Устройство преобразования информации для информационно-управляющей системы

Авторы патента:

G01D9 - Регистрация (запись) измеряемых величин

Полезная модель относится к информационно-измерительной технике и может быть использована для сбора и обработки полетных данных, сохранения этой информации в случае летных происшествий, формирования команд управления, а также для эксплуатационного контроля систем и оборудования летательных аппаратов.

Технический результат заключается в повышении надежности, достоверности формируемой информации, а также возможности адаптации под различные варианты бортового радиотехнического оборудования БРЭО.

Устройство преобразования информации для информационно-управляющей системы содержит модуль приема аналоговых сигналов, состоящий из n-функционально-логических блоков и модуль вычислительный интегрированный, состоящий из k-функционально-логических блоков взаимодействующие между собой по кодовой линии связи, модуль приема аналоговых сигналов содержит n-блоков контроля, причем каждый n-функционально-логический блок модуля приема аналоговых сигналов связан с соответствующим n-блоком контроля, модуль вычислительный интегрированный содержит k-блоков контроля, причем каждый k-функционально-логический блок модуля вычислительного интегрированного связан с соответствующим k-блоком контроля, а также в устройство введены модуль силовых команд, состоящий из m-функционально-логических блоков и m-блоков контроля, каждый из которых связан с соответствующим m-блоком контроля, компенсатор температуры, связанный с модулем приема аналоговых сигналов, модуль питания, связанный с модулем приема аналоговых сигналов, модулем вычислительным интегрированным и модулем силовых команд, которые взаимодействуют между собой по кодовой линии связи, а модуль вычислительный интегрированный по основному и резервному каналу информационного обмена взаимодействует с информационно-управляющей системой летательного аппарата.

Известно устройство сбора и обработки информации, описанное в патенте РФ 2349878, МПК G01D 9/00, 05.06.2007, которое включает аналоговый модуль, модуль разовых команд, модуль приема и передачи последовательных кодов, модуль контроля и модуль управления и сбора данных, взаимодействующие между собой по рабочей и резервной магистралям, кроме того, в модуле контроля и в модуле управления и сбора информации имеются внутренние магистрали обмена данных.

Непрерывно возрастающие требования к степени автоматизации полета, к уровню надежности приборов и систем современных и перспективных летательных аппаратов предполагают более высокий уровень интеграции бортового оборудования, резервируемости его отдельных трактов приема, обработки и выдачи сигналов.

Тенденция к интеграции бортового оборудования предполагает комплексную обработку информации, повышенный контроль работы бортовых комплексов, определение опасных состояний полета и при необходимости реконфигурацию бортового оборудования, а также формирование индикационно-управляющей информации для систем управления и индикации.

Кроме приема и преобразования в цифровой формат информации, принимаемой от бортового оборудования, формирования команд управления, необходимо обеспечить максимальную достоверность информации, для чего необходимо проведение контроля собственной работоспособности в полете с выдачей сигнала исправности в сопрягаемое оборудование, а также возможность адаптации под различные варианты комплектации комплексов бортового оборудования.

Однако известное устройство в полной мере не удовлетворяет возрастающим требованиям к таким устройствам по надежности, контролепригодности, уровню достоверности обрабатываемой информации и возможности к реконфигурации.

Сущность полезной модели заключается в следующем.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности, повышение достоверности формируемой информации, возможность адаптации под различные варианты бортового радиотехнического оборудования (БРЭО).

Технический результат заключается в повышении надежности, достоверности формируемой информации заявляемого устройства, а также возможности адаптации под различные варианты БРЭО.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство преобразования информации для информационно-управляющей системы, содержит модуль приема аналоговых сигналов, состоящий из n-функционально-логических блоков каждый из которых связан с соответствующим n-блоком контроля, модуль вычислительный интегрированный, состоящий из k-функционально-логических блоков каждый из которых связан с соответствующим k-блоком контроля, модуль силовых команд, состоящий из m-функционально-логических блоков, каждый из которых связан с соответствующим m-блоком контроля, а также компенсатор температуры, связанный с модулем приема аналоговых сигналов, модуль питания, связанный с модулем приема аналоговых сигналов, модулем вычислительным интегрированным, модулем силовых команд, причем модуль приема аналоговых сигналов, модуль вычислительный интегрированный и модуль силовых команд взаимодействуют между собой по кодовой линии связи, а модуль вычислительный интегрированный по основному и резервному каналу информационного обмена взаимодействует с информационно-управляющей системой летательного аппарата.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом.

