Контрольно-проверочная аппаратура инерциальных навигационных систем

Устройство относится к области авиационного приборостроения и может быть использовано в процессе разработки и эксплуатации инерциальных навигационных систем. Основным функциональным узлом стенда является процессорная плата (вычислитель), управляющая работой остальных входящих устройств. Использование стандартного интерфейса RS-232 позволяет применять любой ПК независимо от его внутренней шины без дополнительной платы контроллера интерфейса. Для хранения программ и долговременной информации в вычислителе установлена микросхема флэш-памяти от 2 Мбайт с поддержкой файловой структуры, а также имеется возможность наращивания памяти до 144 Мбайт. Вычислитель имеет супервизор (микросхема, отслеживающая сбои питания) и сторожевой таймер для исключения программных зависаний. Устройство содержит также модуль адаптера интерфейса мультиплексных сигналов, модуль адаптера последовательного интерфейса, плату преобразователя аналог-код и блок контроля. Предусмотрена защита внешних интерфейсов от статического электричества до ±15 кВ. Организация предлагаемого устройства позволяет надолго адаптировать его к современным требованиям, т.к. данная структура является гибкой, мобильной и с достаточным ресурсным запасом.

Предлагаемая полезная модель относится к области авиационного приборостроения.

При эксплуатации инерциальных навигационных систем (ИНС) для контроля их работоспособности и проведения регламентных работ используется специальное оборудование - контрольно-проверочная аппаратура инерциальных навигационных систем (КПА ИНС).

В отечественном авиационном приборостроении широкое распространение получили каналы последовательного интерфейса по ГОСТ 18977-79 и РТМ-1495-75 изм.2 (отечественный аналог интерфейса по международному стандарту ARINC 429), а также мультиплексные каналы по ГОСТ 26765.52-87 (отечественный аналог интерфейса по международному стандарту MIL STD 1553В). Каналы с интерфейсом по РТМ-1495-75 являются однонаправленными и обеспечивают передачу данных со скоростью от 12000 до 100000 бит/с. Каналы мультиплексного интерфейса обеспечивают скорость передачи информации 1000000 бит/с и могут обслуживать до 31 системы одновременно. Ресурсы канала распределяет между "абонентами" специальное устройство - "контроллер".

Во многих отечественных и зарубежных устройствах для связи персональных компьютеров и периферийного оборудования применяются также каналы с интерфейсом EIA RS-232C (известный также как интерфейс CCITT V.24).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату из существующих аналогов является "контрольно-проверочная аппаратура Ц-080 (КПА Ц-080)", описанная в технической документации "ОАО РПКБ" 6Д1.790 129

РЭ. Устройство КПА Ц-080 объединяет в своем составе комплекс технических и программных средств и предназначено для автоматизации контроля и проверки различных навигационных систем в процессе эксплуатации.

Данный аналог содержит пульт включения и индикации, узел включения питания и разовых команд и блок контрольных гнезд.

Недостатками данного устройства-прототипа являются относительно низкая скорость обмена информацией и недостаточное количество ресурсов.

Предлагаемая полезная модель позволяет существенно повысить функциональные возможности и качество информационного обмена, значительно увеличив ресурсы и скорость обмена, тем самым сократить затраты и повысить экономическую эффективность эксплуатации изделий.

Для достижения данного технического результата в устройство, содержащее модуль адаптера последовательного интерфейса (МА1), взаимосвязанный с внутренней шиной интерфейса, блок контроля (БК) и узел включения питания и разовых команд (УВПРК), соединенный одновременно с МА1 и БК, дополнительно введены процессорная плата, взаимосвязанная с внутренней шиной интерфейса, а также модуль адаптера мультиплексного канала (МА2) и плата преобразователя аналог-код (ПАК), взаимосвязанные с шиной интерфейса, причем вторые входы МА2 и ПАК связаны с выходом УВПРК.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства, содержащего:

1-МА1; 2-БК; 3-УВПРК; 4-CPU; 5-МА2; 6-ПАК;

Сплошными линиями с двусторонними стрелками обозначены взаимные связи (входы-выходы), а сплошными линиями с односторонними стрелками обозначены однонаправленные связи. Фигурной стрелкой обозначена взаимная связь стенда с изделием.

