Контрольно-проверочный комплекс

 

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для контроля и измерения электрических параметров приборного оборудования вертолетов Ми-8, Ми-17, Ми-171 и др. Технический результат направлен расширение функциональных возможностей и повышение точности и надежности измерений при диагностике и проверке приборного оборудования вертолетов в автоматическом режиме, снижение эксплуатационных и временных затрат. Данный результат достигается за счет того, что в заявленном контрольно-проверочном комплексе благодаря использованию блочно-модульной архитектуры комплекса, в которой интерфейсная и коммутационная шины, являясь конструктивным элементом, объединяют все блоки и модули, появляется возможность задания соответствующих воздействий на объекты испытания и снятие с них характеристик. Внутри групп модули и блоки соединены между собой электрически при помощи коммутационной шины. Каждая группа обладает индивидуальной функциональностью. Персональный компьютер через преобразователь интерфейса задает команды для модулей с целью формирования на их выходах тестовых сигналов. Сформированные тестовые сигналы через коммутационную шину подаются на объект контроля. Сигнал отклика через коммутационную шину поступает на соответствующие модули, которые преобразуют сигнал и возвращают через интерфейсную шину и преобразователь интерфейса на персональный компьютер. Комплекс обеспечивает выполнение функций проверки приборов в соответствии с действующей нормативной документацией, сбора, обработки, накопления и хранения результатов проверок, вывода результатов проверок, ведения базы данных по каждому тестируемому прибору. 5 з.п. ф-лы

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для контроля и измерения электрических параметров оборудования электроавтоматики, в частности, для выполнения работ по проверке и регулировке бортового оборудования вертолетов типа Ми-8, Ми-17 и др.

В настоящее время контроль и измерение электрических параметров приборов вертолетов Ми-8, Ми-17, Ми-171 и др. проводят в соответствии с «Руководством по технической эксплуатации» с использованием контрольно-измерительной аппаратуры, в виде вольтметров и амперметров постоянного и переменного тока, измерителей выходного напряжения, и др. Питание проверяемого оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры осуществляется от цеховых источников питания.

Недостатком известного решения является высокая трудоемкость его, поскольку для измерений необходимо использовать большое количество отдельных приборов и весь процесс проверки проводится вручную. Существенным недостатком является также низкая точность измерений, за счет влияния человеческого фактора и использования морально устаревшего оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату из существующих аналогов является решение; описанное в патенте РФ 2257604 «Автоматизированный комплекс для контроля и диагностики», 2003 г., патентообладатель - Открытое акционерное общество "Головное производственно-техническое предприятие "Гранит" (RU). Устройство по патенту 2257604 содержит программируемый источник питания, персональный компьютер с программным обеспечением, интерфейсную и коммутационную шины и обеспечивает возможность контроля качества сменных узлов РЭА, диагностику неисправности сменных узлов РЭА, контроль и диагностику высокочастотных блоков и узлов объекта контроля.

Однако данное решение не позволяет формировать и измерять сигналы термодатчиков, измерять емкость, генерировать сигналы тока, не обеспечивает возможность формирования и измерения прецизионных (особо точных) сигналов.

Задачей заявленного решения является расширение функциональных возможностей и повышение точности и надежности измерений.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известном контрольно-проверочном комплексе, содержащем программируемый источник питания, персональный компьютер с программным обеспечением, интерфейсную и коммутационную шины, персональный компьютер через преобразователь интерфейсов и интерфейсную шину соединен с программируемыми источниками питания и с модульным блоком, содержащим блок имитации и измерения сигналов датчиков температуры, блок измерения входных напряжений, блок выходных потенциальных сигналов, блок входных/выходных дискретных сигналов, блок формирования прецизионных напряжений и преобразования цифровых кодовых последовательностей, блок усилителей, цифро-аналоговый преобразователь напряжения, релейный коммутатор, измеритель емкости и генератор токов, при этом все блоки и входящие в их состав модули посредством коммутационной шины соединены друг с другом, с программируемыми источниками питания и с разъемом подключения оборудования. А также за счет того, что блок имитации и измерения сигналов датчиков температуры содержит 4-х канальный измеритель сопротивления и 2-х канальный генератор термо ЭДС; блок измерения входных напряжений содержит 36-ти канальный аналогово-цифровой преобразователь напряжения, 36-ти канальный нормализатор напряжения, релейный коммутатор на 40 нормально разомкнутых контактов и модуль нагрузочных сопротивлений на 30 входов; блок выходных потенциальных сигналов содержит релейные коммутаторы на 27 переключающих контактов и релейный коммутатор на 40 нормально разомкнутых контактов; блок входных/выходных дискретных сигналов содержит релейный коммутатор на 40 нормально разомкнутых контактов и модуль дискретного входа на 40 каналов; блок формирования прецизионных напряжений и преобразования цифровых кодовых последовательностей содержит модуль тестовых напряжений, модуль преобразования кодовых последовательностей (двухчастотный код) и модуль преобразования кодовых последовательностей (код с возвращением к нулю)

