Имитатор системы управления
Полезная модель относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для контроля и отладки цифровых управляющих систем, и может быть использована для имитации функционирования объекта управления, в частности, корабельного оружия. Технический результат от использования полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей имитатора и повышении его отказоустойчивости. Сущность полезной модели заключается в том, что имитатор системы управления, содержащий первую электронно-вычислительную машину (ЭВМ), блок цифрового обмена, блок индикации, блок аналогового обмена, первую системную интерфейсную магистраль (СИМ), дополнительно содержит адаптер резервированного мультиплексного канала информационного обмена (МКИО), первый блок дискретного ввода, первый блок дискретного вывода, первое долговременное запоминающее устройство (ДЗУ), вторую ЭВМ, вторую СИМ, второй блок дискретного ввода, второй блок дискретного вывода, второе ДЗУ, имитатор двигатель-генератора, имитатор магнетрона, имитатор ампульной батареи, имитатор нагрузки аппаратуры форсированного разгона, имитатор релейных цепей, блок имитации неисправностей, блок коммутаторов, блок ввода данных, объединенные соответствующими связями.
Полезная модель относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для контроля и отладки цифровых управляющих систем, и может быть использована для имитации функционирования объекта управления, в частности, корабельного оружия.
Известно устройство для контроля цифровых систем, содержащее входной и выходной регистры, шифратор, группу элементов И [1]. Данное устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как не обеспечивает имитацию объекта управления.
Известно устройство для контроля канала ввода-ввода вычислительной машины, содержащее блок согласования информационный регистр, регистр команд, буферный регистр, дешифратор команд, группу триггеров, группу элементов И, счетчик времени и элемент задержки с соответствующими связями [2]. Данное устройство обеспечивает контроль и отладку оборудования цифровых систем при работе систем в специальном контрольном режиме. Однако. Устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, так как не обеспечивает контроль и отладку цифровых систем при работе по штатным программам в реальном масштабе времени.
Известно также устройство для отладки цифровых систем [3], которое представляет собой имитатор, который содержит блок согласования, информационный регистр, регистр команд, дешифратор команд, буферный регистр, счетчик времени, группу триггеров, группу элементов И, счетчик времени, элемент задержки, блок задания сбоев, блок задания неисправностей, блок задания признака контролируемого параметра, группу счетчиков сбоев, группу блоков сравнения, группу элементов НЕ, группу элементов запрета, генератор тактовых импульсов, элемент НЕ, дешифратор кода времени и блок сравнения с соответствующими связями.
Известное устройство позволяет контролировать управляющие цифровые системы и, кроме этого, обладает более широкими функциональными возможностями за счет обеспечения режима контроля и отладки управляющей цифровой системы, работающей по штатным программам в реальном масштабе времени. Устройство позволяет отображать информацию, передаваемую управляющей цифровой системой в объект управления, и проводить отладку системы при имитации сбоев и отказов объекта управления.
Недостатками известного устройства являются ограниченные возможности имитации полного объема неисправностей, возникающих процессе цифрового и аналогового обмена между управляющей системой и объектом управления, возможность имитации только одного объекта управления одного типа, сложность перенастройки параметров имитатора при изменении параметров управляющей системы и объекта управления.
Наиболее близким к предлагаемому и выбранный в качестве прототипа является имитатор ИР-60 для отладки корабельных управляющих систем [4], содержащий блок ввода исходных данных, блок цифрового обмена и блок индикации, микропроцессорный модуль, адаптер, блок аналогового обмена и устройство цифрового ввода-вывода, при этом вход-выход микропроцессорного модуля соединен с входом-выходом блока цифрового обмена, группа входов-выходов которого является группой цифровых входов-выходов имитатора для отладки корабельных цифровых управляющих систем, выход адаптера соединен со входом блока индикации, вход-выход устройства цифрового ввода-вывода соединен со входом-выходом блока ввода исходных данных, микропроцессорный модуль, адаптер, блок аналогового обмена и устройство цифрового ввода-вывода связаны своими портами с интерфейсной магистралью, а входы-выходы блока аналогового обмена являются аналоговыми входами-выходами имитатора для отладки корабельных цифровых управляющих систем.