На фиг. 1 представлена структурная схема, где

1 - модуль приема аналоговых сигналов МПА,

2 - n-функционально-логических блоков модуля приема аналоговых сигналов МПА,

3 - n-блоков контроля функционально-логических блоков модуля приема аналоговых сигналов МПА,

4 - компенсатор температуры КТ,

5 - модуль вычислительный интегрированный МВИ,

6 - k-функционально-логических блоков модуля вычислительного интегрированного МВИ,

7 - k-блоков контроля функционально-логических блоков модуля вычислительного интегрированного МВИ,

8 - модуль силовых команд МСК,

9 - m-функционально-логических блоков модуля силовых команд МСК,

10 - m-блоков контроля функционально-логических блоков модуля силовых команд МСК,

11 - модуль питания МП,

12 - кодовая линия связи КЛС,

13 - мультиплексный канал информационного обмена МКИО.

14 - резервный мультиплексный канал информационного обмена МКИО,

15 - информационно-управляющая система ИУС летательного аппарата.

Устройство преобразования информации для информационно-управляющей системы осуществляет:

- прием сигналов в виде разовых команд, аналоговых сигналов и стандартного последовательного кода,

- обработку информации по программе,

- выдачу сигналов в виде сигналов управления и последовательного кода;

- хранение и функционирование специального программного обеспечения в составе блока;

- проведение контроля собственной работоспособности в наземных условиях и в полете с выдачей сигнала исправности в сопрягаемое оборудование.

Как отмечено выше, устройство построено по модульному принципу, так модуль приема аналоговых сигналов МПА 1 состоит из n-функционально-логических блоков 2, каждый из которых соединен с соответствующим n-блоком контроля 3, осуществляющих коммутацию и нормализацию аналоговых сигналов с дальнейшим их преобразованием в цифровую форму, прием частотных сигналов, прием сигналов синхронизации и формирование сигналов управления, формирование эталонных токов для измерения сопротивлений и выходных токов управления, эталонов напряжения и частоты, проведение контроля собственной работоспособности с выдачей сигнала исправности, а также обеспечивающих обмен с другими модулями устройства по кодовой линии связи КЛС 12.

Компенсатор температуры КТ 4 обеспечивает компенсацию температуры холодного спая устройства.

Модуль вычислительный интегрированный МВИ 5 состоит из k-функционально-логических блоков 6, каждый из которых соединен с соответствующим k-блоком контроля 7, осуществляющих реализацию заданных алгоритмов вычисления и управления другими модулями устройства, прием и выдачу разовых команд, прием и выдачу информации по КЛС 12, обмен информацией по мультиплексному каналу информационного обмена МКИО 13 и резервному мультиплексному каналу информационного обмена МКИО 14 с информационно-управляющей системой ИУС 15.

Модуль силовых команд МСК 8 состоит из m-функционально-логических блоков 9, каждый из которых соединен с соответствующим m-блоком контроля 10, осуществляющих формирование силовых сигналов управления по информации, получаемой из МВИ 5 по КЛС 12, и для формирования сигналов управления прямого типа по входным дискретным сигналам в случае отказа устройства либо сопрягаемого оборудования.

Модуль питания МП 11 содержит устройства защиты и фильтрации, ограничения и стабилизации напряжения, бесперебойного питания, устройство запитки датчиков и предназначен для объединения входных напряжений питания бортовой сети постоянного тока 27 В от двух независимых каналов системы электроснабжения и фильтрации, для формирования вторичных напряжений питания модулей МПА 1, МВИ 5, МСК 8 устройства и датчиков бортового оборудования, для контроля формирования вторичных напряжений питания и выдачи сигнала исправности питания.

Кодовая линия связи КЛС 12 является каналом, объединяющим модули МПА 1, МВИ 5, МСК 8 устройства.

Мультиплексный канал информационного обмена МКИО 13 служит для сопряжения устройства с информационно-управляющей системой ИУС 15.

Резервный канал информационного обмена МКИО 14 служит для сопряжения устройства с информационно-управляющей системой ИУС 15 в случае отказа МКИО 13.

Информационно-управляющая система 15 летательного аппарата включает в свой состав комплексную электронную систему индикации и сигнализации, систему управления общесамолетным оборудованием, бортовую систему технического обслуживания и т.д.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

При подаче питания модуль МП 11 формирует вторичные напряжения питания модулей МПА 1, МВИ 5, МСК 8 и датчиков бортового оборудования, осуществляя контроль формирования вторичных напряжений питания.

Далее устройство осуществляет контроль собственной работоспособности и сопрягаемого с устройством бортового оборудования, входящего в ИУС 15. В случае неудовлетворительного результата контроля прекращает дальнейшие действия без выставления признака исправности, в случае удачного результата контроля переходит в штатный режим работы.

