Устройство синхронизации системы управления стендовыми испытаниями ракетно-космической техники

Авторы патента:

G05B19/00 - Системы программного управления (специальное применение см. в соответствующих подклассах, например A47L 15/46; часы с присоединенными или встроенными приспособлениями, управляющими какими-либо устройствами в течение заданных интервалов времени G04C 23/00; маркировка или считывание носителей записи с цифровой информацией G06K; запоминающие устройства G11; реле времени или переключатели с программным управлением во времени и с автоматическим окончанием работы по завершению программы H01H 43/00)

Владельцы патента RU 2506621:

Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" (ФКП "НИЦ РКП") (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. Технический результат заявленного изобретения заключается в обеспечении единого времени и синхронизации циклов работы распределенной сети однородных управляющих контроллеров независимо от их количества, размещения и варианта резервирования. Технический результат достигается за счет устройства синхронизации системы управления стендовыми испытаниями ракетно-космической техники, содержащего в процессоре каждого управляющего контроллера блок сопряжения с локальной вычислительной сетью, подключенный через блок управления к счетчику циклов, таймеру длительности цикла, регистру транспортного запаздывания и счетчику периода коррекции, связанному с регистром периода коррекции времени. 1 ил.

Особенностями стендовых наземных испытаний изделий РКТ являются высокие требования к быстродействию систем управления этими испытаниями и распределенный характер построения этих систем. Цикл работы управляющих программируемых контроллеров, на которых строятся эти системы, составляет обычно 10-20 мс. Распределенный характер их связан с наличием на стенде ряда расположенных на удалении друг от друга (из соображений безопасности) технологических систем с различными выполняемыми функциями (по управлению системами горючего, окислителя, воды, газами; по управлению системами изделия, стенда; по реализации задач регулирования, логического управления, аварийной защиты). В итоге количество управляющих контроллеров с учетом необходимого (из требований надежности) их резервирования может достигать на одном стенде 15-20 комплектов, реализующих до 10 подсистем системы управления этим стендом и изделием.

Информация, в том числе измерительная, циркулирующая в управляющих контроллерах, должна быть синхронизирована, чтобы подсистемами выдавались команды с заданной временной точностью и обеспечивалась корректная послепусковая обработка зарегистрированной информации. Кроме того, синхронизация очень важна для управляющих контроллеров, включенных по схеме 2 из 3, для исключения расхождения по различным ветвям реализуемых в них алгоритмов управления.

Известно устройство синхронизации системы управления стендовыми испытаниями РКТ (см. статью Афонина В.В. и др. «Синхронизация каналов троированных ПЛК жесткого РВ», журнал «Промышленные АСУ и контроллеры», №6, 2004 г.), реализованное в каждом управляющем контроллере системы управления и содержащее блок сопряжения с локальной вычислительной сетью, связанный первым и вторым входами-выходами соответственно с локальной вычислительной сетью и с первым входом-выходом блока управления, второй вход-выход которого соединен с входами-выходами счетчика цикла и таймера длительности цикла.

Процедура синхронизации работы управляющих контроллеров заключается в этом случае в обмене процессорами управляющих контроллеров сигналами начала очередного цикла их работы и реализации, затем начала отсчета его длительности по логической функции мажоритирования этих сигналов.

Недостатком этого решения является синхронизация каналов каждого троированного или дублированного контроллера, а не всего множества управляющих контроллеров, образующих распределенную в пространстве сеть с различными вариантами их резервирования. В связи с этим возникают проблемы при реализации управляющими контроллерами взаимосвязанных алгоритмов, жестко привязанных к единой шкале времени, и при обработке результатов испытаний.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в обеспечении единого времени и синхронизации циклов работы распределенной сети однородных управляющих контроллеров независимо от их количества, размещения и варианта резервирования.