Недостатками прототипа являются ограниченные функциональные возможности имитатора, в частности, невозможность имитации систем управления различных типов, ограниченные возможности вывода получаемых в процессе работы данных, сложность модификации программного обеспечения имитатора.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей имитатора и повышение его отказоустойчивости.
Сущность полезной модели заключается в том, что имитатор системы управления, содержащий первую электронно-вычислительную машину (ЭВМ), блок цифрового обмена, блок индикации, блок аналогового обмена, первую системную интерфейсную магистраль (СИМ), дополнительно содержит адаптер резервированного мультиплексного канала информационного обмена (МКИО), первый блок дискретного ввода, первый блок дискретного вывода, первое долговременное запоминающее устройство (ДЗУ), вторую ЭВМ, вторую СИМ, второй блок дискретного ввода, второй блок дискретного вывода, второе ДЗУ, имитатор двигатель-генератора, имитатор магнетрона, имитатор ампульной батареи, имитатор нагрузки аппаратуры
форсированного разгона, имитатор релейных цепей, блок имитации неисправностей, блок коммутаторов, блок ввода данных, при этом блок цифрового обмена состоит из адаптера цифрового интерфейса и блока приемо-передатчиков, блок ввода данных и блок индикации составляют панель управления, первая ЭВМ, блок аналогового обмена, адаптер цифрового интерфейса, адаптер резервированного МКИО, первый блок дискретного ввода и первый блок дискретного вывода соединены между собой посредством первой СИМ, вторая ЭВМ, второй блок дискретного ввода и второй блок дискретного вывода соединены между собой посредством второй СИМ, к первой и второй ЭВМ подключены соответственно первое и второе ДЗУ, вход-выход первого технологического канала связи образован входом-выходом локальной сети первой ЭВМ, вход-выход второго технологического канала связи образован входом-выходом локальной сети второй ЭВМ, вход для подключения технологической клавиатуры и выход для подключения технологического монитора образованы соответственно входом клавиатуры и видеовыходом второй ЭВМ, вход аналоговых сигналов образован входом блока аналогового обмена, вход-выход цифрового интерфейса образован входом-выходом блока приемо-передатчиков, другой вход-выход которого соединен с входом-выходом адаптера цифрового интерфейса, вход-выход резервированного МКИО образован входом-выходом адаптера резервированного МКИО, вход первого блока дискретного ввода соединен с пятым выходом второго блока дискретного вывода, третий вход второго блока дискретного ввода соединен с выходом первого блока дискретного вывода, первый вход второго блока дискретного ввода соединен с первым выходом блока имитации неисправностей, первый выход второго блока дискретного ввода соединен с первым входом блока имитации неисправностей, второй вход второго блока дискретного ввода соединен с первым выходом блока ввода данных, второй выход второго блока дискретного вывода соединен с четырнадцатым входом блока коммутаторов, третий выход второго блока дискретного вывода соединен с четырнадцатым входом блока имитации неисправностей, четвертый выход второго блока дискретного вывода соединен с входом блока индикации, второй и третий выходы блока ввода данных соединены с тринадцатыми входами соответственно блока имитации неисправностей и блока коммутаторов, к входам со второго по шестой и выходам со второго по шестой блока имитации неисправностей подключены соответственно имитатор двигатель-генератора, имитатор магнетрона, имитатор ампульной батареи, имитатор нагрузки аппаратуры форсированного разгона, имитатор релейных цепей, входы с седьмого по двенадцатый блока имитации неисправностей
соединены с выходами соответственно с первого по шестой блока коммутаторов, выходы с седьмого по двенадцатый блока имитации неисправностей соединены с входами соответственно с первого по шестой блока коммутаторов, входы с седьмого по двенадцатый и выходы с седьмого по двенадцатый блока коммутаторов образую вход-выход канала связи с корабельной аппаратурой.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема имитатора. На чертеже обозначено:
1 - первая электронно-вычислительная машина (ЭВМ);
2 - блок цифрового обмена;
3 - первая системная интерфейсная магистраль (СИМ);
4 - блок аналогового обмена;
5 - адаптер цифрового интерфейса;
6 - блок приемо-передатчиков;
7 - адаптер резервированного мультиплексного канала информационного обмена (МКИО);
8 - первый блок дискретного ввода;
9 - первый блок дискретного вывода;
10 - первое долговременное запоминающее устройство (ДЗУ);
11 - вторая ЭВМ;
12 - вторая СИМ;
