Система электропитания командно-стрельбовой информационно- управляющей стистемы

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам распределения электропитания, и может быть использовано преимущественно в командно-стрельбовых информационно-управляющих системах с централизованным управлением распределением питания между группой объектов управления в режимах предстартовой подготовки и производства старта (пуска). Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей системы при повышении ее надежности и отказоустойчивости. Сущность изобретения заключается в том, что в систему электропитания командно-стрельбовой информационно-управляющей системы, содержащую агрегат гарантированного питания, устройство центрального управления, включающее центральную электронно-вычислительную машину, модули питания бортовой аппаратуры по количеству объектов управления, каждый из которых содержит преобразователь напряжения и подключенные к выходу вторичного источника питания (ВИП) устройство контроля сопротивления изоляции и устройство коммутации, введены n периферийных устройств связи с объектами управления, каждое из которых включает m модулей питания бортовой аппаратуры и дополнительно содержит модуль вычислителя, m модулей питания цепей старта и, по меньшей мере, один дополнительный ВИП, к выходу которого подключены входы основного питания модулей питания цепей старта, каждый из которых выполнен в виде распределительного устройства с раздельными выходами для последовательной подачи напряжения питания на соответствующие исполнительные механизмы подготовки и производства пуска объекта управления, причем выводы одноименных полюсов каждой пары ВИП модулей питания бортовой аппаратуры соединены посредством перемычек, в которые установлены контакты коммутатора, управляемого сигналом признака повышенной энергоемкости объекта управления. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам распределения электропитания, и может быть использовано, преимущественно, в командно-стрельбовых информационно-управляющих системах с централизованным управлением распределением питания между группой объектов управления в режимах предстартовой подготовки и производства старта (пуска).

Известна система распределения питания между электроприборами потребителя [1].

Система содержит центральный блок управления и несколько вспомогательных блоков, каждый из которых снабжен микропроцессором, программируемым пользователем. Входы вспомогательных блоков подключены к питающей сети, а выходы соединены с соответствующими электроприборами пользователя. Система обеспечивает ручную или автоматическую передачу командных сигналов и сигналов-запросов от центрального блока управления к вспомогательным блокам и передачу сигналов, соответствующих состоянию данного электроприбора, от вспомогательных блоков к центральному. Система снабжена устройством для дистанционного отключения электроприбора, а также устройством для пересмотра и проверки предварительно запрограммированного перечня инструкций.

Недостатком известной системы электропитания с централизованным управлением каналами пользователя является отсутствие средств защиты от аварийной неисправности сети и средств контроля исправности цепей нагрузки.

Известна также система электропитания [2] многоканального комплекса, содержащая вторичные источники питания, подключенные ко входам соответствующих каналов комплекса, блоки управления, обеспечивающие определенную очередность подачи напряжения питающей сети на входы вторичных источников питания, центральное устройство управления питанием, выход которого подключен к управляющим входам блоков управления, и устройство входного контроля параметров питающей сети. Система обеспечивает распределение напряжения питания первичной сети переменного тока между каналами, вторичное преобразование напряжения с заданными выходными параметрами, централизованное управление последовательностью подключения питания к устройствам комплекса и входной контроль параметров сети.

Недостатком системы является отсутствие средств защиты системы электропитания от недопустимого изменения или пропадания напряжения питающей сети и средств защиты цепей вторичных источников питания. Кроме этого, система не обеспечивает централизованного контроля исправности каналов питания комплекса.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа предлагаемой системы, является система электропитания корабельного комплекса радиоэлектронной аппаратуры [3], содержащая устройство центрального управления, включающее центральную ЭВМ, агрегат гарантированного питания, к выходу которого подключены устройство входного контроля параметров сети и блок управляемых коммутаторов (контакторов цепей трехфазного тока), и N каналов (модулей питания бортовой аппаратуры N объектов управления), каждый из который содержит вторичный источник питания и преобразователь напряжения, подключенные к выходу соответствующего контактора цепей трехфазного тока, а также устройство контроля сопротивления изоляции и устройство коммутации, подключенные к выходу вторичного источника питания (ВИП). Первый выход устройства входного контроля параметров сети, с которого передается сигнал "Сеть норм.", подключен к управляющим входам контакторов цепей трехфазного тока, а второй, по сигналу неисправности входной сети, - к устройству центрального управления. Устройство центрального управления формирует сигнал включения питания, по которому начинается подача трехфазного напряжения переменного тока в ВИП и преобразователи напряжения, принимает выходные сигналы устройств контроля сопротивления изоляции и формирует управляющие сигналы, разрешающие подачу питания в аппаратуру объектов управления. Очередность включения модулей питания определяется выходными сигналами блоков формирования задержки, входящими в состав устройств коммутации соответствующих модулей.