Это достигается тем, что в известное устройство синхронизации системы управления стендовыми испытаниями ракетно-космической техники, реализованное в процессоре каждого управляющего контроллера и содержащее блок сопряжения с локальной вычислительной сетью, связанный первым и вторым входами-выходами соответственно с локальной вычислительной сетью и с первым входом-выходом блока управления, второй вход-выход которого соединен с входами-выходами счетчика цикла и таймера длительности цикла, согласно изобретению введены регистр транспортного запаздывания, выход которого подключен ко входу блока управления, счетчик периода коррекции, соединенный своим входом-выходом с третьим входом-выходом блока управления, и регистр периода коррекции, подключенный своим выходом ко входу счетчика периода коррекции.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит блок сопряжения с локальной вычислительной сетью 1, первым и вторым входами-выходами соединенный соответственно с локальной вычислительной сетью и первым входом-выходом блока управления 2, регистр транспортного запаздывания 3, подключенный выходом ко входу блока управления 2, счетчик циклов 4 и таймер длительности цикла 5, подключенные входами-выходами ко второму входу-выходу блока управления 2, третий вход-выход которого соединен с входом-выходом счетчика периода коррекции 6. Вход последнего соединен с выходом регистра периода коррекции 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все счетчики обнулены. В регистре транспортного запаздывания 3 установлено значение задержки поступления информации из локальной вычислительной сети (ЛВС), определяемое опытным путем. Обычно оно составляет 30-50 мкс. В регистре периода коррекции 7 устанавливается значение 100+5Н, выраженное в количестве циклов работы управляющего контроллера с номером Н в сети. При длительности цикла, равной 10 мс, эти значения для управляющих контроллеров, начиная с определенного первым, будут составлять 1050, 1100, 1150 мс и т.д. С этим периодом времени процессоры управляющих контроллеров через блок управления 2 и блок сопряжения с ЛВС 1 посылают в ЛВС телеграмму о коррекции времени. Телеграмма сопровождается значениями состояний их таймера длительности цикла 5 и счетчика циклов 4.

Устройство в составе процессора первого управляющего контроллера работает следующим образом. В начале очередного цикла работы управляющего контроллера, определяемого в его процессоре блоком управления 2 по сигналу окончания счета таймером длительности цикла 5, из значения счетчика периода коррекции 6, установленного первоначально регистром периода коррекции 7, вычитается единица. Момент окончания счета в счетчике периода коррекции 6 наступит быстрее всего в первом управляющем контроллере (через 1050 мс). В этот же момент времени блок управления 2 считывает значение счетчика циклов 4 и таймера длительности цикла 5 и направляет в ЛВС через блок сопряжения с ЛВС 1 телеграмму коррекции времени в процессорах остальных контроллеров. Эта телеграмма, как указывалось в предыдущем абзаце, сопровождается значениями состояний счетчика циклов 4 и таймера длительности цикла 5 процессора данного управляющего контроллера.

Устройство в составе процессора управляющего контроллера с другим (не с первым) номером работает следующим образом. При получении из ЛВС очередной телеграммы (из описанного выше видно, что при исправности всех управляющих контроллеров это будет телеграмма от первого из них), содержащей значения состояний счетчика циклов 4, равное К-ц1, и таймера длительности цикла 5, равное Т-ц1, процессора первого управляющего контроллера, блок управления 2, получивший через блок сопряжения с ЛВС 1 эти значения в указанный момент времени, присваивает таймеру длительности цикла 5 значение Т-ц1+t, где t высчитывается из регистра транспортного запаздывания 3, а счетчику циклов 4 присваивает значение К-ц1. Затем в счетчик периода коррекции 6 по команде блока управления 2 записывается значение, установленное в регистре периода коррекции 7. Как описано выше, это значение равно 1000+50Н, где Н - номер данного управляющего контроллера. В дальнейшем счетчик периода коррекции 6 уменьшает свое значение на единицу по сигналу таймера длительности цикла 5. В результате выполнения описанных операций процессоры всех управляющих контроллеров будут иметь одинаковые значения счетчиков циклов 4 и таймеров длительности цикла 5.

Незначительные отклонения могут быть связаны с работой операционной системы процессора управляющего контроллера по передаче информации по ЛВС. Из описанного порядка работы устройства следует, что при отказе первого управляющего контроллера функции синхронизации автоматически берет на себя следующий по номеру управляющий контроллер. При включении питания указанная процедура обеспечивает быстрое вхождение системы управления в синхронизм. При работе системы управления значения счетчика циклов 4 и сигналы таймера длительности цикла 5 используются процессором каждого управляющего контроллера при реализации алгоритмов управления испытаниями изделий РКТ. На схеме отсутствуют входы в регистры транспортного запаздывания 3 и периода коррекции 7, что означает принадлежность функции установки кодов в них этим же регистрам, например, с помощью джамперов.