13 - второй блок дискретного ввода;
14 - второй блок дискретного вывода;
15 - второе ДЗУ;
16 - имитатор двигатель-генератора;
17 - имитатор магнетрона;
18 - имитатор ампульной батареи;
19 - имитатор нагрузки аппаратуры форсированного разгона;
20 - имитатор релейных цепей;
21 - блок имитации неисправностей;
22 - блок коммутаторов;
23 - блок ввода данных;
24 - блок индикации;
25 - панель управления;
26 - вход аналоговых сигналов;
27 - вход-выход цифрового интерфейса;
28 - вход-выход резервированного МКИО;
29 - вход-выход первого технологического канала связи;
30 - вход-выход второго технологического канала связи;
31 - вход для подключения технологической клавиатуры;
32 - выход для подключения технологического монитора;
33 - вход-выход канала связи с корабельной аппаратурой;
Имитатор системы управления содержит первую электронно-вычислительную машину (ЭВМ) 1, блок 2 цифрового обмена, блок 24 индикации, блок 4 аналогового обмена, первую системную интерфейсную магистраль (СИМ) 3, адаптер 7 резервированного мультиплексного канала информационного обмена (МКИО), первый блок 8 дискретного ввода, первый блок 9 дискретного вывода, первое долговременное запоминающее устройство (ДЗУ) 10, вторую ЭВМ 11, вторую СИМ 12, второй блок 13 дискретного ввода, второй блок 14 дискретного вывода, второе ДЗУ 15, имитатор 16 двигатель-генератора, имитатор 17 магнетрона, имитатор 18 ампульной батареи, имитатор 19 нагрузки аппаратуры форсированного разгона, имитатор 20 релейных цепей, блок 21 имитации неисправностей, блок 22 коммутаторов, блок 23 ввода данных, при этом блок 2 цифрового обмена состоит из адаптера 5 цифрового интерфейса и блока 6 приемо-передатчиков, блок 23 ввода данных и блок 24 индикации составляют панель 25 управления, первая ЭВМ 1, блок 4 аналогового обмена, адаптер 5 цифрового интерфейса, адаптер 7 резервированного МКИО, первый блок 8 дискретного ввода и первый блок 9 дискретного вывода соединены между собой посредством первой СИМ 3, вторая ЭВМ 11, второй блок 13 дискретного ввода и второй блок 14 дискретного вывода соединены между собой посредством второй СИМ 12, к первой и второй ЭВМ 1 и 11 подключены соответственно первое и второе ДЗУ 10 и 15, вход-выход 29 первого технологического канала связи образован входом-выходом локальной сети первой ЭВМ 1, вход-выход 30 второго технологического канала связи образован входом-выходом локальной сети второй ЭВМ 11, вход 31 для подключения технологической клавиатуры и выход 32 для подключения технологического монитора образованы соответственно входом клавиатуры и видеовыходом второй ЭВМ 11, вход 26 аналоговых сигналов образован входом блока 4 аналогового обмена, вход-выход 27 цифрового интерфейса образован входом-выходом блока 6 приемо-передатчиков, другой вход-выход которого соединен с входом-выходом адаптера 5 цифрового интерфейса, вход-выход 28 резервированного МКИО образован входом-выходом
адаптера 7 резервированного МКИО, вход первого блока 8 дискретного ввода соединен с пятым выходом второго блока 14 дискретного вывода, третий вход второго блока 13 дискретного ввода соединен с выходом первого блока 9 дискретного вывода, первый вход второго блока 13 дискретного ввода соединен с первым выходом блока 21 имитации неисправностей, первый выход второго блока 14 дискретного ввода соединен с первым входом блока 21 имитации неисправностей, второй вход второго блока 13 дискретного ввода соединен с первым выходом блока 23 ввода данных, второй выход второго блока 14 дискретного вывода соединен с четырнадцатым входом блока 22 коммутаторов, третий выход второго блока 14 дискретного вывода соединен с четырнадцатым входом блока 21 имитации неисправностей, четвертый выход второго блока 14 дискретного вывода соединен с входом блока 24 индикации, второй и третий выходы блока 23 ввода данных соединены с тринадцатыми входами соответственно блока 21 имитации неисправностей и блока 22 коммутаторов, к входам со второго по шестой и выходам со второго по шестой блока 21 имитации неисправностей подключены соответственно имитатор 16 двигатель-генератора, имитатор 17 магнетрона, имитатор 18 ампульной батареи, имитатор 19 нагрузки аппаратуры форсированного разгона, имитатор 20 релейных цепей, входы с седьмого по двенадцатый блока 21 имитации неисправностей соединены с выходами соответственно с первого по шестой блока 22 коммутаторов, выходы с седьмого по двенадцатый блока 21 имитации неисправностей соединены с входами соответственно с первого по шестой блока 22 коммутаторов, входы с седьмого по двенадцатый и выходы с седьмого по двенадцатый блока 22 коммутаторов образую вход-выход 33 канала связи с корабельной аппаратурой.