Недостатком системы по прототипу являются ограниченные функциональные возможности и недостаточная отказоустойчивость ввиду использования для управления последовательностью включения модулей питания электромеханических элементов с фиксированным временем задержки.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей системы при повышении ее надежности и отказоустойчивости.

Сущность изобретения заключается в том, что в систему электропитания командно-стрельбовой информационно-управляющей системы, содержащую агрегат гарантированного питания, к выходу которого подключены входной контактор цепей трехфазного тока и устройство входного контроля параметров сети, выход которого по сигналу нормальных параметров сети подключен к управляющему входу входного контактора цепей трехфазного тока, устройство центрального управления, включающее центральную электронно-вычислительную машину, и модули питания бортовой аппаратуры, каждый из которых содержит преобразователь напряжения и подключенные к выходу вторичного источника питания (ВИП) устройство контроля сопротивления изоляции и устройство коммутации, введены n периферийных устройств связи с объектами управления, каждое из которых включает m модулей питания бортовой аппаратуры и дополнительно содержит модуль вычислителя, m модулей питания цепей старта и, по меньшей мере, один дополнительный ВИП, к выходу которого подключены входы основного питания модулей питания цепей старта, каждый из которых выполнен в виде распределительного устройства с раздельными выходами для последовательной подачи напряжения питания на соответствующие исполнительные механизмы подготовки и производства пуска объекта управления, при этом в каждом периферийном устройстве связи с объектами управления к первой группе входов-выходов модуля вычислителя подключены информационные выходы и управляющие входы модулей питания цепей старта, ко второй группе входов-выходов подключены информационные выходы устройств контроля сопротивления изоляции и управляющие входы устройств коммутации модулей питания бортовой аппаратуры, а к третьей - информационные выходы по сигналам аварийной неисправности ВИП модулей питания бортовой аппаратуры, причем выводы одноименных полюсов каждой пары ВИП модулей питания бортовой аппаратуры соединены посредством перемычек, в которые установлены контакты коммутатора, управляемого сигналом признака повышенной энергоемкости объекта управления, модули вычислителей всех периферийных устройств связи с объектами управления соединены между собой и с центральной электронно-вычислительной машиной посредством основной и резервной интерфейсных магистралей информационного обмена локальной сети, а их входы питания подключены к общим шинам положительного и отрицательного напряжения, к шине отрицательного напряжения подключены выводы отрицательных полюсов дополнительных ВИП всех периферийных устройств связи с объектами управления, а выводы положительных полюсов вышеупомянутых дополнительных ВИП через соответствующие диоды диодной развязки подключены к ее общей точке, которая соединена с общей шиной положительного напряжения через контакты включателя питания, при этом входы ВИП модулей питания бортовой аппаратуры, входы дополнительных ВИП и входы питания по переменному току модулей питания бортовой аппаратуры всех периферийных устройств связи с объектами управления подключены к выходу входного контактора цепей трехфазного тока.