Важным моментом в использовании предлагаемого технического решения является возможность привязки работы управляющих контроллеров к астрономическому времени и повышения надежности синхронизации распределенной системы управления за счет одного или нескольких дополнительных управляющих контроллеров (или их процессорных модулей) с наименьшими номерами, включенных в ЛВС и принимающих сигналы навигационных систем, например Глонасс и GPS.

Устройство синхронизации системы управления стендовыми испытаниями ракетно-космической техники, реализованное в процессоре каждого управляющего контроллера и содержащее блок сопряжения с локальной вычислительной сетью, связанный первым и вторым входами-выходами соответственно с локальной вычислительной сетью и с первым входом-выходом блока управления, второй вход-выход которого соединен с входами-выходами счетчика циклов и таймера длительности цикла, отличающееся тем, что в него введены регистр транспортного запаздывания, выход которого подключен ко входу блока управления, счетчик периода коррекции, соединенный своим входом-выходом с третьим входом-выходом блока управления, и регистр периода коррекции, подключенный своим выходом ко входу счетчика периода коррекции.

Изобретение относится к системе управления освещением в зданиях. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы управления освещением за счет перевода ее в такой режим работы, при котором элементы системы будут принимать команду на перезагрузку от любого устройства дистанционного управления.

Способ многоальтернативной оптимизации моделей автоматизации структурного синтеза мехатронно-модульных роботов // 2493577

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к робототехнике, и может быть использовано при создании мехатронно-модульных роботов. Технический результат - ускорение процесса синтеза, повышение надежности работы мехатронно-модульных роботов.

Устройство радиоуправления для электрических устройств // 2477875

Изобретение относится к радиоуправлению электрическими устройствами. .

Информационно-управляющая система многофункционального летательного аппарата // 2476920

Изобретение относится к информационно-управляющей системе (ИУС) летательного аппарата (ЛА). .

Способ статистического регулирования технологического процесса (варианты) // 2470352

Изобретение относится к способам статистического управления качеством продукции на производстве. .

Автоматизированная система мониторинга, защиты и управления оборудованием электрической подстанции // 2468407

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для мониторинга, защиты и управления режимами работы оборудования на электрической подстанции.

Программно-перестраиваемое устройство для пневматических и гидравлических систем управления // 2464614

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для программно-перестраиваемых управляющих устройств в пневматических и гидравлических системах управления дискретного действия, в системах управления мобильными объектами различного назначения.

Способ, устройство и система управления // 2462746

Моделирование переходного режима кнбк/бурильной колонны в процессе бурения // 2461707

Изобретение относится к способу и системе для использования при выполнении работ на нефтяном месторождении. .

Программируемые экранное меню и пульт дистанционного управления // 2454701

Изобретение относится к средствам дистанционного управления. .

Связь на месте в реальном времени через интернет с диспетчером скважины для постоянной оптимизации скважины // 2510971

Изобретение относится к способам и устройствам для дистанционного отслеживания, управления и автоматизации работы насосов, например для добычи углеводородов и осушения, а конкретнее к контроллеру для штоковых насосов, насосов с поступательной полостью, для управления впрыском скважины, приводов с переменной скоростью и т.п. для их непрерывной оптимизации. Технический результат заключается в обеспечении удаленного пользователя предупреждениями и сообщениями в реальном времени, генерируемыми непосредственно блоком диспетчера скважины, тем самым повышая удобство эксплуатации и сокращая аппаратные средства. Устройство и способ для управления и слежения за скважиной включают в себя независимый сетевой серверный компьютер, объединенный с контроллером насоса, расположенным на каждой скважине в нефтяном поле. Контроллер скважины управляет на месте скважинным насосом, обрабатывает данные скважины и насоса, генерирует поверхностную и скважинную диаграммы и передает отчеты о добыче, рекомендации по улучшению добычи и статистику добычи на удаленные местоположения по Интернету. Контроллер можно дистанционно запрашивать на выдачу отчетов о добыче и т.п. далее, контроллер может инициировать предупреждения посредством электронной почты, текстовых сообщений или Интернет-сообщений, например, во время состояний по умолчанию. 4 н. и 15. з.п. ф-лы, 9 ил.