Входы-выходы локальной сети первой и второй ЭВМ 1 и 11, и соответственно, входы-выходы 29 и 30 первого и второго технологических каналов являются входами-выходами, выполненными в соответствии со стандартом IEEE 802.3 10/100BASE-TX (Ethernet).
Вход-выход 28 резервированного МКИО является входом-выходом мультиплексных каналов информационного обмена, выполненных в соответствии с ГОСТ 26765.52-87 (MIL-STD-1553B). Вход-выход 28 резервированного МКИО содержит входы-выходы двух МКИО, один из которых является основным, а другой - резервным. При этом предусмотрена возможность соединения основного канала с резервным для проведения самотестирования МКИО и адаптера 7 резервированного МКИО.
Первая и вторая ЭВМ 1 и 11 представляют собой одноплатные ЭВМ, содержащие процессор, системную интерфейсную магистраль, видеоконтроллер, оперативное запоминающее устройство, долговременное запоминающее устройство, выполненное на основе электроперепрограммируемой энергонезависимой памяти (flash-памяти), адаптер последовательных интерфейсов, адаптер локальной сети, адаптер параллельного интерфейса, адаптер интерфейса дисковода гибких магнитных дисков, адаптеры интерфейсов долговременных запоминающих устройств (накопителей на жестких магнитных дисках и накопителей на основе электроперепрограммируемой энергонезависимой памяти), например, интерфейса IDE, EIDE, SATA, SCSI, а также интерфейс, совместимый с накопителями (картами) энергонезависимой памяти, например, с накопителями Compact Flash, адаптер интерфейса клавиатуры. Видеоконтроллер имеет выходы аналогового видеосигнала (RGB-интерфейс).
Первая и вторая СИМ 3 и 12 могут быть выполнены в виде магистралей ISA или PCI.
Первое и второе ДЗУ 10 и 15 выполнены на основе электроперепрограмммируемой энергонезависимой памяти (flash-памяти) и служат для хранения программ (программно-математического обеспечения) и данных, необходимых для работы имитатора, документирования работы (регистрации поступающих данных и результатов их обработки.
Первый и второй блоки 8 и 13 ввода дискретных сигналов содержат одно или несколько устройств дискретного ввода, обеспечивающих ввод поступающих по отдельным линиям связи дискретных сигналов и имеющих гальваническую развязку.
Первый и второй блоки 9 и 14 вывода дискретных сигналов содержат одно или несколько устройств дискретного вывода, обеспечивающих вывод по отдельным линиям связи дискретных сигналов и имеющих гальваническую развязку.
Адаптер 7 резервированного МКИО обеспечивает обмен данными по двум мультиплексным каналам информационного обмена (основному и резервному), выполненными в соответствии с ГОСТ 26765.52-87 (MIL-STD-1553B).
Блок 23 ввода данных и блок 24 устройств индикации составляют панель 33 управления. Блок 24 устройств индикации представляет собой набор индикаторов, в качестве которых могут использоваться сигнальные лампы, светоизлучающие диоды и другие подобные устройства.
Блок 23 ввода данных представляет собой набор кнопок и переключателей с помощью которых задаются признаки типа имитируемой системы управления и объекта управления, режимы работы имитатора, а также вводятся коды имитируемых неисправностей.
