RU2487383C1 - Apparatus for inputting discrete signals into reserved control system for stand tests of space-rocket equipment - Google Patents
Apparatus for inputting discrete signals into reserved control system for stand tests of space-rocket equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2487383C1 RU2487383C1 RU2012114153/08A RU2012114153A RU2487383C1 RU 2487383 C1 RU2487383 C1 RU 2487383C1 RU 2012114153/08 A RU2012114153/08 A RU 2012114153/08A RU 2012114153 A RU2012114153 A RU 2012114153A RU 2487383 C1 RU2487383 C1 RU 2487383C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- control system
- multiplexer
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Safety Devices In Control Systems (AREA)
Abstract
Description
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.The invention relates to automated process control systems for ground testing of rocket and space technology (RCT) products and can be used in bench testing of aviation, transport equipment, as well as chemical installations.
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.Bench control systems perform a complex of rather complex and critical tasks during ground testing of RCT products, especially when testing rocket launcher blocks, which determines their redundant design to guarantee high reliability. Along with this, they have a large number of communication channels with the control object, including discrete sensors of various types. For these reasons, bench control systems are complex and expensive hardware and software systems. Cost is an important characteristic of bench control systems during their creation, since the competitiveness of the development of these systems substantially depends on it. This also applies to discrete information input means as one of the main parts of bench test systems for testing RCT products.
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.A device for inputting discrete signals into a redundant control system for bench tests of rocket and space technology according to the application for invention No. 20111113641/08 (020179) dated 04/09/2011, IPC G05B 9/00, containing a block of spark protection barriers, the inputs of which are connected to discrete sensors of the control object, and the output is connected to the first information input of the first multiplexer, the control input of which is connected to the first output of the command register, the input of which is connected to the first output of the control unit, the second and third outputs of which They are connected respectively to the control input of the second multiplexer and to the first input of the input simulation register, the second input of which is connected to the second output of the command register, and the output is connected to the second information input of the first multiplexer, the output of which is connected to the first information input of the second multiplexer, the second information input of which is connected with the third output of the command register.
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.The device is interfaced with the main and duplicate programmable logic controllers of the redundant control system, the associated outputs respectively with the first and second inputs of the control unit, and the inputs with the output of the second multiplexer. This device implements two modes of operation: receiving discrete signals and checking the means of their reception. The operation modes of the device are controlled by the main programmable logic controller of the redundant control system, and from the output of the backup programmable logic controller, codes for simulating the values of the input discrete signals are transmitted to the device in accordance with the algorithm for controlling the product and the stand and their functioning model.
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.The disadvantage of this device is the complicated input circuit of discrete signals in the case of redundancy of the control system of three channels operating according to majority logic. In addition to the control programmable logic controllers of these three channels, the fourth programmable logic controller of registration-simulation is included in the control system for bench testing of RCT products. For such a structure of the control system, it is necessary to connect discrete input signals simultaneously to three such discrete signal input devices, each of which is connected to one of the control programmable logic controllers and to the programmable logic controller of registration-simulation. The redundancy of such a structure is associated with two reasons. Firstly, due to the modularity of the construction of discrete information tools, i.e. the conventional extension of these funds with modules on 8, 16, 32 input channels, which provides the possibility of additional multiple redundancy. Secondly, this device does not take into account various requirements for the reliability of reception and processing of discrete signals. If, for example, the pressure switch in the combustion chamber of the engine for emergency protection itself is redundant and requires the maximum reliability of the reaction to its operation, then there are a large number of discrete sensors, the signal values of which can be estimated using other (often analog) sensors, and their processing algorithms duplicated by the actions of operational personnel.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении и снижении стоимости аппаратуры ввода дискретных сигналов в резервированную систему управления стендовыми испытаниями изделий РКТ.The technical problem solved by the invention is to simplify and reduce the cost of equipment for inputting discrete signals into a redundant control system for bench testing of RCT products.
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.To achieve this goal, the first, second, third and fourth transceivers are introduced into the device, the first inputs and outputs of the first, second and third of which are connected to the inputs and outputs of the first, second and third control programmable logic controllers of the redundant control system, the first input - the output of the fourth of them is connected to the input-output of a programmable logic controller registration-simulation of a redundant control system, and their second inputs and outputs are connected respectively to the first, second, third and fourth inputs and outputs of the control unit, the input of which is connected to the output of the second multiplexer.