Предлагаемая система электропитания командно-стрельбовой информационно-управляющей системы предназначена для снабжения напряжением питания постоянного тока и трехфазным напряжением переменного тока бортовой аппаратуры N объектов управления (например, управляемых снарядов или ракет) в режиме их предстартовой подготовки, а также для последовательной подачи напряжения питания постоянного тока сначала на исполнительные механизмы подготовки пуска n пусковых установок, каждая из которых обслуживает m объектов управления, а затем на исполнительные механизмы объекта управления, осуществляющие запуск двигателей и пуск. В качестве исполнительных механизмов подготовки пуска в рассматриваемом примере используются исполнительные механизмы открывания крышек контейнеров, в которых установлены объекты управления.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены: фиг.1 - структурная схема системы электропитания, фиг. 2 - структурная схема центральной электронно-вычислительной машины (ЭВМ), фиг.3 - структурная схема модуля вычислителя, фиг.4 - структурная схема модуля питания бортовой аппаратуры, фиг.5 - структурная схема модуля питания цепей старта.

На фиг.1 приняты следующие обозначения: 1 - агрегат гарантированного питания (АГП), 2 - входной контактор цепей трехфазного тока, 3 - устройство входного контроля параметров сети, 4 - индикатор питания "Пит. подано" (Питание подано),
5 - диодная развязка,
6 - включатель питания, выполненный в виде кнопки, с контактами 6_K и индикатором состояния включателя (включен - выключен),
7 - общая шина положительного напряжения ("+"),
8 - общая шина отрицательного напряжения ("-"),
9 - устройство центрального управления,
10 - центральная ЭВМ,
11 - периферийное устройство связи с объектами управления,
12 - модуль вычислителя,
13 - модуль питания бортовой аппаратуры объекта управления в режиме предстартовой подготовки (далее по тексту - модуля питания БА),
14 - модуль питания исполнительных механизмов подготовки и производства пуска объекта управления (далее по тексту - модуль питания цепей старта (ЦС)),
15 - вторичный источник питания модуля питания бортовой аппаратуры (далее по тексту - вторичный источник питания (ВИП)),
16 - вторичный источник питания модулей питания ЦС и вычислительных устройств (дополнительный ВИП),
17, 18 - основная и резервная интерфейсные магистрали информационного обмена локальной сети,
19 - коммутатор, управляемый сигналом признака повышенной энергоемкости объекта управления (далее по тексту коммутатор сигнала "ППЭ"), выполненный в виде реле с обмоткой 19р и нормально разомкнутыми контактами 19_K1, 19_K2.

Согласно фиг. 1 система содержит АГП 1, к выходу которого подключены входной контактор 2 цепей трехфазного тока и устройство 3 входного контроля параметров сети, выход которого по сигналу нормальных параметров сети ("Сеть норм.") подключается к управляющему входу входного контактора 2 цепей трехфазного тока, устройство 9 центрального управления, включающее центральную ЭВМ 10, и n (в рассматриваемом примере n=4) периферийных устройств 11 связи с N (N=16) объектами управления, каждое из которых содержит модуль 12 вычислителя, m (m=4) модулей 13 питания БА, m модулей 14 питания ЦС, m ВИП 15 модулей питания БА и один или, при недостаточной мощности, несколько (в рассматриваемом примере - два) ВИП 16 модулей питания ЦС и вычислительных устройств системы.

Модули 12 вычислителей всех периферийных устройств 11 и центральная ЭВМ 10 объединены в сеть посредством основной и резервной интерфейсных магистралей 17 и 18 информационного обмена локальной сети, а их входы питания подключены к общим шинам 7 "+" и 8 "-".

К первой группе входов-выходов модуля 12 вычислителя подключены информационные выходы и управляющие входы модулей 14 питания ЦС, входящих в состав соответствующего периферийного устройства 11, ко второй группе входов-выходов модуля 12 подключены информационные выходы и управляющие входы модулей 13 питания БА, а к третьей - информационные выходы по сигналам аварийной неисправности ВИП 15.

К выходу входного контактора 2 цепей трехфазного тока подключены ВИП 15, 16 и входы питания по переменному току модулей 13 питания БА всех периферийных устройств 11 связи с объектами управления.

Входы питания по постоянному току каждого модуля 13 питания БА соединены с выходами соответствующих ВИП 15, при этом выводы одноименных полюсов каждой пары ВИП 15 соединены посредством перемычек, в которых установлены контакты 19_K1, 19_K2 коммутатора сигнала "ППЭ".