Входы-выходы 29 и 30 первого и второго технологических каналов связи могут использоваться для подключения диагностических и обслуживающих устройств (например, портативного компьютера или вычислительной системы, входящей в состав диагностического стенда) для осуществления тестирования и диагностики имитатора, обновления программного обеспечения, доступа к диагностической информации и т.д. Также для осуществления тестирования и диагностики имитатора, доступа к диагностической информации и т.д. может быть использована вторая ЭВМ 11 с подключенными к ней внешними клавиатурой и монитором (к входу 31 и выходу 32).
Имитатор 16 двигатель-генератора представляет собой устройство содержащее логическую схему, осуществляющую прием и обработку команд, поступающих по дискретным линиям связи и источник питания, вырабатывающий напряжения, соответствующие выходным напряжениям реального двигатель-генератора (˜40 В 1000 Гц и ˜127 В 1000 Гц). Логическая схема обеспечивает распознавание поступающих дискретных команд и в случае получения правильной последовательности команд запуска двигатель-генератора (электромашинного преобразователя) выдает сигнал готовности двигатель-генератора и подключает выходы источника питания на выходы имитатора 16 двигатель-генератора. Вход имитатора 16 двигатель-генератора представляет собой набор дискретных линий связи, выход имитатора 16 двигатель-генератора содержит дискретную линию связи (линию сигнала готовности двигатель-генератора) и линии, по которым передаются выходные напряжения двигатель-генератора.
Имитатор 17 магнетрона представляет собой устройство содержащее логическую схему, осуществляющую прием и обработку команд, поступающих по дискретным линиям связи. Логическая схема обеспечивает распознавание поступающих дискретных команд и в случае получения правильной последовательности команд запуска магнетрона радиолокационной станции выдает по выходным дискретным линиям связи соответствующие сигналы готовности. Вход и выход имитатора 17 магнетрона представляют собой наборы дискретных линий связи.
Имитатор 18 ампульной батареи представляет собой устройство содержащее логическую схему, осуществляющую прием и обработку команд, поступающих по
дискретным линиям связи и источник питания, вырабатывающий напряжения, соответствующие выходным напряжениям ампульной батареи на различных этапах ее запуска. Логическая схема обеспечивает распознавание поступающих дискретных команд и в случае получения правильной последовательности команд запуска ампульной батареи выдает сигналы подтверждения выполнения этапов запуска ампульной батареи и управляет источником питания, который выдает на выход имитатора 18 ампульной батареи напряжение, соответствующее данному этапу. Вход имитатора 18 ампульной батареи представляет собой набор дискретных линий связи, выход имитатора 18 ампульной батареи содержит набор дискретных линий связи и линию, по которой передается выходной напряжение ампульной батареи.
Имитатор 19 нагрузки аппаратуры форсированного разгона представляет собой устройство контроля трехфазного напряжения. В случае подачи на вход имитатора 19 нагрузки аппаратуры форсированного разгона трехфазного напряжения, параметры которого (наличие всех фаз и нахождения напряжения в каждой фазе) удовлетворяют заданным критериям имитатор 19 нагрузки аппаратуры форсированного разгона выдает на свой выход соответствующий сигнал исправности. Вход имитатора 19 нагрузки аппаратуры форсированного разгона представляет собой вход трехфазного напряжения, а выход - выход дискретной линии связи.
Имитатор 20 релейных цепей представляет собой набор логических схем, распознающих входные команды, поступающие по входных дискретным линиям связи и выдающих по выходным дискретным линиям связи в случае получения правильных последовательностей команд сигналы готовности.
Логические схемы имитатора 16 двигатель-генератора, имитатора 17 магнетрона, имитатора 18 ампульной батареи, имитатора 20 релейных цепей могут быть выполнены на основе электромагнитных реле.
Блок 21 имитации неисправностей представляет собой набор реле, которые при срабатывании размыкают входные и выходные цепи имитатора 16 двигатель-генератора, имитатора 17 магнетрона, имитатора 18 ампульной батареи, имитатора 19 нагрузки аппаратуры форсированного разгона, имитатора 20 релейных цепей, а также цепи питания. Кроме этого блок 21 имитации неисправностей содержит реле, которые при срабатывании подключают к различным цепям выводы резисторов, вторые выводы которых соединены с точкой нулевого потенциала, имитируя тем самым снижение сопротивления изоляции.
