RU2509371C2

RU2509371C2 - Automated monitoring and testing equipment for testing energy and information interaction circuits of multichannel control system

Info

Publication number: RU2509371C2
Application number: RU2012107853/08A
Authority: RU
Inventors: Андрей Иванович Жучкин; Владимир Владимирович Некрасов; Владимир Иванович Лахтин; Евгений Владимирович Чернецов; Константин Сергеевич Оськин; Дмитрий Николаевич Катаев
Original assignee: Открытое акционерное общество специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы"
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2014-03-10
Also published as: RU2012107853A

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: disclosed is automated monitoring and testing equipment for testing energy and information interaction circuits of a multichannel control system with actuating devices, having a virtual reference and a module for comparing signals with the reference, a personal computer connected to an information transmission unit with a monitoring unit, which can be connected to a monitored system and has a control unit, a multichannel unit for standardising input signals with an analogue-to-digital converter, a unit for generating output signals and an interface simulator. The equipment is provided with a unit for simulating standard connection of the monitored system with a unit for generating relay signals of the state of the monitored system, a unit for simulating connection to a power supply network, a control module, a module for communication of the monitored system with the personal computer and an interface module, which can be connected to the interface simulator of the monitoring unit through the monitored multichannel control system.

EFFECT: broader functional capabilities of the equipment and high reliability of monitoring by providing equivalent standard connection of the monitored system.

1 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-проверочной аппаратуре систем управления исполнительными устройствами и может быть использовано, например, для проверки работоспособности и регулирования многоканальных систем управления пуском снарядов реактивной системы залпового огня.The invention relates to test equipment of control systems of executive devices and can be used, for example, to test the performance and regulation of multi-channel control systems for launching shells of a multiple launch rocket system.

Известна автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура (пат. RU №2250565, МПК⁷ Н04В 3/46, опубл. 2005 г.), содержащая ПЭВМ, коммутатор каналов и блок контроля цепей, содержащий центральный блок управления, многоканальный блок сравнения, виртуальный эталон, контроллер входных каналов, формирователь выходных сигналов, мультиплексор, блок нормализации, который, в свою очередь, состоит из измерителя напряжения и измерителей цепи.Known automated test equipment (US Pat. RU No. 2250565, IPC ⁷ Н04В 3/46, publ. 2005), containing a personal computer, a channel switch and a circuit control unit containing a central control unit, a multi-channel comparison unit, a virtual standard, a controller input channels, output driver, multiplexer, normalization unit, which, in turn, consists of a voltage meter and circuit meters.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как в нем не предусмотрен контроль выдачи и приема цифровой информации на контролируемые объекты и не обеспечивается эквивалентное штатному подключение контролируемой системы, что снижает достоверность контроля.The disadvantages of this device are limited functionality, since it does not provide for the control of the issuance and reception of digital information to monitored objects and does not provide an equivalent full-time connection of the monitored system, which reduces the reliability of control.

Наиболее близкой к заявляемому устройству и принятой в качестве прототипа является автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура для проверки и регулирования цепей энергетического и информационного взаимодействия системы самолет - силовая установка (пат. RU №2294056, МПК Н04В 3/46 (2006.01), опубл. 2007 г.), содержащая виртуальный эталон, модуль сравнения сигналов с эталоном, ПЭВМ, соединенную узлом передачи информации с блоком контроля, соединенным с контролируемой системой и содержащим блок управления, многоканальный блок нормализации входных сигналов с аналого-цифровым преобразователем, блок формирования выходных сигналов.Closest to the claimed device and adopted as a prototype is an automated test equipment for checking and regulating energy and information interaction circuits of the aircraft - power plant system (US Pat. RU No. 2294056, IPC Н04В 3/46 (2006.01), publ. 2007 .), containing a virtual standard, a module for comparing signals with a standard, a PC connected by an information transfer unit with a control unit connected to a controlled system and containing a control unit, a multi-channel input normalization unit GOVERNMENTAL signals from the analog-to-digital converter unit for generating output signals.

Такое устройство имеет более широкие функциональные возможности, так как осуществляет контроль выдачи и приема цифровой информации на контролируемые объекты.Such a device has wider functional capabilities, as it controls the issuance and reception of digital information to controlled objects.

Однако функциональные возможности и достоверность контроля недостаточны, так как в такой автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуре также не обеспечивается эквивалентное штатному подключение контролируемой системы.However, the functionality and reliability of the control are insufficient, since in such automated control and testing equipment the equivalent regular connection of the controlled system is also not provided.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение достоверности контроля за счет обеспечения эквивалентного штатному подключения контролируемой системы.The objective of the invention is to expand the functionality and increase the reliability of control by providing equivalent full-time connection of the controlled system.