Нечеткий адаптивный позиционный способ автоматического управления объектами с дискретными исполнительными устройствами // 2514127

Изобретение относится к способу автоматического управления. Техническим результатом является простота реализации, улучшение качества регулирования, повышение надежности функционирования за счет существенного уменьшения количества правил и более оперативного управления. Для этого предложен нечеткий адаптивный позиционный способ автоматического управления объектами с дискретными исполнительными устройствами, реализуемый посредством логического контроллера и заключающийся в формировании параметров управления по нечетким правилам и подаче этих параметров управления на объект, причем формирование параметров управления разделено на два уровня, на первом из которых с помощью нечеткой логики локализуется (выделяется) диапазон регулирования, в котором будет производиться дальнейшая адаптация, причем локализация диапазона регулирования производится путем определения основного (базового) значения параметра управления этого диапазона по формуле: Uад1=Uo(1-β)+Ukβ, где Uад1 - адаптируемый параметр управления, Uo и Uk - параметры управления в двух крайних (противоположных) состояниях В объекта, β - нормированный эквивалент состояния объекта (β=0 при Во, β=1 при Bk, где Во - начальное состояние объекта, Bk - конечное состояние объекта), принимаемого за значение параметра адаптивной средней позиции на данном диапазоне, а на втором уровне значение параметра управления определяется с помощью адаптивного трехпозиционного способа регулирования. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система и способ для управления электроэнергетической системой // 2518178

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в энергетических системах. Технический результат заключается в улучшении управления сетями электроэнергетической системы. Интеллектуальная энергосистема для улучшения управления энергосистемой общего пользования включает в себя использование датчиков на различных участках энергосистемы общего пользования, с применением технологии передачи данных и компьютерной технологии, таких как дополнительные структуры шины, для обновления электроэнергетической системы таким образом, чтобы она могла работать более эффективно и надежно, и для поддержания дополнительных услуг для потребителей. Интеллектуальная энергосистема может включать в себя распределенное интеллектуальное средство в энергосистеме общего пользования (отдельное от интеллектуальных средств центра управления), включающее в себя устройства, которые генерируют данные на разных участках энергосистемы, анализируют сгенерированные данные и автоматически модифицируют работу участка электроэнергетической системы. 6 н. и 40 з.п. ф-лы, 37 ил.

Способ поддержки деятельности организационной системы // 2532723

Изобретение относится к способу поддержки деятельности организационной системы. Технический результат заключается в повышении эффективности управления информационной поддержкой деятельности организационной системы за счет автоматического выполнения оценки показателей эффективности деятельности организационной системы и автоматического управления объектами поддержки организационной системы с учетом выполненной оценки. Способ содержит этапы, на которых формируют блоки нормированных данных о состоянии объектов поддержки и деятельности организационной системы, о критических и допустимых показателях эффективности деятельности организационной системы, о командах управления установлением объектов поддержки в нормированные или допустимые состояния в зависимости от фактической ситуации, устанавливают объекты поддержки в нормированные состояния, определяют фактические состояния объектов поддержки, производят оценку фактической эффективности деятельности организационной системы, определяют блоки данных о требуемых в фактической ситуации командах управления, при необходимости устанавливают объекты поддержки в нормированные или допустимые состояния с учетом их влияния на виды деятельности в подразделениях организационной системы и деятельность организационной системы в целом. 23 з.п. ф-лы, 50 ил.