Технический результат от использования заявленного решения заключается в том, что благодаря использованию блочно-модульной архитектуры комплекса, в которой интерфейсная и коммутационная шины, являясь конструктивным элементом, объединяют все модули, появляется возможность задания соответствующих воздействий на объекты испытания и снятие с них характеристик. Внутри групп модули и блоки соединены между собой электрически при помощи коммутационной шины. Каждая группа обладает индивидуальной функциональностью. Персональный компьютер через преобразователь интерфейса задает команды для модулей с целью формирования на их выходах тестовых сигналов. Сформированные тестовые сигналы через коммутационную шину подаются на объект контроля. Сигнал отклика через коммутационную шину поступает на соответствующие модули, которые преобразуют сигнал и возвращают через интерфейсную шину и преобразователь интерфейса на персональный компьютер

Основой стенда является модуль управления, состоящий из:

- модулей обеспечивающих сопряжение, первичное преобразование и обработку сигналов от проверяемого объекта;

- модулей обеспечивающих генерацию, преобразование и передачу тестовых сигналов на проверяемый объект;

- источников питания, обеспечивающих питание (в том числе бесперебойное) внутренних модулей комплекса и проверяемого объекта;

- персонального компьютер (ПК), обеспечивающего управление работой комплекса, выполнение алгоритмов проверок, хранение и дальнейшую обработку полученной информации.

- панели разъемов, обеспечивающей подключение к стенду проверяемого объекта.

Заявленная совокупность признаков не известна заявителю из доступных источников информации.

Заявленное решение поясняется чертежами, где:

На фиг.1 представлена функциональная схема

Заявленное решение поясняется схемой, на которой представлен модуль управления 1, в состав которого входит модульный блок 2, панель 22 с разъемами для подключения оборудования, программируемый источник питания 38 переменного тока 115 В/400 Гц, программируемый источник 39 питания постоянного тока 27 В/19 А, преобразователь интерфейса 40 (RS 232/422/485 в USB интерфейс, 8-ми канальный), сервисный источник питания 41 постоянного тока 27 В/10 А, сервисный источник питания 42 постоянного тока, ±150 В/4 А, источник бесперебойного питания 43 переменным током (220 В), персональный компьютер 44 и сетевой фильтр 45. Персональный компьютер 44 с программным обеспечением, через преобразователь интерфейсов 40 и интерфейсную шину 46 соединен с программируемыми источниками питания 38 и 39 и с модульным блоком 2, содержащим блок прецизионных воздействий и измерений 3, блок измерения входных напряжений 4, блок выходных потенциальных сигналов 5, блок входных/выходных дискретных сигналов 6, блок формирования прецизионных напряжений и преобразования цифровых кодовых последовательностей 7, блок усилителей 8, цифро-аналоговый преобразователь напряжения 15, релейный коммутатор 21, измеритель емкости 26 и генератор токов 27, которые посредством коммутационной шины соединены друг с другом, с программируемыми источниками питания и с разъемом подключения оборудования.

В состав модульного блока 2 входят: блок 3 прецизионных воздействий и измерений, содержащий 4-х канальный измеритель сопротивления 9 (для термометров сопротивления) и 2-х канальный генератор термо ЭДС 10 (генератор сигналов термопар); блок 4 измерения входных напряжений состоящий из 36-ти канального аналогово-цифрового преобразователя напряжения 11 (входной диапазона ±10 В), 36-ти канального нормализатора напряжения 12 (для сигналов, обрабатываемых модулем М3), релейного коммутатора 13 на 40 нормально разомкнутых контактов и модуля 14 нагрузочных сопротивлений на 30 входов (5 Вт на канал); блок 5 потенциальных сигналов, содержащий релейные коммутаторы 16 и 18 на 27 переключающих контактов и релейный коммутатор 17 на 40 нормально разомкнутых контактов, блок 6 потенциальных сигналов, содержащий релейный коммутатор 19 на 40 нормально разомкнутых контактов и модуль дискретного входа 20 на 40 каналов (потенциальный вход); блок 7 формирования тестовых напряжений и записи кодовых цифровых последовательных данных, содержащий модуль тестовых напряжений 23, модуль 25 преобразования кодовых последовательностей (двухчастотный код) и модуль 25 преобразования кодовых последовательностей (код с возвращением к нулю); блок усилителей 8, содержащий низкочастотные усилители 28-37.