Поставленная задача решается усовершенствованием автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры для проверки цепей энергетического и информационного взаимодействия многоканальной системы управления с исполнительными устройствами, содержащей виртуальный эталон, модуль сравнения сигналов с эталоном, ПЭВМ, соединенную узлом передачи информации с блоком контроля, имеющим возможность соединения с контролируемой системой и содержащим блок управления, многоканальный блок нормализации входных сигналов с аналого-цифровым преобразователем, блок формирования выходных сигналов, имитатор интерфейса.The problem is solved by improving the automated control and testing equipment for checking the circuits of energy and information interaction of a multi-channel control system with actuators containing a virtual standard, a module for comparing signals with a standard, a personal computer connected to the information transfer unit with a control unit that can be connected to a controlled system and comprising a control unit, a multi-channel input signal normalization unit with analog-to-digital conversion zovatelem unit generating output signals, the simulator interface.

Это усовершенствование заключается в том, что аппаратура снабжена блоком имитации штатного подключения контролируемой системы с модулем интерфейса, имеющим возможность подключения к имитатору интерфейса блока контроля через контролируемую многоканальную систему управления, что позволяет подать на контролируемую систему управления питание и сигналы, эквивалентные штатному подключению системы управления в составе комплекса, например управляющие сигналы от бортовой вычислительной системы, релейные сигналы блокировок исполнительных механизмов и т.д.This improvement lies in the fact that the equipment is equipped with a unit for simulating the regular connection of the controlled system with an interface module that can connect to the interface simulator of the control unit through a controlled multi-channel control system, which allows power and signals equivalent to the standard control system connection to the composition of the complex, for example, control signals from the on-board computer system, relay blocking signals are executive x mechanisms, etc.

Кроме того, блок имитации штатного подключения может содержать блок формирования релейных сигналов состояния контролируемой системы, блок имитации подключения к сети питания, модуль управления и модуль связи контролируемой системы с ПЭВМ, что позволяет передать на контролируемую систему внешние сигналы состояния контролируемой системы управления, питание и организовать передачу управляющих команд контролируемой системы управления.In addition, the unit for simulating regular connection may include a unit for generating relay signals of the state of the monitored system, a unit for simulating the connection to the power supply network, a control module and a communication module of the monitored system with a PC, which allows transmitting external signals of the state of the monitored control system to the monitored system, supplying power and organizing transfer of control commands of a controlled control system.

Кроме того, виртуальный эталон и модуль сравнения сигналов с эталоном могут быть выполнены в виде таблицы данных и программного обеспечения ПЭВМ, что позволяет гибко конфигурировать состав тестов контролируемой системы управления, в частности изменять допустимые значения параметров сигналов и настраиваться на различные варианты циклограмм работы контролируемой системы.In addition, the virtual standard and the module for comparing signals with the standard can be made in the form of a table of data and PC software, which allows you to flexibly configure the composition of the tests of the controlled control system, in particular, change the permissible values of the signal parameters and tune to various options for the operation of the controlled system.

Кроме того, узел передачи информации может быть выполнен в виде шины передачи данных, соединенной с ПЭВМ посредством преобразователей интерфейса, что обеспечивает простую организацию обмена по всем каналам контролируемой системы управления.In addition, the information transfer unit can be made in the form of a data bus connected to the PC via interface converters, which ensures simple organization of exchange on all channels of the controlled control system.

Кроме того, аппаратура может быть снабжена дополнительными блоками контроля, при этом общее число блоков контроля соответствует количеству каналов проверяемой системы управления, что позволяет обеспечить независимую, одновременную проверку системы управления по всем каналам и упростить настройку контрольно-проверочной аппаратуры.In addition, the equipment can be equipped with additional control units, while the total number of control units corresponds to the number of channels of the control system being checked, which allows for independent, simultaneous control system control over all channels and simplify the setup of test equipment.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема контрольно-проверочной аппаратуры.The invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of a test equipment.

Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура для проверки цепей энергетического и информационного взаимодействия многоканальной системы управления 1 с исполнительными устройствами (не показаны), например бортовой аппаратуры пуска реактивной системы залпового огня, содержит виртуальный эталон, и модуль сравнения сигналов с эталоном, ПЭВМ 2, соединенную линией передачи информации с первым соединителем узла 3 передачи информации. Узел передачи информации 3 соединен с блоком контроля 4, имеющим возможность соединения с контролируемой системой 1. Блок контроля 4 содержит блок управления 5, выходом передачи информации соединенный с узлом передачи информации 3, а первым входом - с выходом аналого-цифрового преобразователя 6, соединенного с выходом многоканального блока 7 нормализации входных сигналов, соединенного входом с выходными цепями контролируемой аппаратуры 1, блок 8 формирования выходных сигналов, выходом соединенный с входными цепями контролируемой системы 1, а входом - с дискретным выходом блока управления 5, имитатор интерфейса 9, информационным входом подключенный к информационному выходу модуля управления 5, а информационным выходом - к входу информационного интерфейса исполнительных устройств контролируемой системы 1. Аппаратура снабжена блоком 10 имитации штатного подключения контролируемой системы 1 с модулем интерфейса 11, имеющим возможность подключения к имитатору интерфейса 9 блока контроля 4 через контролируемую многоканальную систему управления 1, и информационным входом соединенным с узлом передачи информации 3. В приведенном варианте блок 10 имитации штатного подключения содержит блок 12 формирования релейных сигналов состояния контролируемой системы, выходом соединенный с релейными входами контролируемой системы 1, блок 13 имитации подключения к сети питания, входом управления соединенный с модулем управления 14, энергетическим входом соединенный с лабораторным источником питания 15, а энергетическим выходом - с входом питания контролируемой системы 1, и модуль управления 14 блоком имитации штатного подключения 10, информационным выходом подключенный к узлу передачи информации 3, первым выходом соединенный с блоком формирования релейных сигналов 12, а вторым выходом - с блоком имитации штатного подключения 13.Automated control and testing equipment for checking the circuits of energy and information interaction of a multi-channel control system 1 with actuators (not shown), for example, on-board equipment for launching a multiple launch rocket system, contains a virtual standard and a signal comparison module with a standard PC 2 connected by a transmission line information with the first connector of the node 3 transfer information. The information transfer unit 3 is connected to the control unit 4, which can be connected to the controlled system 1. The control unit 4 contains a control unit 5, an information transfer output connected to the information transfer unit 3, and a first input to the output of the analog-to-digital converter 6 connected to the output of the multi-channel block 7 of normalization of the input signals connected by the input to the output circuits of the controlled equipment 1, the block 8 of the formation of output signals, the output connected by the input circuits of the controlled system 1, an input - with a discrete output of the control unit 5, an interface simulator 9, an information input connected to the information output of the control module 5, and an information output - to the input of the information interface of the actuators of the controlled system 1. The equipment is equipped with a unit 10 for simulating regular connection of the controlled system 1 with an interface module 11, having the ability to connect to the simulator interface 9 of the control unit 4 through a controlled multi-channel control system 1, and the information input is connected with the information transfer unit 3. In the given embodiment, the unit for simulating the standard connection includes a unit 12 for generating relay signals of the state of the monitored system, an output connected to the relay inputs of the monitored system 1, a unit 13 for simulating power supply connection, a control input connected to the control module 14, an energy input connected to a laboratory power source 15, and an energy output to a power input of a controlled system 1, and a control module 14 of a unit for simulating a standard connection 10, an information output connected to the information transfer unit 3, the first output connected to the relay signal generation unit 12, and the second output to the simulated regular connection unit 13.