Система ситуационно-аналитических центров организационной системы // 2533090

Изобретение относится к системе ситуационно-аналитических центров организационной системы. Технический результат заключается в повышении эффективности процесса принятия решений за счет автоматизированной выработки сценариев решения проблемных ситуаций. Система содержит телекоммуникационную сеть, центр управления, ситуационно-аналитические центры, пункты управления подразделений организационной системы, средства двухсторонней связи, средства контроля объектов наблюдения, влияющих на состояние деятельности организационной системы, и обеспечивает возможность автоматизированной выработки сценариев с помощью вычислительных комплексов центра управления, ситуационно-аналитических центров и пунктов управления подразделений организационной системы, хранения данных о сценариях в системе хранения данных аудита деятельности организационной системы, входящей в состав центра управления, передачи данных о сценариях с помощью интерфейсов оборудования центра управления, ситуационно-аналитических центров, пунктов управления подразделений организационной системы и с помощью телекоммуникационной сети в компьютерные сети центра управления, ситуационно-аналитических центров и пунктов управления подразделений организационной системы, в видеосистемы и компьютер настройки видеосистемы центра управления и ситуационно-аналитических центров, на экраны мультимедиа центра управления, ситуационно-аналитических центров и пунктов управления подразделений организационной системы для принятия на основе выработанных сценариев решений. 20 з.п. ф-лы, 1 табл., 30 ил.

Система автоматической подачи и циркуляции суспензий и растворов в проточной измерительной ячейке анализаторов // 2534236

Изобретение относится к горнодобывающей, обогатительно-металлургической и химической областям промышленности и может быть использовано в автоматических системах аналитического контроля при измерении жидких проб в виде суспензий, фильтратов и растворов. Система автоматической подачи и циркуляции суспензий и растворов в проточной измерительной ячейке анализаторов содержит приемоотправительную станцию в виде герметичной емкости, снабженной в нижней ее части управляемым двухходовым диафрагменным клапаном. Система включает устройство вакуумной подачи проб на измерительный прибор, состоящее из последовательно соединенных коммутационного устройства приема, проточной измерительной ячейки и подключенной к системе обеспечения режимов вакуум-давление приемоотправительной станции. При этом измерительная ячейка выполнена с нижними вводом-выводом жидких продуктов и расположена в верхней точке тракта подачи в нее проб, исключающей их попадание в прибор при нарушении целостности пленки, и закрыта сверху защитной пленкой. Система также содержит блок управления, индикации и передачи информации, включающий устройства электропневматического и электрического управления, снабженные программируемым логическим контроллером и программой для обработки цифрового сигнала. При этом в систему введена дополнительная приемоотправительная станция, составляющая совместно с первой приемоотправительной станцией насосное устройство. Приемоотправительные станции идентичны и состоят из емкостей, в нижней части которых расположены двухходовые диафрагменные клапаны, а в верхних крышках размещены датчики уровня пробы и штуцеры подачи вакуума и давления раздельно. Штуцера подачи материала под разрежением двухходовых диафрагменных клапанов обеих приемоотправительных станций через тройник соединены гибким шлангом между собой и с верхним штуцером проточной измерительной ячейки, а штуцера подачи материала под давлением соединены между собой тройником с гибким сливным шлангом возврата измеренной части пробы в накопительную емкость. Накопительная емкость содержит в верхней части штуцер приема технологической пробы от системы первичного пробоотбора, штуцер возврата измеренной пробы циркуляционного контура, воздухоотделитель и клапан подачи промывочной воды, а в нижней части - тройник, к одной стороне которого прикреплен управляемый клапан сброса в дренаж измеренной пробы или смывов после промывки измерительных трактов, а к другой - гибкий шланг соединения с нижним штуцером измерительной ячейки. Причем воздухоотделитель выполнен в виде диффузора с размещенным внутри него коническим рассекателем. Достигаемый технический результат заключается в повышении точности измерения за счет многократной циркуляции, обеспечении непрерывного перемешивания пробы при циркуляции по всему тракту и подачи пробы в измерительную ячейку под разрежением. 1 ил.

