Автоматизированные системы контроля (АСК) используются ОАО «ВНИИ «Сигнал» на всех этапах жизненного цикла приводов наведения и стабилизации. В статье изложены основные принципы, которыми руководствуются проектировщики АСК при разработке систем контроля. Излагаются функциональные возможности и особенности работы систем контроля с приводами.
Одним из основных инструментов, позволяющих решать задачи повышения качества, сокращения сроков разработки и изготовления приводов наведения и стабилизации (ПНС), являются автоматизированные системы контроля (АСК) [1].
Разработанные ОАО «ВНИИ «Сигнал» АСК применяются на всех этапах жизненного цикла ПНС, начиная с экспериментальных исследований и до сервисной поддержки при эксплуатации. На этапе НИР АСК применяются для отработки новых алгоритмов управления и функционального контроля ПНС, а также разработки и отладки программного обеспечения (ПО) для вновь применяемых вычислительных средств управления приводами. На стадии ОКР с помощью АСК обеспечивается отладка как ПО цифровых блоков управления приводов, так и ПО собственно АСК, применяемых для автономных и объектных испытаний ПНС. При серийном производстве основной задачей, решаемой с помощью АСК, является обеспечение достоверного контроля параметров и характеристик ПНС, установленных в технической документации. На стадии эксплуатации приводов в составе комплексов вооружения АСК включается в номенклатуру нестандартного технологического оборудования сервисных центров и ремонтных предприятий.
При разработке АСК приводов наведения и стабилизации учитываются требования по назначению, сопряжению с ПНС, а также целый ряд требований, вытекающих из опыта разработки и эксплуатации АСК. Эти требования выливаются в перечисляемые далее принципы.
Основой АСК, построенной в соответствии с перечисленными принципами, является технологическая ПЭВМ, которая отвечает следующим требованиям:
В качестве устройств сопряжения выбраны типовые и высоконадёжные платы обработки сигналов:
Плата сбора данных PCL-812PG фирмы Advantech обеспечивает имитацию сигналов системы автоматики, взаимодействующей с ПНС в составе объекта. Её краткие технические характеристики приведены в табл. 1.
Удобство использования комплектующих фирмы Advantech объясняется ещё и тем, что эта фирма одной из первых предложила на российском рынке комплекты современного оборудования (по своей сути – набор «Конструктор») для проектирования систем контроля – промышленные компьютеры на базе корпуса IPC-510 с набором плат сбора данных, с дополнительным встроенным набором различных шин и интерфейсов. Модульность конструкции такого компьютера позволяет значительно снизить затраты на разработку АСК и стендового оборудования. Высокая надёжность, эффективность, простота обслуживания АСК на базе этой ПЭВМ имели решающее значение при определении конфигурации системы.
С целью минимизации аппаратного состава АСК в ОАО «ВНИИ «Сигнал» разработаны собственные универсальные специализированные платы.
В обобщённом виде структура АСК представлена на рис. 1.
Необходимо понимать, что разработанная и внедрённая АСК используется для приводов наведения и стабилизации, то есть в военных разработках. В военных разработках и разработках двойного назначения при выборе комплектующих используются два критерия: 1) комплектующие должны быть исключительно отечественного производства; 2) предприятие, которое производит изделия из числа комплектующих, должно иметь сертификат (разрешение) от российских военных, а на его территории должна быть постоянно действующая военная приёмка. Поэтому ни о каких импортных комплектующих (китайских, тайваньских, английских, бразильских и т.д. и даже совместных предприятий) в данном случае не может быть и речи, никакую продукцию Honeywell, Analog Devices, Siemens, Murata, Atmel, Apple и других мировых лидеров электроники применять нельзя, хотя при этом только следование второму из перечисленных критериев автоматически ведёт к удорожанию комплектующих как минимум в 2 раза.
Если же выбор разработчика и остановился жёстко на каком-то импортном изделии, то необходимо пройти в буквальном смысле семь кругов ада, чтобы получить разрешение на его применение. Предприятия российского ОПК выкручиваются из данной ситуации кто как может. Такое положение распространяется на всю продукцию военного и двойного назначения, в том числе на технологическую и сервисную аппаратуру, к которой относится АСК ПНС. И это при том, что на сегодняшний день наш оборонный комплекс отстал от зарубежья по многим позициям в части комплектующих и технологий их производства. В данных условиях всё чаще приходится стоять перед выбором такого плана: либо новое изделие для российской армии будет размером с вагон и делать его будут топором и гаечным ключом, но все комплектующие будут российские, либо новое изделие будет размером с чемодан, но с применением импорта.
Выделяются четыре основных режима работы АСК:
Для обеспечения отладки цифровых алгоритмов управления приводов в АСК реализован технологический (расширенный) протокол обмена между ПЭВМ и цифровым блоком управления ПНС. Данный протокол позволяет проводить настройку отдельных контуров и звеньев алгоритма. При этом влияние настраиваемых параметров на характеристики привода можно наглядно наблюдать в режиме реального времени на дисплее ПЭВМ (рис. 2).
