СТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ СТЕНДОВ АГРЕГАТОВ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается структура построения автоматизированных систем испытательных стендов. В статье приводится разделение системы на уровни автоматизации, описание их функций.

Данная статья предназначена для студентов и специалистов направлений, связанных с автоматизацией в промышленности, авиационной, космической и оборонной отраслями.

Ключевые слова: автоматизация; испытательный стенд; системы измерения, системы управления.

Технологический процесс изготовления высоконадежных сложных технических устройств, том числе ракетных двигателей, предполагает проведение испытаний их узлов и агрегатов.

При проведении испытаний проверяют соответствие получаемых технологических параметров требованиям конструкторской документации.  Технологические параметры, оценку которых производят, как правило, зависят от измеренных величин в процессе испытания, например: давлений, температур, расходов, перемещений. Измерения производят в различных режимах работы установки в течение заданного времени. Режимы работы установки обеспечиваются работой исполнительных устройств испытательного стенда.

Для обеспечения режимов технологических параметров применяют автоматизированные системы. Автоматизированные системы испытательных стендов представляют собой совокупность системы измерения технологических параметров и системы управления исполнительными устройствами.

Измерительная система (ИС) представляет собой совокупность средств измерений и других средств измерительной техники, размещенных в разных точках объекта измерения, функционально объединенных с целью измерений одной или нескольких величин, свойственных этому объекту [1, с. 19].

Система управления предназначена для управления исполнительными устройствами испытательного стенда, а также сбора дискретных сигналов состояний.

Автоматизированная система испытательного стенда делится на «верхний» и «нижний» уровень автоматизации.

На «нижнем уровне» происходит преобразование сигналов, первичная обработка информации, поступающая с исполнительных механизмов и первичных преобразователей и передача на «верхний уровень», а также прием информации с «верхнего» уровня, выработка управляющих воздействий на исполнительные устройства стенда.

Основным устройством нижнего уровня является контроллер, установленный в шасси с модулями расширения. Контроллер производит непрерывный опрос модулей ввода, производит первичную обработку сигналов и передает полученные данные на верхний уровень. Так же контроллер получает информацию с верхнего уровня автоматизированной системы и формирует выходные сигналы модулей вывода.

На Рисунке 1 представлен контроллер NI CompactRIO 9056 со встроенным шасси для установки модулей [2].

Рисунок 1. Контроллер CompactRIO 9056

В слоты шасси устанавливаются сменные модули ввода вывода: модули ввода/вывода аналоговых сигналов, ввода/вывода дискретных сигналов, модули сетевых интерфейсов (RS-232, RS-485, CAN и т.д.)

«Верхний уровень» предназначен для формирования и принятия решений на уровне системы в целом, выдачи управляющих команд на исполнительные устройства стенда, используя человеко-машинный интерфейс на экране монитора, отображения состояния всех исполнительных механизмов и первичных преобразователей, непрерывного осциллографирования всех событий, с возможностью графического просмотра, ведения паспорта всех параметров с использованием базы данных.

Аппаратно «верхний уровень» автоматизированных систем реализуется на базе персонального компьютера, панельного или планшетного компьютера, либо сервера.

Верхний и нижний уровни системы связаны между собой с помощью цифрового интерфейса на основе протокола Ethernet.

На Рисунке 2 представлена структурная схема типовой автоматизированной системы.

Рисунок 2. Структурная схема автоматизированной системы испытательного стенда

Список литературы:

1. Захаров В.А. Метрологическое обеспечение измерительных систем : учеб. пособие. Мн.: Изд-во Урал. ун-та, 2018. – 168 с.
2. Официальный сайт компании «National Instruments» [Электронный ресурс]. –  URL: https://www.ni.com/ru-ru/support/model.crio-9056.html (дата обращения 06.01.2022).