На чертеже представлена схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.
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.The device for inputting discrete signals from the sensors of the control object contains a block of spark protection barriers 1 of the sensor circuits connected to the first information input of the first multiplexer 2, the second information input of which is connected to the output of the simulation register of inputs 3. The output of the first multiplexer 2 is connected to the first information input of the second multiplexer 4, the output of which is connected to the first input of the control unit 5, the first, second and third outputs of which are connected respectively to the input of the command register 6, which controls the input m of the second multiplexer 4 and the first input of the simulation register of inputs 3, the second input of which is connected to the second output of the command register 6, the third output of which is connected to the second information input of the second multiplexer 4. The first, second and third transceivers 7-1, 7-2 and 7-3 the first inputs and outputs are connected respectively to the inputs and outputs of the first, second and third programmable logic controllers of the redundant control system (not shown conventionally in the drawing), and the second inputs and outputs, respectively, with the first, w the second and third inputs and outputs of the control unit 5. The fourth transceiver 7-4 is connected by the first input-output to the input-output of a programmable logic controller for registration-simulation of a redundant control system, and the output to the fourth input-output of the control unit 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.In the initial state, when the power is turned on, the programmable logic controllers of the redundant control system can receive information through transceivers 7-1, 7-2, 7-3, and 7-4, either from discrete sensors or from the output of the simulation register of inputs 3, which is determined the logical value of the signal that was established when the power was turned on at the first output of the command register 6, which is fed to the control input of the first multiplexer 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.The device operates in two modes - basic and simulation, which is set by the controlling programmable logic controllers through control unit 5, where the signals from these controllers are aligned according to scheme 2 of 3. The main mode is operation during testing. In this mode, the discrete signals of the control object through the block of spark protection barriers 1 are fed to the first information input of the first multiplexer 2 and then, with a zero logic signal at its control input installed at the first output of the command register 6, are fed to the first information input of the second multiplexer 4. Information from the output of the latter with a zero logical signal at its control input, which is generated by the control unit 5 at the request of programmable logic controllers, is fed to the input-output s last through transceivers 7-1, 7-2, 7-3 and 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.The simulation mode is set by the commands of the control programmable logic controllers, which are decrypted by the control unit 5, which sets the code for this mode in the command register 6. In accordance with this code, the control input of the first multiplexer 2 receives a single logical signal that determines the readout on its output of the status of the simulation register of inputs 3, the output of which is connected to the second information input of the first multiplexer 2. The signal for reading the status of the register of simulation of inputs 3 is set from the second output of the register commands 6. Next, the code of the register of simulation of inputs 3, as in the main mode, through the second multiplexer 4, the control unit 5 and the transceivers 7-1, 7-2, 7-3 and 7-4 is transmitted to the programmable gical controllers. Information about the status code of the command register 6 comes from the programmable logic controller registration-simulation through the fourth transceiver 7-4, the fourth input-output of the control unit 5 and the first output of the latter. The sequence of receipt of codes in the simulation register of inputs 3 is determined by the control algorithm for a specific test of the product of the RCT and the model of the functioning of this product, programmed in a programmable logic controller registration-simulation. This sequence of codes is implemented during checks of the redundant control system in the process of preparing the next test of the RCT product.
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.In both modes, the programmable logic controllers have the ability to read the state of the command register 6, for which a single logic signal at the control input of the second multiplexer 4, set by the commands of the programmable logic controllers through transceivers 7-1, 7-2, and 7-3 and the block control 5, the control system receives information about the status of the command register 6, which is transmitted through the second information input of the second multiplexer 4 to the output of the latter. In the process of testing, information about the values of the signals of discrete sensors, as described above, is supplied simultaneously to all programmable logic controllers.
