способ управления охранной сигнализацией // 2284560

Изобретение относится к области охранных систем, оповещения и защиты объектов от несанкционированного доступа. .

Способ включения и выключения электроустановки и устройство (варианты) для его реализации // 2494432

Изобретение относится к области разработки человеко-машинного интерфейса и может быть использовано при создании автоматизированного рабочего места оператора объекта бронетанковой военной техники, а также автоматизированных рабочих мест других подвижных и стационарных объектов. Сущность изобретения заключается в том, что при включении питания электроустановки, связанной с опасностью, например, электропривода горизонтального наведения башни танка, при включенном положении органа управления электроустановки, включение электроустановки блокируют, пока орган управления не будет последовательно переведен из выключенного во включенное положение. Техническим результатом является создание способа и устройства для включения и выключения электроустановки, позволяющим повысить безопасность эксплуатации электроустановки, связанной с опасностью. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Схема и топология высоконадежной системы силовой электроники // 2533317

Изобретение относится к силовой электронике. Технический результат заключается в упрощении схемы резервирования системы силовой электроники при сохранении ее надежности. Для этого предложена система силовой электроники, содержащая набор одинаковых полупроводниковых переключающих устройств, соединенных последовательно для обеспечения высоконадежного переключения, причем каждое полупроводниковое коммутационное устройство выполнено с возможностью приведения в действие посредством соответствующего блока драйвера ключа, содержащего встроенный в него логический блок, и набор одинаковых блоков контроллеров, при этом каждый логический блок выполнен с возможностью обеспечения соответствующего управляющего сигнала полупроводникового коммутационного устройства при получении выходных сигналов от блоков контроллеров, причем каждый выходной сигнал соответствует одному блоку драйвера ключа и соответствующему логическому блоку и связан с соответствующим встроенным логическим блоком и блоком драйвера ключа, так что управление соответствующим полупроводниковым переключающим устройством выполняется в результате логической обработки сигналов указанного набора блоков контроллеров независимо от возникновения отказа в любом одном или более блоков контроллеров при условии, что по меньшей мере минимальное количество блоков контроллеров остается в рабочем состоянии. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Блок питания и способ питания приводимого в действие электричеством устройства // 2540803

Изобретение относится к блоку питания и способу подачи в приводимое в действие электричеством устройство электрического питания и/или электрического сигнала. Техническим результатом является обеспечение возможности определения конкретного типа приводимого в действие электричеством устройства на основе определенной внешней емкости. Блок (10) питания содержит измерительное устройство (34) для измерения параметра, причем параметр подходит для определения наличия внешней емкости, электрически включенной между одним элементом (22) и другим элементом (24) из соединительных элементов (22, 24, 26, 28) блока (10) питания, на основании упомянутого параметра, причем блок (10) питания выполнен с возможностью определения конкретного типа приводимого в действие электричеством устройства (12) на основе определенной внешней емкости, а параметры являются током, зависящим от времени, и напряжением, зависящим от времени. 4 н. и 10. з.п. ф-лы, 3 ил.

Блокирующее устройство и способ блокировки // 2565587

Изобретение относится к дегазации полимерного порошка. Описана блокировка для применения в способе дегазации полимерного порошка в сосуде для дегазации. Измеряют температуры паровой фазы, полученной при разделении жидкости и пара, которую применяют в качестве продувочного газа в сосуде для дегазации. Затем сравнивают указанную температуру с пороговой величиной. В случае, если измеренная температура выше пороговой величины, прекращают или снижают степень применения пара в качестве продувочного газа. Также описана блокировка, включающая измерение уровня жидкости, температуры и давления паровой фазы. Описан способ дегазации полимерного порошка. Технический результат - создание улучшенной системы для отслеживания качества возвратного продувочного газа, применяемого в дегазаторах, надежной, быстрой и простой в применении. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 пр.

Блокировка и способ дегазации // 2567431

Изобретение относится к дегазации полимерного порошка. Описана блокировка для применения в способе дегазации полимерного порошка в сосуде для дегазации. Блокировка включает измерение температуры полимерного порошка внутри или на выходе из сосуда для дегазации. Сравнение указанной измеренной величины с пороговым значением, чтобы выяснить, превышает ли измеренная величина пороговое значение или не превышает. Если измеренная температура ниже указанного порогового значения, осуществление одного или более действий, направленных на снижение концентрации углеводородов в полимерном порошке, выходящем из сосуда для дегазации, и/или прекращение выгрузки полимерного порошка из сосуда. Также описан способ дегазации полимерного порошка в сосуде для дегазации. Технический результат - обеспечение системой блокировки определения повышения содержания углеводородов, выходящих из сосуда дегазации, действующей быстро и простой в применении. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 пр.