Кроме этого модульный блок содержит 40-ка канальный цифро-аналоговый преобразователь напряжения 15 (выходной диапазон ±10 В), релейный коммутатор 21 на 27 переключающих контактов, измеритель емкости 26 и генератор токов 27.

Все группы, модулей объединены в едином конструктивном блоке и имеют связь между собой и внешними блоками (ПК, разъемом подключения оборудования и источниками питания) посредством интерфейсной шины 46 и коммутационной шины 47.

Блок 3 предназначен для имитации сигналов с термопар (ТП) и измерения сопротивления термометров сопротивления (ТС). Блок 4 содержит модуль нормализации входных сигналов, модуль нагрузочных сопротивлений, и модуль коммутации нагрузочных сопротивлений в линию аналогового канала. Блоки 5 и 6 предназначены для генерации на выходе стенда дискретных сигналов («0» - втекающий ток / «1» - вытекающий ток) до значений напряжения постоянного тока, вырабатываемого источником 39. Выходы блока 5 имеют, также, третье состояние - обрыв. Блок 7 предназначен для формирования на выходе 22 прецизионных напряжений модулем 23, и записи и преобразования, полученных от объекта контроля цифровых кодовых последовательностей модулями 24 и 25, с последующей передачей данных на преобразователь интерфейсов 40. Блок 8 предназначен для усиления сигнала, формируемого модулем 15, для последующей выдачи его на объект испытания.

Модули и блоки, выполняя свои функции, обмениваются данными и получают управляющие команды с ПК по интерфейсной шине 46. Шина 46, представляет собой физическую линию связи по стандартам интерфейсов RS232 и RS485. Шина 46 разделена на независимые линии связи, объединяющие модули по группам. Обмен данными между ПК и группами модулей или блоков осуществляется по этим линиям посредством многоканального преобразователя интерфейсов RS232/422/485 в интерфейс USB.

Коммутационная шина 47 - конструктивный элемент, осуществляющий связь между модулями и объединяющий модули по функциональным блокам. Каждая группа модулей блоков 3-8 формирует интерфейсные линии в шине 46, эти линии через преобразователь интерфейса 40 подключены к персональному компьютеру 44 и таким образом обмениваются данными с компьютером. Также посредством шины 46 имеют связь с ПК источники питания 38 и 39, формирующие напряжение, при этом источник 38 формирует напряжение 115 В/400 гц, которое через шину 47 подается на панель 22 с разъемами для подключения оборудования, а источник 39 формирует напряжение 27 В, которое через шину 47 подается также на панель 22 и на модули. Источники питания 41, 42 и 43 осуществляют питание ПК и всех модулей и групп модулей. Источник питания 41 формирует напряжение для работы всех модулей, входящих в модульный блок, а источник питания 42 формирует напряжение для работы модулей, входящих в группу 8 усилителей.

Модуль управления 1 подключен к промышленной сети 220 В/50 Гц через сетевой фильтр 16А, который в свою очередь раздает питание на источники питания 38-43 и преобразователь интерфейса 40. Через панель 22 подключается проверяемое оборудование.

Конструкция стенда позволяет наращивать его функциональные возможности по тестированию различных классов приборного оборудования как на аппаратном уровне, путем добавления различных измерительных модулей, так и на программном уровне, путем программирования алгоритмов тестирования.

В ПК 44 установлено уникальное программное обеспечение (далее ПО), которое осуществляет управление всех модулей и блоков комплекса по определенному алгоритму. Программное обеспечение, инсталлированное на ПК, позволяет выполнять:

- выбор режима работы комплекса;

- управление проверками и отображение результатов контроля;

- моделирование режимов функционирования проверяемой аппаратуры;

- контроль правильности подключения проверяемого устройства;

- автоматическое тестирование части модулей комплекса;

- проверку параметров подключенного устройства в автоматизированном и ручном режиме;

- регулировку параметров подключенного устройства в ручном режиме;

- ведение информационной базы по проверкам и ремонтам устройств;

- формирование отчетов по результатам испытаний и вывод их на печать.

Контрольно-проверочный комплекс выполняет следующие функции:

- осуществляет проверку в соответствии с действующей технологической документацией;

- позволяет регулировать параметры;

- производит математическую обработку параметров и запоминает результата тестирования;

- генерирует отчеты производственно-контрольной документации по результатам ремонта и тестирования;

- ведет сбор статистических данных по всем контролируемым параметрам тестируемого оборудования;

- выполняет обработку статистических данных, с последующим прогнозированием отказов тестируемого оборудования;

- предоставляет возможность оператору определять все неисправности по признакам проявления дефекта;

- организует сбор, обработку, накопление и хранения данных.

Контрольно-проверочный комплекс имеет несколько режимов работы, в том числе:

1) автоматический режим проверки;

2) ручной режим проверки;

3) режим встроенного контроля работоспособности комплекса.

