Система для проведения испытаний бортового источника электропитания

Предлагаемая система относится к АСУТП в области электротехники и может быть использована при проведении испытаний бортовых и наземных источников питания, а также прочих изделий электротехнического назначения при соответствующем изменении аппаратных и программных средств. Задачей, предлагаемого технического решения является упрощение и ускорение процесса испытаний, а также исключение необходимости ручной калибровки каналов преобразования напряжений путем введения автоматизированной калибровки и поверки преобразователей параметров с одновременным исключением возможности фальсификации результатов испытаний в соответствии с требованиями приемки ПЗ. Поставленная задача решается тем, что система, включающая ЭВМ с модулем программного обеспечения (МПО), подключенную цифровым интерфейсом к устройству ввода-вывода информации (УВВИ), дополнительно содержит трансформаторные делители напряжений, трансформатор, управляемые ключи и усилитель мощности, при этом ЭВМ дополнительно включает программный модуль автокалибровки. Предусмотрено, что ЭВМ дополнена программным модулем защиты. 1 н.п.ф., 1 илл.

Предлагаемая система относится к АСУТП в области электротехники и может быть использована при проведении испытаний бортовых и наземных источников питания, а также прочих изделий электротехнического назначения при соответствующем изменении аппаратных и программных средств.

Известна система сбора данных при проведения испытаний, включающая ЭВМ с модулем программного обеспечения, подключенную цифровым интерфейсом к устройству ввода-вывода информации (УВВИ) на основе крейтовой системы LTR, содержащей АЦП, ЦАП, регистры цифровых выходов, входы АЦП через согласующие устройства подключены к выходным каналам испытуемого изделия, а цифровые выходы к модулям управления работой изделия (Lcard.ru / products / ltr / ltr.)

К недостаткам системы следует отнести необходимость регулярной оценки коэффициентов преобразования согласующих устройств, особенно для каналов переменного напряжения, требующих гальванической развязки, что существенно увеличивает время проведения испытаний.

Кроме того, к недостатку системы следует отнести принципиальную возможность изменения (фальсификации) алгоритма и результатов испытаний, что недопустимо для ответственных испытаний с приемкой представителя заказчика (ПЗ).

Известна также система для проведения испытаний бортового источника электропитания (БИЭП), включающая ЭВМ с модулем программного обеспечения, подключенную цифровым интерфейсом, например USB, к устройству ввода-вывода информации (УВВИ) на основе крейтовой системы LTR, содержащей АЦП, ЦАП, цифровые выходы, входы АЦП через согласующие преобразователи напряжений подключены к выходам каналов БИЭП, а цифровые выходы к модулям управления нагрузкой БИЭП («Разработка структуры и аппаратного состава информационно-управляющего комплекса для испытаний систем электропитания космических аппаратов». Л.Р.Варенбуд, Г.Д.Лифшин, А.К.Тищенко. Научно-практический вестник «Энергия», Воронеж, 4 (38) 1999 г.)

К недостаткам аналога следует отнести необходимость трудоемкой калибровки преобразователей параметров БИЭП, что существенно увеличивает время проведения и трудоемкость испытаний, а также возможность фальсификации результатов испытаний.

В качестве прототипа принята система, используемая в для проведения испытаний бортового источника электропитания (БИЭП), включающая ЭВМ с модулем программного обеспечения, подключенную цифровым интерфейсом к устройству ввода-вывода информации (УВВИ), содержащему АЦП, ЦАП и цифровые выходы, входы АЦП через согласующие резистивные и трансформаторные делители напряжений подключены к выходным каналам постоянного и переменного напряжения БИЭП, а цифровые выходы к модулям управления нагрузкой БИЭП (Журнал «Технологии ЭМС», 2008 4, стр.24-33, ISSN 1 729-2670, УДК 621.317.76621.372 - Ф.С.Власов, В.А.Михайлов, А.К.Тищенко, В.Н.Поспелов «Средства измерения параметров и управления режимами в аппаратуре регулирования и контроля электроснабжения космических аппаратов»).

К недостаткам прототипа следует отнести необходимость достаточно трудоемкой калибровки трансформаторных делителей напряжения, что существенно увеличивает время проведения испытаний, а также возможность фальсификации результатов испытаний, что недопустимо для бортовых источников питания с приемкой ПЗ.

Задачей, предлагаемого технического решения является упрощение и ускорение процесса испытаний, а также исключение необходимости ручной калибровки каналов преобразования напряжений путем введения автоматизированной калибровки и поверки преобразователей параметров с одновременным исключением возможности фальсификации результатов испытаний в соответствии с требованиями приемки ПЗ.

Поставленная задача решается тем, что система для проведения испытаний бортового источника электропитания (БИЭП), включающая ЭВМ с модулем программного обеспечения (МПО), подключенную цифровым интерфейсом к устройству ввода-вывода информации (УВВИ), содержащему АЦП, ЦАП и цифровые выходы, причем входы АЦП подключены к выходам резистивных делителей напряжений, цифровые выходы УВВИ предназначены для подключения к модулям управления нагрузкой БИЭП, дополнительно содержит трансформаторные делители напряжений, трансформатор, управляемые ключи и усилитель мощности, вход которого подключен к выходу ЦАП, а выход к входу трансформатора и вторым входам управляющих ключей, предназначенных для подключения каналов постоянного тока БИЭП, выходы управляемых ключей подключены ко входам АЦП через резистивные и трансформаторные делители напряжений, а управляющие входы ключей связаны с цифровыми выходами УВВИ, первые входы управляемых ключей предназначены для подключения к выходным каналам БИЭП, вторые входы ключей каналов переменного тока к выходу трансформатора и через дополнительный резистивный делитель к одному из входов АЦП, второй выход трансформатора подключен к общему проводу системы, при этом ЭВМ дополнительно включает программный модуль автокалибровки.