Основным функциональным узлом стенда является процессорная плата CPU, по сути являющаяся вычислителем и управляющая работой остальных входящих устройств. CPU связана с внешним персональным компьютером (ПК) по двум последовательным портам RS-232 (COM1 и COM2) и параллельному порту LPT. Использование стандартного интерфейса RS-232 позволяет применять любой имеющийся ПК (от ноутбука до индустриальной станции) независимо от его внутренней шины, при этом не требуется применение дополнительной платы контроллера интерфейса RS-232, т.к. плата процессора уже имеет два порта RS-232. Кроме того, существующие возможности процессорной платы CPU позволяют, при необходимости, использовать и другие стандартные интерфейсы для связи с ПК, не требуя применения дополнительных плат контроллеров интерфейса. Для хранения программ и долговременной информации в вычислителе установлена микросхема флэш-памяти от 2 Мбайт с поддержкой файловой структуры, имеется возможность наращивания памяти до 144 Мбайт. Ресурсы внутренней памяти процессора позволяют использовать его также в качестве хранилища программных файлов с возможностью их последующей выгрузки в ПК, а это позволяет отказаться от комплектации рабочего места дополнительным магнитным носителем (дискеткой) с программно-математическим обеспечением (ПМО) стенда, т.е. позволяет высвободить ресурсы.

В отличие от устройства-прототипа, в предложенном устройстве посредством введения модуля МА2 реализован информационный обмен по мультиплексному каналу, что позволяет существенно повысить скорость передачи информации. Модуль адаптера МА2 осуществляет сопряжение интерфейса шины с устройствами по резервированной магистрали согласно ГОСТ 26765.52-87 (MIL-STD-1553B). Обмен сообщениями проводится по двум мультиплексным каналам - основному и резервному. Программная установка адреса оконечного устройства при работе по мультиплексу выполняется путем выдачи 5-разрядного кода разовых команд.

КПА ИНС также содержит модуль адаптера последовательного интерфейса МА1, плату преобразователя аналог-код ПАК, узел включения питания, разовых команд и индикации УВПРК, формирующий сигналы включения/выключения

проверяемого изделия, выдающий в него команды управления и принимающий сигналы исправности, а также блок контроля БК - для мониторинга внутренних сигналов изделия через контрольный разъем.

Модуль МА1 организует обмен информацией с проверяемым изделием последовательным кодом в соответствии с ГОСТ 18977-79 и РТМ 1495-75 изм.2 (ARINC-429). Адаптер имеет четыре автономных входных канала связи и два автономных выходных канала. Имеется возможность коммутации каналов приемника на прием по восьми входным линиям связи, а одного из каналов передатчика - на выдачу по шести выходным линиям. Адаптер позволяет со стороны шины интерфейса осуществлять независимую программную настройку каждого канала последовательного кода по ARINC-429 на частоту и режим приема-выдачи и обеспечивает доступ к оперативному запоминающему устройству (ОЗУ).

Преобразование аналоговых сигналов с выходов преобразователя код-напряжение в параллельный двоичный код выполняет плата преобразователя аналог-код ПАК. Введение в состав устройства платы ПАК позволило автоматизировать обработку аналоговых сигналов с выходов преобразователя код-напряжение проверяемого изделия. Управление платой осуществляет вычислитель через интерфейсную шину. Модули МА1, МА2 и ПАК взаимосвязаны с процессором CPU через внутренний интерфейс и работают под его управлением.

Посредством узла УВПРК осуществляется формирование сигналов управления режимами и обеспечивается индикация текущих режимов с помощью индикаторов на лицевой панели.

Блок БК позволяет контролировать величину питающих напряжений, а также контролировать состояние проверяемого изделия.

Таким образом, на примерах реализации процессорной платы и адаптера мультиплексного канала показано достижение технических результатов.

Контрольно-проверочная аппаратура инерциальных навигационных систем, содержащая модуль адаптера последовательного интерфейса (МА1), взаимосвязанный с внутренней шиной интерфейса, блок контроля (БК) и узел включения питания и разовых команд (УВПРК), соединенный одновременно с МА1 и БК, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены процессорная плата, взаимосвязанная с внутренней шиной интерфейса, а также модуль адаптера мультиплексного канала (МА2) и плата преобразователя аналог-код (ПАК), взаимосвязанные с шиной интерфейса, причем вторые входы МА2 и ПАК связаны с выходом УВПРК.