Реле блока 21 имитации неисправностей управляются при помощи сигналов, поступающих от блока 23 ввода данных (от соответствующих переключателей блока 23 ввода данных), а также от второго блока 14 дискретного вывода (сигналов, формируемых во второй ЭВМ 11). Часть цепей, неисправности которых имитируются блоком 21 имитации неисправностей, проходит через контакты и реле, управляемого сигналами от блока 23 ввода данных и через реле, управляемого от второй ЭВМ 11, то есть неисправности этих цепей могут быть заданны и при помощи переключателей блока 23 ввода данных и программно.
Блок 22 коммутаторов в зависимости от заданного типа имитируемой системы управления осуществляет коммутацию соответствующих входов и выходов на соответствующие контакты внешнего разъема имитатора системы управления (выход 33 канала связи с корабельной аппаратурой). Также блок 22 коммутаторов переключает цепи питания имитатора, обеспечивая возможность использования для питания устройств имитатора напряжений питания, поступающих по соответствующим линиям входа-выхода 33 канала связи с корабельной аппаратурой или напряжений питания, вырабатываемых имитатором 18 ампульной батареи и имитатором 16 двигатель-генератора.
Блок 22 коммутаторов представляет собой набор реле.
Блок 4 аналогового обмена представляет собой устройство ввода аналоговых сигналов, состоящее из аналого-цифровых преобразователей и устройства сопряжения с СИМ.
Адаптер 5 цифрового интерфейса является адаптером, обеспечивающим обмен по цифровому каналу связи в соответствии с протоколом обмена с корабельной аппаратурой. Адаптер 5 цифрового интерфейса может быть реализован в виде микропроцессорного устройства с устройством сопряжения с СИМ.
Блок 6 приемо-передатчиков обеспечивает согласование уровней сигналов адаптера 5 цифрового интерфейса с уровнями сигналов, необходимых для передачи в корабельную аппаратуру.
Имитатор системы управления работает следующим образом.
Перед началом работы при помощи блока 23 ввода данных устанавливается режим работы имитатора (режим самотестирования или рабочий режим), тип имитируемой системы управления и параметры имитируемой системы управления. Имитатор подключается к корабельной аппаратуре при помощи входа-выхода 27 цифрового интерфейса, входа-выхода 28 резервированного МКИО и входа-выхода 33
канала связи с корабельной аппаратурой. Аналогичным образом имитатор может быть подключен к технологическому стенду. По соответствующим линиям связи от корабельной аппаратуры или технологического стенда на имитатор подаются напряжения питания, после чего имитатор 16 двигатель-генератора, имитатор 17 магнетрона, имитатор 18 ампульной батареи, имитатор 19 нагрузки аппаратуры форсированного разгона и имитатор 20 релейных цепей начинают воспринимать поступающие от корабельной аппаратуры или технологического стенда команды, данные и аналоговые сигналы и имитируют ответы соответствующих устройств выдавая соответствующие ответные сигналы. Одновременно происходит запуск (выполнение начальных тестов и загрузка программного обеспечения) первой и второй ЭВМ 1 и 11. После окончания загрузки первой и второй ЭВМ 1 и 11 эти ЭВМ через первый и второй блоки 8 и 13 получают информацию о выбранном режиме работы имитатора, выбранном типе и параметрах имитируемой системы управления и введенном коде неисправности от блока 25 ввода данных. После этого, вторая ЭВМ 11 начинает обмен данными с корабельной аппаратурой или технологическим стендом дискретными (релейными) сигналами через вторые блоки 13 и 14 дискретного ввода и дискретного вывода, а первая ЭВМ 1 в зависимости от выбранного типа имитируемой системы управления начинает обмен массивами данных либо по цифровому интерфейсу при помощи блока 2 цифрового обмена, либо по резервированному МКИО при помощи адаптера 7 резервированного МКИО. Также осуществляет прием при помощи блока 4 аналогового обмена аналоговых сигналов, поступающих от корабельной аппаратуры или технологического стенда и анализ этих сигналов в первой ЭВМ 1. Кроме этого, в случает если при помощи блока 25 ввода данных введен код неисправности, то вторая ЭВМ 11 при помощи второго блока 14 дискретного вывода выдает сигналы на блок 21 имитации неисправностей, где эти сигналы поступают на обмотки соответствующих реле, которые при срабатывании размыкают различные цепи (имитация обрыва цепи) или подключают резисторы (имитация падения сопротивления изоляции). После получения сигналов готовности ампульной батареи от имитатора 18 ампульной батареи и сигналов готовности двигатель-генератора от имитатора 16 двигатель генератора блок 22 коммутаторов осуществляет переключение цепей питания имитатора таким образом, что далее питание устройств имитатора осуществляется от источников питания, входящих в состав имитатора 18 ампульной батареи.