Система автоматического управления // 2534955

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при создании систем управления авиационными объектами, изделиями ракетно-космической техники и робототехническими комплексами, работающими в экстремальных условиях (широкий диапазон изменения температур от -60 до +125°C, механические воздействия в виде ударов и широкополосной вибрации) в полях ионизирующего излучения. Технический результат - повышение эффективности работы системы управления, а именно сохранение работоспособности при возникновении любого одиночного отказа в аппаратуре системы, а также сохранение функционирования и точности управления при возникновении параметрических изменений в комплектующих элементах, вызванных старением, изменением температуры окружающей среды и дозовыми факторами ионизирующего излучения. Предлагаемая система содержит исполнительные органы объекта управления, датчик угловой скорости, датчик ускорения, блок сбора информации, аппаратуру спутниковой навигации, подсистему инерциальной навигации, управляющие вычислительные устройства, датчик внешнего воздействия, формирователь сигнала блокировки, запоминающее устройство с санкционированным доступом и исполнительным органам, подсистему электропитания, подсистему обработки изображений, блок контроля и подсистему оптической коррекции. 23 з.п. ф-лы, 24 ил.

Телемеханическая система контроля и управления установками катодной защиты магистральных газопроводов // 2540847

Изобретение относится к области телемеханики и автоматизированных систем измерения, контроля, регулирования, диагностики и управления удаленными объектами, а именно к системам коррозионного мониторинга объектов электрохимической защиты магистральных газопроводов, в частности установок катодной защиты. Технический результат - повышение надежности работы установок катодной защиты магистральных газопроводов. Телемеханическая система контроля и управления установками катодной защиты магистральных газопроводов содержит установки катодной защиты, диспетчерский пункт с автоматизированным рабочим местом диспетчера и канал связи между станциями катодной защиты и диспетчерским пунктом. Канал связи организован посредством подключения к воздушной линии электропередач высокочастотных заградителей и конденсаторов связи, соединенных с фильтрами присоединения, снабженными заземляющими ножами и подключенными к блокам высокочастотной связи, один из которых установлен в диспетчерском пункте и связан с автоматизированным рабочим местом диспетчера, а другие - в установках катодной защиты и связаны с блоками контроля и управления, кроме того, к каждому анодному заземлителю и к каждой точке дренажа трубопровода подключен измерительный преобразователь, связанный с блоком контроля и управления. 2 ил.

Способ информационного обеспечения и управления нефтедобычей в реальном масштабе времени и автоматизированная система для его осуществления // 2541937

Группа изобретений относится к управлению нефтедобычей. Технический результат заключается в создании надежного способа информационного обеспечения и управления нефтедобычей в реальном масштабе времени и автоматизированной системы для осуществления этого способа, обеспечивающих непрерывный мониторинг с получением достоверной информации в реальном масштабе времени в любой заданный момент времени, с возможностью своевременного обнаружения отклонений от заданных режимов работы любого из «n» подключенных к заявленной автоматизированной системе исполнительных механизмов, а также с возможностью выбора оптимальных режимов работы исполнительных механизмов как в месте расположения этих исполнительных механизмов и устройств обработки и преобразования информации, а также в любой географической точке, где может быть обеспечена мобильная связь на устройствах, которые могут быть подключены на основании заявляемого изобретения как мобильные устройства связи, устройства визуализации данных, и возможностью управления работой исполнительных механизмов. Для этого предложены способ информационного обеспечения и управления нефтедобычей в реальном масштабе времени и автоматизированная система для его осуществления, которая содержит «n» исполнительных механизмов, «n» устройств обработки и преобразования информации, соответствующих каждому исполнительному механизму, автономное устройство управления, устройство визуализации данных, мобильное устройство связи и автономное устройство сбора и хранения данных. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Обнаружение протечек с использованием измерительного кабеля, получающего питание и передающего данные по радио // 2543942

Группа изобретений относится к области обнаружения протечек. Технический результат заключается в создании средств обнаружения протечки с использованием четырехпроводных кабелей. Для этого предложен модуль обнаружения протечки, содержащий: множество проводов, содержащих одну или более коллекторных точек; конденсатор для снабжения модуля энергией в состоянии с отключенным питанием; множество ключей; процессор, выполненный с возможностью обнаружения начала состояния с отключенным питанием и инициирования и управления заданной последовательностью переключений для указанного множества ключей во время состояния с отключенным питанием; и группу регистров, выполненных с возможностью сохранения данных обнаружения протечки, собранных в одной или более коллекторных точках во время заданной последовательности переключений. 3 н. и 21 з.п.ф-лы, 4 ил.