Виртуальный эталон выполнен в виде таблицы данных, содержащей эталонные значения амплитуд, длительностей и моментов возникновения импульсов относительно начала циклограммы, модуль сравнения сигналов с эталоном выполнен в виде программного обеспечения (ПО) ПЭВМ 2. Узел 3 передачи информации выполнен в виде шины передачи данных, соединенной с ПЭВМ 2 посредством преобразователей интерфейса. Позицией 15 обозначен лабораторный источник питания. Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура снабжена дополнительными блоками контроля 16, аналогичными блоку 4, при этом общее число блоков 4 и 16 контроля соответствует количеству каналов проверяемой системы управления 1. В приведенном варианте автоматизированной контрольно-проверочной аппаратуры для проверки цепей энергетического и информационного взаимодействия многоканальной системы управления 1 реактивной системы залпового огня, управляющей пуском снарядов из двенадцати направляющих, количество блоков контроля 4 и 16 равно двенадцати. ПО предназначено для мониторинга состояния многоканальной системы управления 1 и блока контроля 4, управления аппаратурой во время проведения тестирования, отображения результатов тестирования оператору и проведения анализа полученных данных для принятия решения об исправности. Состав тестов определяется в соответствии с выбранным вариантом циклограммы функционирования контролируемой многоканальной системы управления 1. Кроме того, в ПО реализована функция задания пользовательского набора тестов для проверки отдельной функции контролируемой многоканальной системы управления 1, что удобно при ее настройке или ремонте. Входными данными ПО являются конфигурация блока контроля 4 и параметры цикла работы многоканальной системы управления 1. Выходными данными ПО являются оценка правильности работы контролируемой многоканальной системы управления 1 в соответствии с заданными параметрами блока контроля 4 на основании анализа циклограммы взаимодействия блока контроля 4 и многоканальной системы управления 1.The virtual standard is made in the form of a data table containing the reference values of the amplitudes, durations and moments of the pulses relative to the beginning of the cyclogram, the signal comparison module with the standard is made in the form of PC software 2. The information transfer unit 3 is made in the form of a data bus connected with PC 2 through interface converters. Position 15 denotes a laboratory power source. Automated control and testing equipment is equipped with additional control units 16, similar to block 4, while the total number of control units 4 and 16 corresponds to the number of channels of the control system 1 being checked. In the given version, automated control and testing equipment for checking the energy and information interaction circuits of the multi-channel control system 1 multiple launch rocket system that controls the launch of shells from twelve guides, the number of control units 4 and 16 ra apparently twelve. The software is designed to monitor the status of the multi-channel control system 1 and control unit 4, control the equipment during the test, display the test results to the operator and analyze the data to make a decision about the health. The composition of the tests is determined in accordance with the selected sequence diagram of the operation of the controlled multichannel control system 1. In addition, the software has a function to set up a custom test set for checking a separate function of the controlled multichannel control system 1, which is convenient for its setup or repair. The input data for the software are the configuration of control unit 4 and the parameters of the operation cycle of the multi-channel control system 1. The output data of the software is an assessment of the correct operation of the controlled multi-channel control system 1 in accordance with the specified parameters of the control unit 4 based on the analysis of the cyclogram of the interaction of control unit 4 and the multi-channel control system 1 .

Обмен данными аппаратурой осуществляется по интерфейсу передачи информации RS-232. Информационный обмен между ПО, блоком контроля 4 и многоканальной системой управления 1 осуществляется в протоколе SLIP с помехоустойчивым кодированием CRC-16 CCITT-REVERSED.The equipment exchanges data via the RS-232 information transfer interface. The information exchange between the software, control unit 4 and multi-channel control system 1 is carried out in the SLIP protocol with noise-resistant coding CRC-16 CCITT-REVERSED.