При проведении пусконаладочных работ обеспечивается выдача в контролируемое изделие в последовательности, предусмотренной протоколами сопряжения, входных управляющих сигналов и команд. При этом на экран дисплея для анализа оператором должна выводиться информация о состоянии всех контролируемых сигналов приводов. Пример общего вида панели управления в этом режиме представлен на рис. 3.
Работа с АСК в режиме настройки выполняется в диалоговом режиме. Программа обеспечивает возможность выбора типовых для ПНС задающих воздействий с установленными оператором параметрами и расчёт показателей качества функционирования приборов. Результаты отработки этих воздействий регистрируются в файле и могут выводиться на монитор в реальном масштабе времени. Анализ информации, сохранённой в файле, может проводиться как в графическом, так и в табличном виде. Оператор в соответствии с инструкцией по настройке осуществляет корректировку параметров алгоритма управления. Пример общего вида панели управления при настройке представлен на рис. 4.
Режим автоматизированных испытаний позволяет:
Включение привода происходит под управлением АСК автоматически, после чего начинается контроль по заданной циклограмме. Во время проведения контроля формируются задающие воздействия в соответствии с пунктами ТУ в течение фиксированного времени, запоминаются сигналы, поступающие с изделия, производится расчёт показателей качества его функционирования.
По окончании контроля привод автоматически выключается, программа АСК анализирует соответствие результатов требованиям ТУ и подготавливает протокол контроля для его вывода на монитор и принтер. Дата проведения испытаний устанавливается программой автоматически.
Наряду с традиционными функциями, выполняемыми АСК (формирование тестовых сигналов, определение показателей качества приводов во временной и частотной областях, предоставление оператору возможности проводить настройку ПНС), ОАО «ВНИИ «Сигнал» в настоящее время перешло к реализации на практике автоматической настройки приводов в процессе их изготовления с помощью программно-аппаратных средств АСК. Решена задача автоматической настройки позиционных контуров управления высокодинамичных ПНС вооружения комплекса «Панцирь-С1» при их серийном изготовлении (рис. 5).
Одним из направлений расширения функций АСК является обеспечение возможности просмотра и обработки результатов (файлов) телеметрии, зафиксированных при работе ПНС в составе изделия.
АСК при работе с такой информацией должны обеспечивать:
Перечисленные функции АСК по работе с телеметрией уже реализованы в АСК «Панцирь-С1».
Следует отметить, что расширение функциональных возможностей АСК влечёт за собой и дополнительные работы по расширению прикладного ПО цифровой части ПНС, что, как показывает опыт, многократно окупается.
Разработанные и эксплуатируемые ОАО «ВНИИ «Сигнал» АСК комплексов «Кортик», «Каштан», «Панцирь-С1», «Ураган 1М» и других уже показали свою эффективность не только при стендовых испытаниях приводов, но и при изготовлении соответствующих объектов вооружения. ●
E-mail: olnikst@yandex.ru
Экономика профилактики: использование Интернета вещей для планирования профилактического обслуживания оборудования
Машины, а точнее, сложные высокотехнологичные установки – станки или другое технологическое оборудование для любой промышленной отрасли представляют собой ценные активы, которые необходимо защищать от повреждений, неисправностей и отказов с помощью надлежащих мер по техническому обслуживанию. В этой статье будет рассмотрен один из примеров создания системы, автоматически контролирующей состояние и время работы машин с последующей отправкой уведомлений о графике профилактического технического обслуживания (ПТО). 23.04.2024 СТА №2/2024 428 0 0Блок управления для исполнительных устройств в оптическом тракте лазерной системы
В статье представлен блок управления для исполнительных устройств в оптическом тракте лазерной системы. Приведены решения на аппаратном и программном уровнях, обоснован выбор средств автоматизации. 23.04.2024 СТА №2/2024 335 0 0Построение цифрового двойника склада металлопроката с использованием искусственной нейронной сети
Изложены методика и результаты эксперимента по применению искусственной нейронной сети для отслеживания перемещений продукции металлопроката на территории цеха. Приведены преимущества такого способа организации цифрового двойника склада. 23.04.2024 СТА №2/2024 308 0 0Горячее резервирование с MasterSCADA 4D и ПЛК Regul R500 на примере АСУ ТП для авиатопливных комплексов
В статье представлено решение для автоматизированного контроля и управления технологическими объектами склада одного из технологических лидеров российской авиатопливной отрасли. Система построена на базе ПЛК REGUL500 с поддержкой горячего резервирования центральных процессоров и программной платформе MasterSCADA 4D с поддержкой резервирования серверов, работы рантайм на операционной системе Astra Linux и синхронизацией данных на программном уровне. Эти составляющие, а также опыт сертифицированного интегратора ООО «ЛИТЭК», позволили создать отказоустойчивую систему управления повышенной надёжности в полном соответствии с современными требованиями стратегии цифровой трансформации. 23.04.2024 СТА №2/2024 443 0 0