Работа первой и второй ЭВМ 1 и 11 синхронизируется при помощи дискретных сигналов, которыми ЭВМ 1 и 11 обмениваются при помощи первого и второго блока 8 и 13 дискретного ввода и первого и второго блока 9 и 14 дискретного вывода (по линиям связи от выхода первого блока 9 дискретного вывода к третьему входу второго блока 13 дискретного ввода и от пятого выхода второго блока 14 дискретного вывода к входу первого блока 8 дискретного ввода).
В процессе работы имитатора информация о его состоянии и режимах работы отображается на индикаторах блока 24 индикации (информация о наличии питания, о наличии сигналов на соответствующих линиях связи и т.п.).
В режиме самотестирования имитатор работает следующим образом. Перед тестированием при помощи внешних соединителей производится соединение основного МКИО с резервным МКИО входа-выхода 28 резервированного МКИО, а также производится соединение каналов дискретного ввода с каналами дискретного вывода входа-выхода 33 канала связи с корабельной аппаратурой. Вход 26 аналоговых сигналов подключается к источникам тестовых напряжений. При этом соединение имитатора с корабельной аппаратурой или технологическим стендом не производится. Режим самотестирования задается при помощи переключателя блока 23 ввода данных. Данный переключатель обеспечивает подачу признака режима самотестирования на соответствующий вход второго блока 13 дискретного ввода. При обнаружении данного признака во второй ЭВМ 11 происходит запуск программы самотестирования, которая осуществляет выдачу тестовых сигналов на дискретные выходы опрос дискретных входов, а также осуществляет обмен данными по основному и резервному МКИО. В случае совпадения принятых и переданных данных делается вывод о исправности имитатора. Этапы самотестирования подтверждаются включением соответствующих индикаторов блока 24 индикации. В режиме самотестирования могут использоваться те же индикаторы, которые в рабочем режиме используются для отображении информации о состоянии и режимах работы имитатора.
Для отладки и тестирования имитатора, для анализа данных, полученных в процессе работы имитатора, а также в случает работы имитатора с технологическим стендом возможно использование первого и второго технологических каналов связи, технологической клавиатуры и технологического монитора. Для этого технологическая клавиатура подключается к входу 31, технологический монитор подключается к выходу 32, а входы-выходы 29 и 30 соединяются с входами-выходами коммутатора локальной вычислительной сети технологического стенда.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет производить имитацию систем управления различных типов, обеспечивать имитацию различных неисправностей, при обеспечивается возможность сохранения и последующей выдачи полученных в процессе работы имитатора данных, а наличие режима самотестирования обеспечивает повышение отказоустойчивости.
Представленные чертежи и описание системы позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить ее промышленным способом, что характеризует предлагаемую полезную модель как промышленно применимую.
Источники информации
1. Авт. свидет. СССР №894792, кл. G 06 F 11/16, 1980 г.
2. Авт. свидет. СССР №857997, кл. G 06 F 11/00, 1979 г.
3. Патент СССР №1254492, кл. G 06 F 11/28, 1986 г.
4. Свид. РФ на ПМ №6251, кл. G 06 F 11/28,1998 г.(прототип).