Предусмотрено, что ЭВМ дополнена программным модулем защиты.

На фигуре представлена структурная схема системы для проведения испытаний бортового источника электропитания, включающая следующие элементы:

1 - ЭВМ, 2 - модуль программного обеспечения, 3 - цифровой интерфейс, 4 - устройство ввода-вывода информации, 5 - АЦП, 6 - ЦАП, 7 - цифровые выходы УВВИ, 8 - резистивные делители напряжений, 9 - трансформаторные делители напряжений, 10 - выходы каналов постоянного напряжения БИЭП, 11 - выходы каналов переменного напряжения БИЭП, 12 - модули управления нагрузкой, управляющие включением и изменениям мощности нагрузок 13 БИЭП, 14 - программный модуль автокалибровки ПМА, выполненный в виде программного модуля ЭВМ, 15 - усилитель мощности, 16 - трансформатор, 17 - управляемые ключи, 18 - дополнительный резистивный делитель, 19 - программный модуль защиты ЭВМ 1.

Система работает следующим образом:

Непосредственно перед началом испытаний бортового источника электропитания БИЭП электронно-вычислительная машина ЭВМ 1 совместно с устройством ввода-вывода информации УВВИ 4 последовательно моделирует режимы работы всех каналов (параметров) БИЭП по алгоритму, заложенному в программный модуль автокалибровки ПМА 14 для чего:

- с помощью управляемых ключей 17 все входы АЦП 5 системы переключаются от штатного выхода канала постоянного тока 10 или переменного тока 11 на источник моделирующего параметра, в качестве которого используется либо - непосредственно усилитель мощности 15 для каналов постоянного тока, либо выход трансформаторных делителей напряжения 9 для каналов переменного тока. При этом ЦАП 6 по алгоритму, заложенному в ПМА 14, устанавливает все необходимые параметры БИЭП: выходное напряжение, уровень пульсации выходного напряжения, коэффициент нелинейных искажений переменного напряжения и т.д.

Проводятся одновременные измерения параметров, как на входах АЦП 5, отвечающих за указанные измерения, так и непосредственно на входе канала до соответствующего делителя напряжения 8 или 9. Поскольку в данном случае один из выходов трансформаторного делителя напряжения 9 гальванически связан с общим проводом, погрешности измерений, обусловленные влиянием гальванической развязки каналов переменного напряжения, полностью отсутствуют. Возможно проведение автоматической калибровки всех каналов за время порядка 2-3 минуты, в то время как калибровка каналов в ручном режиме занимает несколько часов. При автоматической калибровке ЭВМ 1 производит расчет коэффициентов преобразования для всех проверяемых параметров в режиме наиболее близком к штатному и за очень короткое время.

После проведения автокалибровки все управляемые ключи 17 переводятся в штатное положение, подключая реальные выходы каналов БИЭП к трансформаторным делителям напряжения 9, и система производит испытания БИЭП в автоматическом режиме в реальном времени (как правило, время работы БИЭП в штатном режиме не превышает 2-3 минуты), в соответствии с алгоритмом испытаний, заложенным в модуле программного обеспечения МПО 2.

Программный модуль защиты ПМЗ 19 при испытаниях и калибровках системы позволяет проводить в автоматическом режиме, как сами испытания, так и проверку погрешности измерений при калибровке, но запрещает проводить любые изменения в алгоритме испытаний и результатах проверок при отсутствии у оператора кодов системного администратора.

Указанное решение позволяет максимально упростить методику испытаний, существенно снизить время при снижении погрешности измерений, а также исключить возможность фальсификации результатов испытаний БИЭП.

1. Система для проведения испытаний бортового источника электропитания (БИЭП), включающая ЭВМ с модулем программного обеспечения (МПО), подключенную цифровым интерфейсом к устройству ввода-вывода информации (УВВИ), содержащему АЦП, ЦАП и цифровые выходы, причем входы АЦП подключены к выходам резистивных делителей напряжений, цифровые выходы УВВИ предназначены для подключения к модулям управления нагрузкой БИЭП, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит трансформаторные делители напряжений, трансформатор, управляемые ключи и усилитель мощности, вход которого подключен к выходу ЦАП, а выход к входу трансформатора и вторым входам управляющих ключей, предназначенных для подключения каналов постоянного тока БИЭП, выходы управляемых ключей подключены ко входам АЦП через резистивные и трансформаторные делители напряжений, а управляющие входы ключей связаны с цифровыми выходами УВВИ, первые входы управляемых ключей предназначены для подключения к выходным каналам БИЭП, вторые входы ключей каналов переменного тока к выходу трансформатора и через дополнительный резистивный делитель к одному из входов АЦП, второй выход трансформатора подключен к общему проводу системы, при этом ЭВМ дополнительно включает программный модуль автокалибровки.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что ЭВМ дополнена программным модулем защиты.