Входы основного питания модулей 14 питания ЦС подключены к ВИП 16 (при использовании нескольких ВИП - к их общим выводам).

Выводы отрицательных полюсов ВИП 16 всех периферийных устройств 11 подключены к общей шине 8 "-", а выводы их положительных полюсов через соответствующие диоды диодной развязки 5 подключены к ее общей точке, которая через контакты 6_K соединена с шиной 7 "+".

Агрегат 1 гарантированного питания предназначен для бесперебойного обеспечения системы электропитания трехфазным напряжением переменного тока 3~ 220 В, 400 Гц. Схемы реализации АГП описаны в различных информационных источниках. Одним из примеров реализации является АГП, известный из описания [3] , содержащий устройство бесперебойного питания, управляющее подключением трехфазного пускателя к основной или резервной сети трехфазного напряжения промышленной частоты, и электромашинный преобразователь, управляемый блоком регулировки напряжения.

Устройство 3 входного контроля параметров сети предназначено для контроля эффективного значения напряжения, частоты, целостности фазовых цепей, отсутствия замыкания фазы на корпус и при необходимости других параметров сети. Примером реализации устройства 3 может служить схема аналогичного устройства с выходным блоком логических элементов, приведенная в [3, фиг.3]. При нахождении всех контролируемых параметров сети в пределах допустимых значений на выходе блока логических элементов формируется выходной сигнал "Сеть норм". При недопустимом отклонении от нормы любого из параметров сигнал "Сеть норм" снимается с выхода блока логических элементов, и на лицевой панели устройства 3 загорается индикатор того из измерителей, который выявил отклонение от нормы контролируемого параметра сети. При необходимости сигнал неисправности с выхода измерителя может транслироваться в центральную ЭВМ 10 для индикации на ее панели контроля и управления.

Центральная ЭВМ 10 выполнена в соответствии со схемой, приведенной на фиг.2, на которой обозначены:
20 - центральный процессор,
21 - клавиатура,
22 - системная интерфейсная магистраль (СИМ),
23 - блок памяти,
24 - видеоадаптер,
25 - монитор,
26 - адаптер цифрового ввода-вывода с гальванической развязкой (далее по тексту - адаптер ЦВВ),
27 - панель контроля и управления, на которой расположены включатель 6 питания, индикатор "Пит. подано", индикатор "Гот. пит" (готовность питания), ключ "Вкл. -откл", предназначенный для включения питания модулей 14 питания ЦС, кнопка "Пуск", индикаторы, дублирующие панель устройства 3 входного контроля параметров сети и другие органы ручного ввода управляющих сигналов,
28, 29 - адаптеры локальной сети.

К СИМ 22 подключены центральный процессор 20, блок 23 памяти, адаптеры 28, 29 локальной сети, соединенные соответственно с основной и резервной интерфейсными магистралями 17, 18 информационного обмена локальной сети, видеоадаптер 24, к выходу которого подключен монитор 25, и адаптер 26 ЦВВ, первый вход-выход которого соединен с панелью 27 контроля и управления, а второй служит для связи по релейному каналу с пусковыми установками объектов управления. Клавиатура 21 подключена к встроенному порту центрального процессора 20.

Модуль 12 вычислителя, структурная схема которого приведена на фиг.3, содержит процессор 30, адаптеры 31, 32 локальной сети и адаптер 33 цифрового ввода-вывода с гальванической развязкой, подключенные к системной интерфейсной магистрали 34.

Адаптер 31 локальной сети соединен с основной интерфейсной магистралью 17 информационного обмена локальной сети, а адаптер 32 - с резервной интерфейсной магистралью 18. Первая, вторая и третья группа входов-выходов адаптера 33 ЦВВ образуют одноименные группы входов-выходов модуля 12 вычислителя.

Модуль 13 питания бортовой аппаратуры предназначен для подачи напряжения 27 В, 35 А (при управлении объектами повышенной энергоемкости - 27 В, 70 А) и трехфазного напряжения переменного тока (3~36 В, 400 Гц) в бортовые приборы объекта управления при наличии соответствующих управляющих сигналов на входах устройства коммутации и при наличии сигнала исправности бортовой сети на выходе устройства контроля сопротивления изоляции.

На структурной схеме фиг.4 модуля 13 питания БА обозначены:
35 - устройство контроля сопротивления изоляции, выполненное по одной из известных схем, например по схеме с источником опорного напряжения, приведенной в [4],
36 - преобразователь напряжения, предназначенный для преобразования сетевого трехфазного напряжения 3~220 В, 400 Гц в трехфазное напряжение 3~36 В, 400 Гц, выполненный в, виде понижающего трансформатора, снабженного схемой контроля целостности фазовых цепей,
37 - устройство коммутации
38 - шина положительного напряжения ("+"),
39 - шина отрицательного напряжения ("-"),
40 - контактор цепей трехфазного тока с обмоткой 40_O и контактами 40_К,
41, 42 - коммутаторы управляющих сигналов, выполненные в виде реле с обмотками 41_P и 42_P, соответственно, с нормально разомкнутыми контактами 41_K1 и 42_K1 и нормально замкнутыми контактами 41_K2 и 42_K2,
43, 44 - исполнительные реле с обмотками 43_P, 44_P и нормально разомкнутыми группами контактов 43_K1 - 43_K2 и 44_K1 - 44_K2, соответственно.

Входы и выходы шин 38, 39 образуют вход и выход питания модуля 13 питания БА по постоянному току. Между входами и выходами шин 38, 39 установлено устройство 37 коммутации, включающее коммутаторы 41, 42 управляющих сигналов, исполнительные реле 43, 44, контактор 40 цепей трехфазного тока, контакты 40_K которого установлены на входе преобразователя 36 напряжения, и коммутатор 19 сигнала "ППЭ".

В шину 38 "+" последовательно включены нормально разомкнутые контакты 43_K1 и 44_K1, а в шину 39 "-" последовательно включены контакты 43_K2 и 44_K2.

Входы питания устройства 35 контроля сопротивления изоляции подключены к шинам 38, 39 перед входом устройства 37 коммутации. Основной (измерительный) вход устройства 35 контроля сопротивления изоляции подключен через контакты 41_K2 к выходу шины 39 "-" за контактами 44_K2. Выход устройства 35 является информационным выходом модуля 13 питания БА, на котором формируется информационный сигнал "БС испр" (бортовая сеть исправна).

Перед контактами 43_K2 к шине 39 "-" подключены выводы "Б" обмоток 41_P и 42_P. Вывод "А" обмотки 41_P образует первый управляющий вход модуля 13 питания БА по сигналу "БС испр" (бортовая сеть исправна), а вывод "А" обмотки 42_P - второй его управляющий вход по сигналу "Вкл.БА" (включить бортовую аппаратуру).

Перед контактами 43_K1 к шине 38 "+" подключены выводы "А" обмоток 43_P, 44_P исполнительных реле, обмотки 40_О контактора цепей трехфазного тока и обмотки 19_P коммутатора сигнала "ППЭ". Вывод "Б" обмотки 19_P через нормально замкнутые контакты 42_K2 подключен к третьему управляющему входу модуля 13 питания БА по сигналу признака повышенной энергоемкости объекта управления. Вывод "Б" обмотки 43_P через нормально разомкнутые контакты 41_K1 подключен к шине 39 "-", а выводы "Б" обмоток 44_P и 40_О подключены к шине 39 через нормально разомкнутые контакты 42_K1.

Каждый модуль 14 питания цепей старта представляет собой распределительное устройство с основным и аварийным входами питания и тремя выходами питания по постоянному току, с которых при наличии соответствующих сигналов на управляющих входах модуля 14 питания ЦС последовательно подается напряжение питания 27 В, 35 А, сначала на исполнительные механизмы пусковых установок, открывающие крышки контейнеров объектов управления, а затем на исполнительные механизмы объектов управления, осуществляющие запуск двигателей и производство пуска.

На фиг.5 структурной схемы модуля 14 питания цепей старта обозначены:
45 - коммутатор основного входа питания, выполненный в виде реле с обмоткой 45_P и нормально разомкнутыми контактами 45_K1, 45_K2,
46 - коммутатор аварийного входа питания, выполненный в виде реле с обмоткой 46_P и нормально разомкнутыми контактами 46_K1, 46_K2, 46_K3,
47, 48, 49 - коммутаторы снятия блокировки с выходов питания, выполненные в виде реле с обмотками 47_P, 48_P, 49_P, нормально замкнутыми контактами 47_K1, 48_K1, 49_K1 и нормально разомкнутыми контактами 47_K2, 48_K2, 49_K2, соответственно,
50, 51, 52 - коммутаторы первого, второго и третьего выходов питания, выполненные в виде реле с обмотками 50_P, 51_P, 52_P и нормально разомкнутыми группами контактов 50_K1-50_K2, 51_K1-51_K2 и 52_K1-52_K2, соответственно,
53 - коммутатор сигнала "Вкл. пит. АВ" (включить питание аварийного выброса), выполненный в виде реле с обмоткой 53_P, нормально замкнутыми контактами 53_K1 и нормально разомкнутыми контактами 53_К2,
54 - коммутатор сигнала "Вкл.ЦС" (включить цепи старта), выполненный в виде реле с обмоткой 54_P и нормально разомкнутыми контактами 54_K,
55, ...,60 - коммутаторы управляющих сигналов, выполненные в виде реле с обмотками 55_P,...,60_P, и нормально разомкнутыми контактами 55_K,...,60_K, соответственно,
61 - шина положительного напряжения ("+"),
62 - шина отрицательного напряжения ("-"),
63 - диодная развязка входов основного и аварийного питания,
64 - резервный источник питания.

Согласно фиг.5 шины 61, 62 со стороны входа основного питания соединены с соответствующими полюсами ВИП 16, а со стороны входа аварийного питания - с полюсами резервного источника 64 питания. На входе основного питания в шинах 61 и 62 установлены нормально разомкнутые контакты 45_K1 и 45_K2, соответственно, коммутатора основного питания, а на входе аварийного питания - нормально разомкнутые контакты 46_K1 и 46_K2 коммутатора аварийного питания.

Вывод "А" обмотки 45_P подключен к шине 62 "-" перед контактами 45_K2, а вывод "Б" через последовательно включенные нормально замкнутые контакты 53_K1 коммутатора сигнала "Вкл.пит.АВ" и нормально разомкнутые контакты 54_K коммутатора сигнала "Вкл.ЦС" соединен с шиной 61 "+" перед контактами 45_K1.

Аналогично перед контактами 46_K2 к шине 62 подключен вывод "А" обмотки 46_P, вывод "Б" которой соединен с шиной 61 (перед контактами 46_K1) через нормально разомкнутые контакты 53_K2. Перед контактами 46_K2 к шине 62 "-" подключен также вывод "А" обмотки 53_P, вывод "Б" которой служит управляющим входом коммутатора 53 и образует шестой управляющий вход модуля 14 питания ЦС, на который поступает сигнал "Вкл. пит.АВ".

Перед контактом 45_K2 к шине 62 подключены выводы "А" обмоток 54_P и 55_P, выводы "Б" которых образуют первый и третий управляющие входы модуля 14 питания ЦС по сигналам "Вкл. ЦС" (включить цепи старта) и "Кр. открыты" (крышки открыты), соответственно.

Между контактами 45_K2 и 46_K2 к шине 62 подключены выводы "А" обмоток 56_P, 57_P, 58_P, 59_P, 60_P остальных коммутаторов управляющих сигналов, выводы "Б" которых образуют соответственно второй, четвертый, пятый, седьмой и восьмой управляющие входы модуля 14 питания ЦС, принимающие управляющие сигналы "Откр. кр" (открыть крышки), "Зап. дв" (запустить двигатели), "Пуск", "Открыты АВ" (открыты для аварийного выброса), "АВ" (аварийный выброс), соответственно.

Обмотки 47_P, 48_P, 49_P коммутаторов снятия блокировки с выходов питания включены параллельно между шинами 61 и 62 в промежутке между контактами 45_K1-46_K1 и 45_K2-46_K2. Нормально замкнутые контакты 47_K1, 48_K1, 49_K1 включены в перемычки, соединяющие выводы "+" и "-" первого, второго и третьего выходов питания, соответственно, а нормально разомкнутые контакты 47_K2, 48_K2 и 49_K2 включены последовательно в виде цепи, вход которой подключен к шине 61 "+", а выход образует информационный выход модуля 14 питания ЦС, с которого передается информационный сигнал "ЦС включена" (цепь старта включена). Выводы "+" и "-" первого выхода питания модуля 14 питания ЦС соединены с шинами 61 и 62 через нормально разомкнутые контакты 50_K1 и 50_K2, соответственно, а выводы второго и третьего выходов питания - через нормально разомкнутые контакты 51_K1-51_K2 и 52_K1-52_K2.

Выводы "А" обмоток 50_P, 51_P и 52_P подключены к шине 62 "-" в промежутке между контактами 45_K2, 46_K2. Выводы "Б" обмоток 50_P и 51_P соединены с шиной 61 "+" (в промежутке мажду контактами 45_K1 и 46_K1) через нормально разомкнутые контакты 56_K и 57_K, соответственно, а вывод "Б" обмотки 52_P - через последовательно включенные нормально разомкнутые контакты 55_K и 58_K. Кроме этого, вывод "Б" обмотки 52_P соединен с шиной 61 перед контактами 46_K1 через последовательно включенные нормально разомкнутые контакты 59_K, 60_K, 46_K3 и 53_K2.

ВИП 15 и 16 предназначены для преобразования сетевого напряжения 3~220 В, 400 Гц в стабилизированное напряжение 27 В, 35 А. Схемы реализации ВИП широко известны из технической литературы. В рассматриваемом примере используются ВИП 15 с сигнализацией об аварийном состоянии, схема реализации которых приведена в описании [3, фиг.2].

Система электропитания командно-стрельбовой информационно-управляющей системы работает следующим образом.

Включают агрегат 1 гарантированного питания, с выхода которого трехфазное напряжения переменного тока (3~220 В, 400 Гц) подается на устройство 3 входного контроля параметров сети. При номинальных значениях напряжения и частоты, отсутствии обрывов фазы и отсутствии замыкания фазы на корпус на выходе устройства 3 входного контроля параметров сети формируется сигнал "Сеть норм", поступающий на управляющий вход входного контактора 2 трехфазных цепей. Контактор 2 срабатывает, и напряжение 3~220 В, 400 Гц подается на входы ВИП 15 и 16 и входы питания по переменному току модулей 13 питания бортовой аппаратуры всех периферийных устройств 11 связи с объектами управления.

Выходное напряжение с выходов ВИП 15 подается на входы питания по постоянному току модулей 13 питания БА, а с выходов ВИП 16 - на входы основного питания модулей 14 питания цепей старта и в центральное устройство 9 управления, где поступает на диодную развязку 5. При этом на панели 27 контроля и управления центральной ЭВМ 10 загорается индикатор 4 "Пит. подано", после чего нажатием включателя 6 питания на панели 21 замыкают цепь питания по постоянному току, и напряжение 27 В с общих шин 7, 8 подается на входы питания центральной ЭВМ 10 и модулей 12 вычислителей периферийных устройств 11 связи с объектами управления.

После включения питания автоматически запускаются тестовые проверки процессоров 20, 30, оперативных запоминающих устройств, встроенных портов ввода-вывода, контроллеров прерываний, контроллеров СИМ и пр. и запускаются процедуры загрузки операционной системы. По окончании загрузки операционной системы осуществляется тестовая проверка адаптеров 28, 29, 31, 32 локальной сети и адаптеров 26, 33 ЦВВ, по завершении которой система переходит в режим программного формирования управляющих сигналов под управлением центрального процессора 20.