Автоматизированная контрольно-проверочная аппаратура работает следующим образом. Согласно функциональной схеме к системе управления 1 и ПЭВМ 2 через узел передачи информации 3 подключаются блоки контроля 4 и 16 в количестве, равном количеству каналов контролируемой системы управления 1, блок 10 имитации штатного подключения контролируемой системы управления 1. На собранную схему от источника 15 подается напряжение питания, после чего оператор ПЭВМ 2 запускает ПО, задает конфигурацию тестов контролируемой системы управления 1 (для аппаратуры пуска реактивной системы залпового огня устанавливается тип снаряда, количество заряженных направляющих и релейные сигналы блокировок пуска) и запускает цикл проверки. В начале цикла проверки при помощи узла передачи информации 3 от ПЭВМ 2 передаются управляющие команды на блоки контроля 4 и 16 и блок 10 имитации штатного подключения. При этом блок управления 5 блока контроля 4 устанавливает начальное состояние блока 7 нормализации входных сигналов и блока 8 формирования выходных сигналов, а модуль управления 14 блоком 10 имитации штатного подключения устанавливает начальное состояние блока 12 формирования релейных сигналов состояния контролируемой системы управления 2 и состояние блока 13 имитации подключения к сети питания. При помощи блока 12 формирования релейных сигналов состояния системы и блока 13 имитации подключения к сети питания включается контролируемая система управления 1. По начальному состоянию, считанному с блока 8 формирования выходных сигналов и с блока 12 формирования релейных сигналов состояния, контролируемая аппаратура 1 определяет тип исполняемой циклограммы и при помощи узла 3 передачи информации проводит информационный обмен с ПО ПЭВМ 2. За время проведения цикла проверок контролируемой системы управления 1 взаимодействие с цепями системы осуществляется при помощи блоков контроля 4 и 16 и преобразователей интерфейса. При этом блок 7 нормализации входных сигналов при помощи аналого-цифрового преобразователя 6 осуществляет регистрацию аналоговых сигналов, поступающих от контролируемой системы, определяя при этом амплитуду, длительность и время возникновения энергетических импульсов взаимодействия контролируемой системы с исполнительными устройствами. Полученная информация считывается блоком управления 5 и передается через узел 3 передачи информации на ПЭВМ 2. После окончания цикла проверок ПО ПЭВМ 2 проводит сравнение сигналов, полученных от блоков контроля 4 с эталонными значениями параметров из таблицы данных, и выводит собранную информацию на дисплей оператора ПЭВМ 2. При сравнении полученных импульсов определяется не только соответствие их параметров эталонным значениям, но и соответствие последовательности их возникновения циклограмме работы контролируемой системы 1. Исправность линий информационного обмена определяется путем регистрации прохождения информационных команд в обе стороны от ПЭВМ 2 через узел передачи информации 3, через модуль интерфейса 11 к контролируемой аппаратуре 1 и от модуля интерфейса 11 через контролируемую аппаратуру 1 к имитатору интерфейса 9.Automated test equipment operates as follows. According to the functional diagram, control units 4 and 16 are connected to the control system 1 and PC 2 through the information transfer unit 3 in an amount equal to the number of channels of the controlled control system 1, unit 10 simulating the standard connection of the controlled control system 1. Voltage is applied to the assembled circuit from source 15 power supply, after which the PC operator 2 launches the software, sets the configuration of the tests of the controlled control system 1 (for the launch equipment of the multiple launch rocket system the projectile type is set, the number of charged guides and relay signals of start-up locks) and starts the test cycle. At the beginning of the test cycle, using the information transfer unit 3 from the PC 2, control commands are transferred to control units 4 and 16 and the unit 10 for simulating regular connection. In this case, the control unit 5 of the control unit 4 sets the initial state of the input signal normalization unit 7 and the output signal generation unit 8, and the control module 14 of the standard connection simulation unit 10 sets the initial state of the relay signal generation unit 12 of the state of the controlled control system 2 and the state of the simulation unit 13 power connections. Using the block 12 of the formation of the relay signals of the state of the system and the block 13 simulating the connection to the power supply, the controlled control system 1 is turned on. According to the initial state, read from the block 8 of the formation of the output signals and from the block 12 of the formation of the relay status signals, the monitored equipment 1 determines the type of the executed cyclogram and with the help of node 3 for transmitting information, conducts information exchange with PC 2. During the cycle of checks of the controlled control system 1, interaction with the system circuits emy carried out by means of control units 4 and 16 and interface converters. In this case, the unit 7 of normalization of the input signals using the analog-to-digital Converter 6 registers analog signals received from the controlled system, while determining the amplitude, duration and time of occurrence of energy pulses of the interaction of the controlled system with actuators. The received information is read by the control unit 5 and transmitted through the information transfer unit 3 to the PC 2. After the verification cycle, the PC 2 compares the signals received from the control units 4 with the reference parameter values from the data table and displays the collected information on the display of the PC 2 operator When comparing the received pulses, it is determined not only the correspondence of their parameters to the reference values, but also the correspondence of the sequence of their occurrence to the cyclogram of the controlled system 1. s information exchange lines determined by detecting the passage of informational commands to both sides of the PC 2 via the information transmitting unit 3 through the interface unit 11 to the controlled apparatus 1 and from the interface module 11 via the controlled apparatus 1 to the simulator interface 9.

Таким образом, использование предлагаемой контрольно-проверочной аппаратуры позволяет обеспечить эквивалентное штатному подключение контролируемой системы и за счет этого расширить функциональные возможности и повысить достоверность приемосдаточных и периодических испытаний для выявления таких неисправностей, как отсутствие электрической цепи, отклонение токовой нагрузки электрической цепи от номинальной, межканальные замыкания, отсутствие информационного обмена по каналам связи, нарушения циклограмм.Thus, the use of the proposed test equipment makes it possible to provide an equivalent standard connection of the controlled system and thereby expand the functionality and increase the reliability of acceptance and periodic tests to detect malfunctions such as the absence of an electric circuit, deviation of the current load of the electric circuit from the nominal, interchannel short circuits , lack of information exchange through communication channels, violation of cyclograms.

Claims

Automated test equipment for checking the circuits of energy and information interaction of a multichannel control system with actuators, containing a virtual standard and a signal comparison module with a personal computer, a PC connected by an information transfer unit with a control unit that can connect to a controlled system and contains a control unit, a multi-channel block for normalizing input signals with an analog-to-digital converter, a block for generating output signals, and interface mitator, characterized in that the equipment is equipped with a unit for simulating regular connection of a controlled system with a unit for generating relay signals of the state of the controlled system, a unit for simulating power supply connection, a control module, a communication module of the controlled system with a PC and an interface module that can be connected to an interface simulator control unit through a controlled multi-channel control system.