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.Simplification and reduction of the cost of equipment for inputting discrete information into a redundant control system for bench testing of RCT is achieved by reducing the number of modules while maintaining the ability, if necessary, to reserve channels for inputting discrete signals due to the modularity of construction of this equipment. In addition, the simplification of the equipment is achieved by the fact that the proposed solution is focused on the use of serial interfaces in the control system, for example, a space-destination interface such as SpaceWire, which was adopted for implementation by space agencies of leading countries, including Russia. The transceiver for such interfaces is implemented either by one specialized microcircuit or by a programmable logic matrix microcircuit, which slightly complicates the circuit of each discrete signal input module.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012114153/08A RU2487383C1 (en) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | Apparatus for inputting discrete signals into reserved control system for stand tests of space-rocket equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012114153/08A RU2487383C1 (en) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | Apparatus for inputting discrete signals into reserved control system for stand tests of space-rocket equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2487383C1 true RU2487383C1 (en) | 2013-07-10 |
Family
ID=48788343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012114153/08A RU2487383C1 (en) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | Apparatus for inputting discrete signals into reserved control system for stand tests of space-rocket equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2487383C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2660173C1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Компекс-Т" | Device for introduction of frequency signals of flow and number of turnover in control systems for bench test of rocket and space equipment |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110178611A1 (en) * | 2008-09-30 | 2011-07-21 | Abdelghani Daraiseh | System and method for improved coordination between control and safety systems |
| RU109880U1 (en) * | 2011-06-22 | 2011-10-27 | Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" | AUTOMATED COMPLEX OF CHECKING THE STATE AND FUNCTIONING OF ON-BOARD MEANS OF CONTROL SYSTEMS OF ROCKET-CARRIER BLOCKS |
| RU2434259C1 (en) * | 2010-08-20 | 2011-11-20 | Федеральное казенное предприятие "Нучно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" | Automated reserve system of control of workbench for tests of rocket space equipment |
-
2012
- 2012-04-10 RU RU2012114153/08A patent/RU2487383C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110178611A1 (en) * | 2008-09-30 | 2011-07-21 | Abdelghani Daraiseh | System and method for improved coordination between control and safety systems |
| RU2434259C1 (en) * | 2010-08-20 | 2011-11-20 | Федеральное казенное предприятие "Нучно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" | Automated reserve system of control of workbench for tests of rocket space equipment |
| RU109880U1 (en) * | 2011-06-22 | 2011-10-27 | Федеральное казенное предприятие "Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности" | AUTOMATED COMPLEX OF CHECKING THE STATE AND FUNCTIONING OF ON-BOARD MEANS OF CONTROL SYSTEMS OF ROCKET-CARRIER BLOCKS |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2660173C1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Компекс-Т" | Device for introduction of frequency signals of flow and number of turnover in control systems for bench test of rocket and space equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8285402B2 (en) | Method and system for safety monitored terminal block | |
| US9964937B2 (en) | Redundant watchdog method and system utilizing safety partner controller | |
| US8290601B2 (en) | Plant control system | |
| JP6284043B2 (en) | Process control system | |
| US20110313580A1 (en) | Method and platform to implement safety critical systems | |
| EP3432096B1 (en) | Relay device, control method for relay device, control program, and recording medium | |
| CN103822539B (en) | A kind of rocket ground test control system based on redundancy structure | |
| CN102947178B (en) | A kind of system of the real time simulation for aircraft engine environment | |
| CN110376876A (en) | A kind of safety computer platform that double systems are synchronous | |
| CN111103824B (en) | Control system for controlling safety-critical and non-safety-critical processes | |
| CN103365809A (en) | Safety signal processing system | |
| RU2017111184A (en) | TWO CHANNEL ARCHITECTURE | |
| CA2707373A1 (en) | Platform and method to implement safety critical instrumentation and control (i&c) functions | |
| WO2015079725A1 (en) | Programmable controller | |
| US10817438B2 (en) | Safety arrangement | |
| RU2487383C1 (en) | Apparatus for inputting discrete signals into reserved control system for stand tests of space-rocket equipment | |
| KR101846222B1 (en) | Redundancy system and controllin method thereof | |
| RU2459224C1 (en) | Device to enter digital signals into redundant control system for bench testing of rocket and space equipment | |
| KR101295964B1 (en) | Plc system and method for operating the same | |
| CN104199776B (en) | Two multiply two test platforms for taking two vehicle-mounted softwares | |
| US20200218206A1 (en) | Operation verification program, operation synchronization method, and error detection apparatus | |
| CN111164523B (en) | Distributed control system | |
| US10268613B2 (en) | Redundant control system devoid of programmable devices | |
| KR101533923B1 (en) | Complex weapon system of bit sharing system | |
| Li et al. | Design for input and output card of triple redundant control system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |