Устройство контроля и диагностики газотурбинного двигателя и системы автоматического управления газотурбинного двигателя
Использование: Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для контроля и диагностики газотурбинных двигателей (ГТД) и их систем автоматического управления (САУ). Сущность полезной модели: для обеспечения объединенного контроля и диагностики ГТД и САУ ГТД в устройство содержащее блок управления и индикации 1, блок моделей датчиков 5, двунаправленные шины данных 13 и 14, мультиплексор б, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 7, выход которого соединен с входом первого блока регистров 8, дополнительно введены блок дискретных команд 2, блок диагностики 3, второй 9 и третий 10 блоки регистров, буферное запоминающее устройство 12, таймер 11, блок нормализации аналоговых сигналов 4, при этом выход блока диагностики 3 соединен с входом второго блока регистров 9, выход блока дискретных команд 2 соединен с входом третьего блока регистров 10, выходы регистров 8, 9, 10 через первую двунаправленную шину данных 13 соединены с блоком управления и индикации 1, который соединен через первую двунаправленную шину данных 13, с блоком моделей датчиков 5, с блоком дискретных команд 2 и с мультиплексором 6, а через вторую двунаправленную шину данных 14 - с буферным запоминающим устройством 12, кроме того, выходы блока нормализации аналоговых сигналов 4 соединены с входами мультиплексора 6, а выход таймера 11 соединен с входом блока управления и индикации 1.
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для контроля и диагностики газотурбинных двигателей (ГТД) и их систем автоматического управления (САУ).
Известно устройство автоматизированного контроля и управления, которое содержит коммутаторы измерительных и выходных цепей системы, аналого-дискретные преобразователи, дискретно-аналоговые преобразователи, устройство службы времени, датчики прерывания, схемы прерывания и цифровую вычислительную машину (Г.П.Шибанов, Р.И.Адгамов, С.В.Дмитриев, Ю.В.Кожевников «Автоматизация испытаний и контроля авиационных ГТД», «Машиностроение», Москва, 1977 г., с.31, рис.2.1).
Недостатками этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, что не позволяет его использовать при решении объединенной задачи контроля и диагностики ГТД и САУ ГТД.
Известно устройство для испытания электронных регуляторов газотурбинных двигателей, содержащее имитатор датчика, блок стохастического моделирования, генератор случайных чисел, блок управления ключами, первый и второй ключи, имитирующую ЭВМ, имитатор исполнительного механизма (МПК G 01 M 15/00 патент РФ №2098790 публ. 12.10.1997).
Это устройство решает задачу объединенного контроля и диагностики ГТД и САУ ГТД, однако его недостатком является ограниченные эксплуатационные возможности.
Наиболее близким прототипом к заявленному техническому решению является стенд контроля и диагностики электронной системы управления
газотурбинным двигателем (МПК G 05 B 23/02, патент РФ №1777490, публ. 27.09.1995).
Устройство содержит пульт управления и индикации, блок моделей датчиков, блок моделей гидроагрегатов, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, блок регистров, распределитель импульсов, блок модели двигателя.
Это устройство решает задачу контроля и диагностики систем управления ГТД, однако его недостатком является ограниченные эксплуатационные возможности, не позволяющие его использовать для контроля и диагностики САУ ГТД и самого ГТД в условиях производства и эксплуатации.
Технической задачей заявляемой полезной модели является обеспечение объединенного контроля и диагностики ГТД и САУ ГТД в условиях производства и эксплуатации.
Поставленная задача решается следующим образом.
В устройство контроля и диагностики газотурбинного двигателя и системы автоматического управления газотурбинного двигателя содержащее блок управления и индикации, блок моделей датчиков, двунаправленные шины данных, мультиплексор, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом первого блока регистров, дополнительно введены блок дискретных команд, блок диагностики, второй и третий блоки регистров, буферное запоминающее устройство, таймер, блок нормализации аналоговых сигналов, при этом выход блока диагностики соединен с входом второго блока регистров, выход блока дискретных команд соединен с входом третьего блока регистров, выходы регистров через первую двунаправленную шину данных соединены с блоком управления и индикации, который соединен через первую двунаправленную шину данных с блоком моделей датчиков, с блоком дискретных команд и с мультиплексором, а через вторую двунаправленную шину данных - с буферным запоминающим устройством, кроме того, выходы
блока нормализации аналоговых сигналов соединены с входами мультиплексора, а выход таймера соединен с входом блока управления и индикации.
Совокупность признаков заявляемого технического решения позволяет обеспечить объединенный контроль и диагностику ГТД и САУ ГТД в условиях производства и эксплуатации, что расширяет эксплуатационные возможности устройства.
Из изученной научно-технической и патентной информации авторам не известно устройство с указанными в формуле полезной модели отличительными признаками, это дает основание сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критериям полезной модели.
На рисунке представлена функциональная схема заявляемой полезной модели.
Устройство контроля и диагностики газотурбинного двигателя и системы автоматического управления газотурбинным двигателем содержит блок управления и индикации 1, блок дискретных команд 2, блок диагностики 3, блок нормализации аналоговых сигналов 4, блок моделей датчиков 5, мультиплексор 6, аналого-цифровой преобразователь 7, блоки регистров 8, 9, 10, таймер 11, буферное запоминающее устройство 12, первую 13 и вторую 14 двунапрвленные шины данных.
Выходы аналого-цифрового преобразователя 7, блока диагностики 3, блока дискретных команд 2, соединены с входами соответствующих регистров 8, 9, 10, которые через двунапрвленную шину данных 13 соединены с блоком управления и индикации 1, который через двунаправленную шину данных 13 соединен с блоком моделей датчиков 5, с блоком дискретных команд 2 и с мультиплексором б, а через двунаправленную шину данных 14 соединен с буферным запоминающим устройством 12, выходы блока нормализации 4 соединены с входами мультиплексора 6, выход которого соединен с входом аналого-цифрового
преобразователя 7, а выход таймера 11 соединен с блоком управления и индикации 1.
Устройство работает следующим образом.
При подключении устройства к электронному регулятору ГТД питающее напряжение от его вторичных источников питания инициирует работу блока управления и индикации 1, таймера 11 и буферного запоминающего устройства 12. ЭВМ в соответствии с заданной программой контроля и диагностики ГТД и САУ ГТД в режиме реального времени записывает в буферное запоминающее устройство 12 командное слово. Блок управления и индикации 1 с частотой задаваемой таймером 11 считывает из устройства 12 командное слово, в соответствии с которым, через двунаправленную шину данных 13 передает управляющие воздействия на блок моделей датчиков 5, блок дискретных команд 2 и мультиплексор 6. В блоке моделей датчиков 5 происходит преобразование полученного управляющего воздействия в электрические сигналы, имитирующие аналоговые сигналы датчиков САУ ГТД в соответствии с программой контроля и диагностики, которые подаются на вход электронного регулятора ГТД. В блоке дискретных команд 2 управляющее воздействие преобразуется в дискретные сигналы, подаваемые на входы САУ ГТД по программе контроля и диагностики. САУ ГТД, связанная с ГТД через исполнительные механизмы и датчики, парирует поступившие на ее входы сигналы, формируя определенные управляющие воздействия на ГТД. Контрольная и диагностическая информация с ГТД через датчики поступает в САУ, где обрабатывается. Результатом обработки информации с ГТД, а также контрольной и диагностической информации о состоянии САУ ГТД, являются сигналы, поступающие на блок диагностики 3, блок дискретных команд 2 и блок нормализации аналоговых сигналов 4. В блоке диагностики 3 информация в виде условного кода признака отказа преобразуется в многоразрядный цифровой код, который передается в блок регистров 9. В блоке дискретных команд 2 информация с САУ преобразуется также в
многоразрядный цифровой код, который передается в блок регистров 10. Контрольная и диагностическая информация, поступающая в виде аналоговых сигналов, передается через блок нормализации аналоговых сигналов 4, на входы мультиплексора 6 и далее на аналого-цифровой преобразователь 7, где преобразуется в многоразрядный цифровой код, который записывается в блок регистров 8. Блок управления и индикации 1 после выдачи управляющих воздействий на блоки дискретных команд 2 и блок моделей датчиков 5 производит последовательно считывание через двунапрвленную шину данных 13 аналоговой информации из блока регистров 8 поступающей через блок нормализации аналоговых сигналов 4 на аналого-цифровой преобразователь 7, посредством управления мультиплексором 6, и через блоки регистров 9, 10. Результатом выполнения командного слова ЭВМ является обработка многоразрядных кодов из блоков регистров 8, 9, 10 в блоке управления и индикации 1, а также формирование информационного кадра, который записывается в буферное запоминающее устройство 12. Частота обновления кадра совпадает с частотой считывания командного слова из 12 и задается таймером 11. ЭВМ по заданной программе контроля и диагностики производит считывание информационного кадра из буферного запоминающего устройства 12, анализ которого позволяет определить текущее состояние ГТД и САУ ГТД и является основанием для продолжения программы и выдачи очередного командного слова. В случае отсутствия ЭВМ устройство контроля и диагностики способно функционировать самостоятельно по команде с блока управления и индикации 1, осуществляя выполнение последовательности командных слов, хранящихся в буферном запоминающем устройстве 12, реализующих алгоритмы контроля и диагностики ГТД и САУ ГТД. Результаты выполнения командных слов отображаются средствами блока управления и индикации 1.
Данное устройство по сравнению с прототипом позволяет осуществлять объединенный контроль и диагностику системы ГТД и САУ ГТД в условиях их производства и эксплуатации.
Экономический эффект от использования полезной модели достигается за счет повышения достоверности результатов контроля и диагностики и снижения эксплуатационных затрат.
Устройство контроля и диагностики газотурбинного двигателя и системы автоматического управления газотурбинного двигателя, содержащее блок управления и индикации, блок моделей датчиков, двунаправленные шины данных, мультиплексор, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом первого блока регистров, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок дискретных команд, блок диагностики, второй и третий блоки регистров, буферное запоминающее устройство, таймер, блок нормализации аналоговых сигналов, при этом выход блока диагностики соединен с входом второго блока регистров, выход блока дискретных команд соединен с входом третьего блока регистров, выходы регистров через первую двунаправленную шину данных соединены с блоком управления и индикации, который соединен через первую двунаправленную шину данных с блоком моделей датчиков, с блоком дискретных команд и с мультиплексором, а через вторую двунаправленную шину данных - с буферным запоминающим устройством, кроме того, выходы блока нормализации аналоговых сигналов соединены с входами мультиплексора, а выход таймера соединен с входом блока управления и индикации.
