СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ В SCADA-ПАКЕТЕ TRACE MODE

SYSTEM OF JET ENGINE TECHNICAL STATE DIAGNOSTICS IN SCADA SYSTEM TRACE MODE

Maksim Kavalerov

candidate of technical sciences, assistant professor of the department «Automation and telemechanics», Perm National Research Polytechnic University,

Russia, Perm

Maksim Chudinov

master student, Perm National Research Polytechnic University,

Russia, Perm

АННОТАЦИЯ

В статье представлено решение задачи разработки прототипа программного обеспечения системы вибрационной диагностики газотурбинного двигателя. Представлено описание разработанного прототипа. Проведена проверка функционирования полученного прототипа программного обеспечения.

ABSTRACT

The article is about the solution of the problem concerning the development of the software prototype of the automation system for vibration diagnostics of the jet engine. The developed prototype is described.

Ключевые слова: SCADA-система; Trace Mode; газотурбинный двигатель; пользовательский графический интерфейс.

Keywords: SCADA-system; Trace Mode; jet engine; graphical user interface.

В настоящее время SCADA-системы являются наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами) в жизненно важных и критичных с точки зрения безопасности и надежности областях.

Разработка программного обеспечения систем управления на основе SCADA-пакетов является альтернативой по отношению к разработке на основе универсальных средств и сред программирования.

Программный комплекс TRACE MODE предназначен для разработки программного обеспечения автоматизированных систем управления технологическим процессом, а также для обеспечения их функционирования в реальном времени [4].

SCADA-пакеты являются одним из инструментальных средств разработки программного обеспечения при проектировании систем автоматизации и управления [1].

Описание реальной технической системы

В качестве примера реальной технической системы, используемой для реализации прототипа программного обеспечения на базе TRACE MODE, был выбран стендовый комплекс вибрационной диагностики авиационных ГТД. Он предназначен для контроля вибраций газотурбинных двигателей во время испытаний, а также для регистрации вибрационного состояния двигателей с целью выработки рекомендаций для вибрационной доводки двигателя [2].

Турбореактивный двигатель  — воздушно-реактивный двигатель, в котором сжатие рабочего тела на входе в камеру сгорания и высокое значение расхода воздуха через двигатель достигается за счёт совместного действия встречного потока воздуха и компрессора, размещённого в тракте турбореактивного двигателя сразу после входного устройства, перед камерой сгорания [3].

Вибрационная диагностика авиационных газотурбинных двигателей на стендовых испытаниях имеет характерные особенности, связанные с тем, что диагностируется не износ двигателя или возникновение и развитие дефекта, а технологические отклонения при изготовлении и сборке двигателя [2].

Постановка задачи

Требуется разработать прототип программного обеспечения для вышеуказанной технической системы. Также должна быть обеспечена выдача сообщений, о превышении вибрационных параметров по сравнению с допустимым уровнем, и принятие системой соответствующих мер по предотвращению неисправностей.

Настройка параметров циклограммы должна проводиться через взаимодействие с интерфейсом (т.е. без изменения программного кода). Таким образом, в проекте должен быть организован многооконный интерфейс системы.

Разработка интерфейса окна настройки параметров циклограммы

Для настройки параметров циклограммы, реализован пользовательский интерфейс, функции которого привязаны к аргументам разработанной программы, где представлен алгоритм проведения стендовых испытаний. Во время работы с программой пользователь может менять настройки циклограммы, и запускать испытания двигателя повторно.

Пользовательский интерфейс (рисунок 1) представляет собой набор кнопок и текстовых элементов (для отображения вводимых значений).

Рисунок 1. Окно настройки параметров циклограммы

На рисунке 2, представлен пример выдачи оповещений о превышении вибрационных параметров по сравнению с допустимым уровнем, и принятие системой соответствующих мер (аварийный сброс оборотов).

Таким образом, к моменту окончания разработки проекта, также было реализовано окно проведения стендовых испытаний (рисунок 2).

Рисунок 2. Окно проведения стендовых испытаний

Заключение

В данной статье представлен прототип программного обеспечения и интерфейса с оператором для стендового комплекса диагностики авиационных двигателей, включающий в себя окно настройки параметров циклограммы, и экран стендовых испытаний двигателя. Проведена проверка функционирования полученного прототипа системы управления. Данный прототип программного обеспечения был реализован для анализа и дальнейшего исследования возможностей и особенностей работы со SCADA-пакетом TRACE MODE. Вариант разработки программного обеспечения систем управления на основе SCADA-пакетов является альтернативой по отношению к разработке на основе универсальных средств и сред программирования.

Список литературы:

1. Кавалеров М.В. Компьютерныетехнологииуправлениявтехническихсистемах:учебноепособие/ М.В. Кавалеров. – Пермь: Издательство Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2014. – 173 с.
2. Стендовый комплекс диагностики авиационных двигателей / [Электронный ресурс].  – Режим доступа: URL: http://www.cta.ru/cms/f/343222.pdf (дата обращения 25.01.2017).
3. Турбореактивный двигатель / [Электронный ресурс].  – Режим доступа: URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Турбореактивный_двигатель (дата обращения: 23.01.2017).
4. Trace Mode / [Электронный ресурс].  – Режим доступа: URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Trace_mode (дата обращения: 23.01.2017).