В процессе функционирования устройство периодически осуществляет контроль собственной работоспособности с формированием в МВИ 5 сигнала исправности и передачу его по МКИО 13 и МКИО 14 в ИУС 15.

Информация от датчиков бортового оборудования в виде аналоговых сигналов (напряжение, сопротивление, частота, ток) поступает в МПА 1, а в виде дискретных сигналов, упакованных в слова разовых команд, и их параметров и в виде стандартного последовательного кода в МВИ 5.

N-функционально-логических блоков 2 каждый из которых соединен с соответствующим n-блоком контроля 3 модуля МПА 1 обеспечивают нормализацию, преобразование в цифровой код, вычисление электрических характеристик аналоговых сигналов для передачи по КЛС 13 в модуль МВИ 5.

Компенсатор температуры КТ 4 обеспечивает компенсацию повышенной температуры холодного спая устройства, возникающей в процессе работы и предохраняет устройство от перегрева, тем самым повышает его работоспособность и надежность.

M-функционально-логических блоков 6 каждый из которых соединен с соответствующим m-блоком контроля 7 модуля МВИ 5 осуществляют обработку цифрового кода, полученного от МПА 1 по КЛС 12, включающую проверку бита, характеризующего завершение процесса преобразования, и бита, характеризующего правильность преобразования, а также обеспечивают возможность коррекции цифрового кода с целью компенсации погрешностей измерительного канала от датчика бортового оборудования до устройства.

M-функционально-логических блоков 6 модуля МВИ 5 осуществляют обработку дискретных сигналов, упакованных в слова разовых команд, и их параметров.

Принятая МВИ 5 цифровая информация проходит контроль на достоверность. Дальнейшей обработке подвергается только достоверная информация. Программное обеспечение модуля МВИ 5 реализует проверку принадлежности значения физической величины допустимому диапазону измерения с учетом погрешности измерения.

Обработанная информация от МВИ 5 по КЛС 12 поступает в модуль силовых команд МСК 8. МСК 8 формирует сигналы управления в виде дискретных команд исполнительным механизмам датчиков бортового оборудования.

Модуль питания МП 11 осуществляет, прием, фильтрацию и ограничение входного питающего напряжения +27 В, поддерживает питающее напряжение при провалах электропитания длительностью до 200 мс устройства, а также формирует напряжения запитки датчиков бортового оборудования, входящих в ИУС 15.

МП 11 снабжен каналом защиты и фильтрации с поддержкой питающего напряжения до 200 мс для питания МПА 1, МВИ 5, МСК 8 и каналом без поддержки питающего напряжения при провалах для запитки выходных каскадов релейных силовых команд в модуле МСК 8.

Введенный модуль МП 11 обеспечивает бесперебойную работу устройства при провалах электропитания, что повышает надежность работы устройства.

По результатам самоконтроля МВИ 5 формирует интегральный сигнал «Исправность» и выдает его в ИУС 15 по МКИО 13 и МКИО 14.

Таким образом, предложенная конфигурация модулей в устройстве обеспечивает более высокую интеграцию входящих в устройство элементов, достаточную контролепригодность и резервируемость, гарантирующие безотказную работу информационно-управляющей системы.

Устройство преобразования информации для информационно-управляющей системы, содержащее модуль приема аналоговых сигналов, состоящий из n функционально-логических блоков, и модуль вычислительный интегрированный, состоящий из k функционально-логических блоков, взаимодействующие между собой по кодовой линии связи, отличающееся тем, что модуль приема аналоговых сигналов содержит n блоков контроля, причем каждый n функционально-логический блок модуля приема аналоговых сигналов связан с соответствующим n блоком контроля, модуль вычислительный интегрированный содержит k блоков контроля, причем каждый k функционально-логический блок модуля вычислительного интегрированного связан с соответствующим k блоком контроля, а также в устройство введены модуль силовых команд, состоящий из m функционально-логических блоков и m блоков контроля, каждый из которых связан с соответствующим m блоком контроля, компенсатор температуры, связанный с модулем приема аналоговых сигналов, модуль питания, связанный с модулем приема аналоговых сигналов, модулем вычислительным интегрированным и модулем силовых команд, причем модуль приема аналоговых сигналов, модуль вычислительный интегрированный и модуль силовых команд взаимодействуют между собой по кодовой линии связи, а модуль вычислительный интегрированный по основному и резервному каналам информационного обмена взаимодействует с информационно-управляющей системой летательного аппарата.