Работа комплекса основана на измерении постоянного напряжения; измерении переменного напряжения; измерении постоянного тока; измерении переменного тока; измерении сопротивления; формировании однофазных/трехфазных напряжений 0150 В, частотой 400 Гц; формировании постоянного напряжения 27 В; измерении надежности контактной системы.

При работе комплекса формируется совокупность тестовых сигналов, в соответствии с техническими условиями на контролируемую аппаратуру. Каждой совокупности тестовых сигналов соответствует совокупность эталонных сигналов на выходах объектов контроля (сигналы отклика на подаваемые тесты). Данные об эталонных значениях параметров совокупностей тестовых сигналов и параметров, соответствующих им эталонных сигналов отклика заносят в базу данных компьютера. В дальнейшем (при контроле соответствующих объектов контроля) тесты перед началом контроля заносят в соответствующие модули блока 2. Затем в соответствии с алгоритмом проверки объекта контроля, компьютерная программа инициализирует тестовые сигналы на выходах соответствующих модулей блока 2, а параметры сигналов отклика (полученные с помощью соответствующих модулей) сравнивают с эталонными значениями, занесенными ранее в базу данных компьютера при программировании тестов. Если отклонения измеренных параметров от эталонных находятся в пределах установленных допусков, объект контроля считается годным. При отклонении измеренных параметров за пределы допусков объект контроля признается неисправным и производится диагностика неисправностей.

Перед проведением проверки очередного объекта контроля оператор на ПК 44 выбирает программу, соответствующую определенному режиму проверки. Через преобразователь интерфейса 40 персональный компьютер 44 задает команды для модулей с целью формирования на их выходах тестовых сигналов. Сформированные тестовые сигналы через коммутационную шину 47 подаются посредством разъема подключения оборудования 22 на очередной объект контроля. Сигнал отклика через разъем 22 и коммутационную шину 47 поступает на соответствующие модули, которые преобразуют сигнал и возвращают через интерфейсную шину 46 и преобразователь интерфейса 40 на персональный компьютер 44.

Комплекс обеспечивает выполнение функций поверки приборов в соответствии с действующей нормативной документацией, сбора, обработки, накопления и хранения результатов проверок, вывода результатов проверок, ведения базы данных по каждому тестируемому прибору. Все измеренные величины при помощи программного обеспечения для каждого типа прибора отображаются на экране монитора, а также сохраняются в базе данных для данного типа прибора и могут быть использованы для проверки его работоспособности в процессе эксплуатации прибора.

1. Контрольно-проверочный комплекс, содержащий программируемый источник питания, персональный компьютер с программным обеспечением, интерфейсную и коммутационную шины, отличающийся тем, что персональный компьютер через преобразователь интерфейсов и интерфейсную шину соединен с программируемыми источниками питания и с модульным блоком, содержащим блок имитации и измерения сигналов датчиков температуры, блок измерения входных напряжений, блок выходных потенциальных сигналов, блок входных/выходных дискретных сигналов, блок формирования прецизионных напряжений и преобразования цифровых кодовых последовательностей, блок усилителей, цифроаналоговый преобразователь напряжения, релейный коммутатор, измеритель емкости и генератор токов, при этом все блоки и входящие в их состав модули посредством коммутационной шины соединены друг с другом, с программируемыми источниками питания и с разъемом подключения оборудования.

2. Контрольно-проверочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок имитации и измерения сигналов датчиков температуры содержит модуль 4-канального измерителя сопротивления и модуль 2-канального генератора термоЭДС.

3. Контрольно-проверочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок измерения входных напряжений содержит модуль 36-канального аналогово-цифрового преобразователя напряжения, модуль 36-канального нормализатора напряжения, модуль релейного коммутатора на 40 нормально разомкнутых контактов и модуль нагрузочных сопротивлений на 30 входов.

4. Контрольно-проверочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок выходных потенциальных сигналов содержит модули релейные коммутаторов на 27 переключающих контактов и модуль релейного коммутатора на 40 нормально разомкнутых контактов.

5. Контрольно-проверочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок входных/выходных дискретных сигналов содержит модуль релейного коммутатора на 40 нормально разомкнутых контактов и модуль дискретного входа на 40 каналов.

6. Контрольно-проверочный комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок формирования прецизионных напряжений и преобразования цифровых кодовых последовательностей содержит модуль тестовых напряжений, модуль преобразования кодовых последовательностей (двухчастотный код) и модуль преобразования кодовых последовательностей (код с возвращением к нулю).



 

Похожие патенты:

Мощный высоковольтный регулируемый программируемый стабилизированный источник бесперебойного питания постоянного и переменного тока относится к области аналоговой измерительной и вычислительной техники.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ремонте полимерных компонентов воздушных и морских судов
Наверх