Устройство управления резервированной с помощью мажоритарных элементов системой // 2568392

Изобретение относится к современным пилотажно-навигационным комплексам (ПНК) летательных аппаратов (ЛА) и их бортовой аппаратуре и предназначается в основном для формирования сигналов управления резервированными с помощью мажоритарных элементов системами радиоавтоматики и системами автоматического управления ЛА. Техническим результатом является повышение надежности работы системы. Устройство управления резервированной с помощью мажоритарных элементов системой содержит рабочий элемент (РЭ), два элемента сравнения (ЭС), три вычитающих устройства (ВУ), три компаратора (К), три электронных ключа (ЭК), а также содержит три канала обнаружения отказавшего элемента (ООЭ), каждый содержащий последовательно соединенные линию задержки (ЛЗ), ВУ, дифференцирующее звено (ДЗ) и триггер (Тр), причем вход каждой ЛЗ подсоединен ко вторым входам соответствующих ВУ, при этом вход первой ЛЗ подключен к выходу РЭ, вход второй ЛЗ - к выходу первого ЭС, вход третьей ЛЗ - к выходу второго ЭС, а выходы Тр подсоединены соответственно к четвертому, пятому и шестому входам БУ. 4 ил.

Контрольно-вычислительная система, способ управления контрольно-вычислительной системой, а также применение контрольно-вычислительной системы // 2585262

Группа изобретений относится к вычислительной технике и может быть использована для управления процессорами с использованием резервирования. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости. Система содержит пары процессоров с, по меньшей мере, двумя процессорами и/или ядрами процессоров, выполненными редундантными, блоки сравнения для проверки состояния синхронизации процессоров и для обнаружения ошибки синхронизации, по меньшей мере, один периферийный блок, по меньшей мере, одну переключающую матрицу, которая выполнена с возможностью разрешения или блокирования доступа к процессорам пар процессоров или доступа процессоров пар процессоров к указанному периферийному блоку, блок обработки ошибок, который выполнен с возможностью приема сигналов двух блоков сравнения и управления указанной переключающей матрицей для полного или выборочного воспрепятствования доступа процессора, или ядра, или пары процессоров к, по меньшей мере, одной памяти и/или указанным периферийным блокам, при этом пары процессоров в безошибочном режиме работы могут выполнять разные программы для предоставления функций, а при возникновении ошибки пара процессоров, не содержащая ошибку, принимает на себя, по меньшей мере, некоторые функции пары процессоров, содержащей ошибку. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 24 ил.

Способ переключения в компоновке силовых переключателей и компоновка из множества силовых переключателей // 2595600

Группа изобретений относится к переключающим устройствам. Технический результат - создание средств переключения, обеспечивающих то, что отдельные ветви оборудования распределения энергии надежно подключаются или отключаются. Для этого предложен способ переключения в компоновке силовых переключателей, в которых переключающие блоки управляются устройствами обработки данных, включающий в себя следующие этапы: управление переключающим блоком первого силового переключателя для изменения его состояния переключения посредством устройства обработки данных первого силового переключателя, определение, возникло ли изменение состояния переключения, и если нет, то отправка сигнала посредством устройства обработки данных первого силового переключателя на устройство обработки данных второго силового переключателя, управление переключающим блоком второго силового переключателя для изменения его состояния переключения посредством устройства обработки данных второго силового переключателя. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ контроля и управления радиометрическими параметрами строительных материалов // 2606414

Изобретение относится к производству строительных материалов с использованием техногенных отходов промышленности и энергетики и может быть использовано для контроля основных радиоактивных нуклидов природного происхождения. Способ контроля и управления радиометрическими параметрами строительных материалов, получаемых из нескольких компонентов, содержит операции непрерывного измерения количественного содержания радиоактивных нуклидов природного происхождения в каждом компоненте и определения эффективной удельной активности каждого компонента, передачи полученных результатов измерений в блок управления и осуществления с учетом полученных результатов расчета весовых и/или объемных характеристик каждого компонента, при условии получения или непревышения заданной максимальной удельной эффективной активности конечного продукта, передачи расчетных параметров и управляющих сигналов устройству дозирования компонентов и маркировки конечного продукта маркером, соответствующим реальному значению эффективной удельной активности конечного продукта, определенному по весовым и/или объемным характеристикам и значениям удельной эффективной активности каждого компонента. Достигается повышение эффективности контроля эффективной удельной активности готовой продукции.

Установка для приготовления цветных кладочных сухих смесей и цветных товарных бетонов // 2606415

Изобретение относится к устройствам для приготовления цветных кладочных сухих смесей и цветных товарных бетонов, применяемых в строительстве. Установка включает смеситель с устройством загрузки смешиваемых компонентов, датчиком влажности, спектральным датчиком определения характеристик цвета и источником освещения, бункеры сухих наполнителей, бункеры сухого вяжущего, бункеры красящего пигмента. Все бункеры оснащены системой дозирования и датчиками влажности и связаны конвейерами, оснащенными системой взвешивания, со смесителем. Дополнительно предусмотрен бункер химического осушителя, оснащенный системой дозирования и связанный со смесителем. Спектральные датчики определения характеристик цвета, а также все упомянутые системы дозирования, датчики влажности, системы взвешивания и конвейеры связаны двусторонней связью с управляющим устройством, выполненным с возможностью автоматического расчета цветовых характеристик, весовых и/или объемных показателей каждого компонента смеси и химического осушителя. Достигается уменьшение энергоемкости производственного процесса за счет исключения термической сушки исходных компонентов, а также улучшение качества конечного продукта. 1 ил.