Перечень обозначений к чертежу
1 - первая электронно-вычислительная машина (ЭВМ);
2 - блок цифрового обмена;
3 - первая системная интерфейсная магистраль (СИМ);
4 - блок аналогового обмена;
5 - адаптер цифрового интерфейса;
6 - блок приемо-передатчиков;
7 - адаптер резервированного мультиплексного канала информационного обмена (МКИО);
8 - первый блок дискретного ввода;
9 - первый блок дискретного вывода;
10 - первое долговременное запоминающее устройство (ДЗУ);
11 - вторая ЭВМ;
12 - вторая СИМ;
13 - второй блок дискретного ввода;
14 - второй блок дискретного вывода;
15 - второе ДЗУ;
16 - имитатор двигатель-генератора;
17 - имитатор магнетрона;
18 - имитатор ампульной батареи;
19 - имитатор нагрузки аппаратуры форсированного разгона;
20 - имитатор релейных цепей;
21 - блок имитации неисправностей;
22 - блок коммутаторов;
23 - блок ввода данных;
24 - блок индикации;
25 - панель управления;
26 - вход аналоговых сигналов;
27 - вход-выход цифрового интерфейса;
28 - вход-выход резервированного МКИО;
29 - вход-выход первого технологического канала связи;
30 - вход-выход второго технологического канала связи;
31 - вход для подключения технологической клавиатуры;
32 - выход для подключения технологического монитора;
33 - вход-выход канала связи с корабельной аппаратурой.
Имитатор системы управления, содержащий первую электронно-вычислительную машину (ЭВМ), блок цифрового обмена, блок индикации, блок аналогового обмена, первую системную интерфейсную магистраль (СИМ), дополнительно содержит адаптер резервированного мультиплексного канала информационного обмена (МКИО), первый блок дискретного ввода, первый блок дискретного вывода, первое долговременное запоминающее устройство (ДЗУ), вторую ЭВМ, вторую СИМ, второй блок дискретного ввода, второй блок дискретного вывода, второе ДЗУ, имитатор двигатель-генератора, имитатор магнетрона, имитатор ампульной батареи, имитатор нагрузки аппаратуры форсированного разгона, имитатор релейных цепей, блок имитации неисправностей, блок коммутаторов, блок ввода данных, при этом блок цифрового обмена состоит из адаптера цифрового интерфейса и блока приемо-передатчиков, блок ввода данных и блок индикации составляют панель управления, первая ЭВМ, блок аналогового обмена, адаптер цифрового интерфейса, адаптер резервированного МКИО, первый блок дискретного ввода и первый блок дискретного вывода соединены между собой посредством первой СИМ, вторая ЭВМ, второй блок дискретного ввода и второй блок дискретного вывода соединены между собой посредством второй СИМ, к первой и второй ЭВМ подключены соответственно первое и второе ДЗУ, вход-выход первого технологического канала связи образован входом-выходом локальной сети первой ЭВМ, вход-выход второго технологического канала связи образован входом-выходом локальной сети второй ЭВМ, вход для подключения технологической клавиатуры и выход для подключения технологического монитора образованы соответственно входом клавиатуры и видеовыходом второй ЭВМ, вход аналоговых сигналов образован входом блока аналогового обмена, вход-выход цифрового интерфейса образован входом-выходом блока приемо-передатчиков, другой вход-выход которого соединен с входом-выходом адаптера цифрового интерфейса, вход-выход резервированного МКИО образован входом-выходом адаптера резервированного МКИО, вход первого блока дискретного ввода соединен с пятым выходом второго блока дискретного вывода, третий вход второго блока дискретного ввода соединен с выходом первого блока дискретного вывода, первый вход второго блока дискретного ввода соединен с первым выходом блока имитации неисправностей, первый выход второго блока дискретного ввода соединен с первым входом блока имитации неисправностей, второй вход второго блока дискретного ввода соединен с первым выходом блока ввода данных, второй выход второго блока дискретного вывода соединен с четырнадцатым входом блока коммутаторов, третий выход второго блока дискретного вывода соединен с четырнадцатым входом блока имитации неисправностей, четвертый выход второго блока дискретного вывода соединен с входом блока индикации, второй и третий выходы блока ввода данных соединены с тринадцатыми входами соответственно блока имитации неисправностей и блока коммутаторов, к входам со второго по шестой и выходам со второго по шестой блока имитации неисправностей подключены соответственно имитатор двигатель-генератора, имитатор магнетрона, имитатор ампульной батареи, имитатор нагрузки аппаратуры форсированного разгона, имитатор релейных цепей, входы с седьмого по двенадцатый блока имитации неисправностей соединены с выходами соответственно с первого по шестой блока коммутаторов, выходы с седьмого по двенадцатый блока имитации неисправностей соединены с входами соответственно с первого по шестой блока коммутаторов, входы с седьмого по двенадцатый и выходы с седьмого по двенадцатый блока коммутаторов образуют вход-выход канала связи с корабельной аппаратурой.
