АВТОМАТИЗАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРА УСТРОЙСТВА СБОРА И ДЕКОММУТАЦИИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

В буквальном смысле «телеметрия» означает измерение на расстоянии. Содержание современной телеметрии составляет широкий круг проблем, связанных с получением, преобразованием, передачей и обработкой измерительной информации, используемой при управлении удаленными объектами, определении их состояния или при изучении физических процессов в местах, где непосредственное присутствие наблюдателя затруднено или невозможно [3, с. 22].

Телеметрия широко применяется в следующих областях: метеорология, медицина, геофизика, сельское хозяйство, водоснабжение, водоотведение, оборона и космос [4].

В космической сфере телеметрия используется для сбора данных с космических аппаратов и спутников. Инженерам необходима информация о критичных параметрах для анализа и улучшения летно-технических характеристик систем и объекта в целом, оценки эффективности функционирования систем, определения соответствия характеристик космического аппарата (КА) заданным техническим требованиям и как следствие всего перечисленного – улучшение надежности запускаемого изделия. Во время пуска ракет-носителей (РН) персонал, обслуживающий стартовый комплекс удаляется на безопасное расстояние, поскольку запускаемое изделие может быть уничтожено во время или после проведения пусковых работ. Без использования телеметрии в данном случае не обойтись, так как невозможно контролировать состояние объекта и его систем на расстоянии. Необходимо отметить, что при пуске РН необходимо отслеживать сотни параметров, таких как: давление в баках горючего, температуру, ускорение, вибрации и прочее. Использование современных средств телеметрии, обладающих высокой степенью автоматизации процессов получения, передачи и обработки измерительной информации позволяют значительно облегчить выполнение данной задачи.

Весь поток телеметрической информации в конечном итоге поступает на устройство сбора и декоммутации (УСД).

УСД – это персональный компьютер, подключенный к локальной вычислительной сети, позволяющий выполнять прием, регистрацию и передачу телеметрической информации (ТМИ) как в режиме реального времени, так и в отложенном режиме.

Принимаемая телеметрическая информация поступает в центр сбора и обработки информации одновременно с нескольких измерительных пунктов (ИП). Вследствие различных условий приема, работы оборудования и обслуживающего персонала, состояния каналов передачи данных, качество принимаемой от различных ИП-ов информации может быть разным и непостоянным во времени.

Качество и полнота выполнения последующей обработки информации напрямую зависят от достоверности обрабатываемой ТМИ. Выдача в обработку ТМИ, содержащей дефекты, создаст предпосылки дезинформации при анализе функционирования бортовых систем. При этом наличие сбоев, при приеме ТМИ в реальном масштабе времени (РМВ), является скорее правилом, нежели исключением. Поэтому выбор достоверных телеизмерений среди принятых данных является первостепенной задачей.

Выбор наиболее качественной информации, поступающей с различных источников осуществляет оператор УСД ТМИ. Среди большого количества доступных станций, он выбирает «наилучший» источник информации, который передается внешним абонентам и записывается в файл единого носителя (ЕН). Файл ЕН – это единый результирующий файл ТМИ, оптимальный по качеству и с единой временной шкалой. Следует отметить, что выбор наилучшей станции также необходим для выполнения обработки ТМИ в темпе полета РН.

На сегодняшний день существует достаточное количество готовых программных продуктов, способных решать различные задачи телеметрии, в том числе прием, регистрацию, передачу производственной информации при выполнении пусков РН.

В таблице 1 приведена сравнительная характеристика уже имеющихся программных продуктов. В ходе изучения и анализа программных продуктов были выделены следующие основные параметры для их сравнения («+» – соответствует, «-» – не соответствует):

1 – Возможность автоматизации работы оператора УСД.

2 – Бесплатная лицензия на программный продукт.

3 – Удобный и понятный интерфейс программного продукта.

4 – Уникальность разработки.

5 – Наличие ошибок и как следствие некорректная работа программного продукта.

Таблица 1.

Сравнительная характеристика программных продуктов

На основании сравнительной характеристики уже существующих систем приема и передачи ТМИ выявлено, что на сегодняшний день ни один программный продукт не позволяет в полной мере решить задачу автоматизации технологического процесса приема и передачи производственной информации предприятия ракетно-космической отрасли, т.е. не позволяет в полной мере автоматизировать работу оператора УСД ТМИ. Следовательно, в дальнейшем необходимо разработать программу, способную решать данную задачу автоматизации и лишенную всех недостатков, которыми обладают готовые программные продукты.

Задачу разработки программного продукта с целью автоматизации технологического процесса приема и передачи производственной информации можно разделить на следующие этапы:

1) Разбор структуры ТМИ.

2) Изучение протокола пользовательских датаграмм (UDP) и формата обмена данными по этому протоколу.

3) Изучение реализации сетевого обмена в выбранной среде разработки программного обеспечения.

4) Изучение реализации многозадачности и многопоточности в выбранной среде разработки программного обеспечения.

5) Изучение возможностей работы с графикой в выбранной среде разработки программного обеспечения, с целью реализации удобного визуального контроля качества поступающей ТМИ.

6) Выделение критериев (признаков качества) для выбора наилучшего источника ТМИ.

7) Изучение реализации записи информации с каждого источника ТМИ в файл, записи ЕН.

8) Реализация программного продукта.

Телеметрия жизненно важна в развитии и модернизации ракет, спутников и авиации, так как во время и после проведения испытаний имеется возможность детально проанализировать все системы, узлы и агрегаты испытуемого объекта (системы), с целью исключения каких-либо дефектов и дальнейшей модернизации объекта или системы.

Создание проектируемой системы позволит полностью исключить участие человека в выборе наилучшего источника ТМИ, что в свою очередь уменьшит влияние «человеческого фактора» на весь процесс приема и передачи производственной информации.

Список литературы:

1. Султанов Н.З., Алтынбаев Р.Б. Инновации в автоматизации технологических процессов и производств: электронное учебн. пособие. – Оренбург: ИПК ОГУ, 2018. – 191 с.
2. Султанов Н.З., Ильин О.Н., Ильина А.П. Автоматизированный способ контроля герметичности авиационных и ракетно-космических изделий. – Автоматизация в промышленности. – 2018. – №7. – С. 56-58.
3. Назаров А.В., Козырев Г.И., Шитов И.В., Обрученков В.П., Древин А.В., Краскин В.Б., Кудряков С.Г., Петров А.И., Соколов С.М., Якимов В.Л., Лоскутов А.И. Современная телеметрия в теории и на практике. Учебный курс.  Спб.: Наука и Техника, 2007. – 672 с., ил. цветные вкладки.
4. Энциклопедия Википедия: сайт – [Электронный ресурс] – Режим доступа.URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/Телеметрия (дата обращения: 10.12.2018).