В каждом модуле 13 питания бортовой аппаратуры напряжение питания постоянного тока поступает на вход питания устройства 35 контроля сопротивления изоляции. При исправности бортовых цепей питания на выходе устройства 35 формируется сигнал "БС испр", поступающий в центральную ЭВМ 10 через вторую группу входов-выходов адаптера 33 ЦВВ модуля 12 вычислителя, СИМ 34, адаптер 31 локальной сети, основную интерфейсную магистраль 17 информационного обмена локальной сети, адаптер 28 локальной сети и СИМ 22. При неисправности основного канала информационного обмена сообщения передаются по резервной интерфейсной магистрали 18 с использованием адаптеров 32, 29 локальной сети.

При отказе любого из ВИП 15 сигнал аварийной неисправности поступает на третью группу входов-выходов адаптера 33 ЦВВ и аналогично передается в центральную ЭВМ 10.

При отсутствии сигналов неисправности всех ВИП 15 и наличии сигналов "БС испр" на информационных выходах устройств 35 контроля сопротивления изоляции всех модулей 13 питания БА на панели 27 контроля и управления центральной ЭВМ 10 загорается индикатор "Гот.пит".

Система готова к основному режиму работы.

Основной режим работы включает проведение предстартовой подготовки, подготовку к пуску и осуществление пуска назначенных объектов управления.

В ходе предстартовой подготовки система осуществляет распределение и подачу питания в бортовую аппаратуру назначенных к пуску объектов управления при программном формировании управляющих сигналов центральной ЭВМ 10 и передачей их в соответствующие периферийные устройства 11 связи с объектами управления по основной или резервной интерфейсным магистралям 17 (18) информационного обмена локальной сети.

В случае использования объектов управления повышенной энергоемкости, например объектов с телеметрической системой сбора информации, автоматически формируется сигнал признака повышенной энергоемкости, который транслируется из ЭВМ 10 в соответствующее периферийное устройство 11 связи с объектами управления и поступает через адаптер 33 ЦВВ модуля 12 вычислителя на третий управляющий вход соответствующего модуля 13 питания бортовой аппаратуры.

В модуле 13 питания бортовой аппаратуры сигнал "ППЭ" через нормально замкнутые контакты 42_K2 запитывает обмотку 19_Р, и контакты 19_K1, 19_K2 коммутатора сигнала "ППЭ" замыкаются, подключая ко входам шин 38 и 39 модуля 13 питания БА выходы двух источников 15 вторичного питания. При отсутствии сигнала "ППЭ" на входы питания по постоянному току каждого модуля 13 подается питание от одного ВИП 15.

Подача напряжения питания постоянного и переменного тока в бортовую аппаратуру объектов управления осуществляется управляющими сигналами "БС испр" и "Вкл.БА", которые программно формируются центральной ЭВМ 10.

По сигналу "БС испр" в модуле 13 питания БА срабатывает коммутатор 41, нормально замкнутые контакты 41_K2 которого размыкаются, отключая устройство 35 контроля сопротивления изоляции от проверяемой бортовой сети. Одновременно замыкаются нормально разомкнутые контакты 41_K1, запитывая обмотку 43_P исполнительного реле 43, которое срабатывает, замыкая контакты 43_K1 и 43_K2 в шинах 38, 39.

По сигналу "Вкл. БА" срабатывает коммутатор 42, контакты 42_K2 которого размыкаются, разрывая цепь прохождения управляющего сигнала "ППЭ", а контакты 42_K1 замыкаются, вызывая срабатывание контактора 40 цепей трехфазного тока и исполнительного реле 44. В результате через контакты 40_K на вход преобразователя 36 напряжения поступает сетевое напряжение 3~220 В, 400 Гц, а с выхода преобразователя 36 напряжение 3~36 В, 400 Гц подается на соответствующие приборы объекта управления. Замыкаются также контакты 44_K1, 44_K2 в шинах 38 "+" и 39 "-", и напряжение 27 В, 35 А поступает на соответствующие приборы объекта управления.

При возникновении сбоя в работе ВИП 15 сигнал аварийной неисправности ВИП 15 передается через модуль 12 вычислителя в центральную ЭВМ 10, по команде которой с первого управляющего входа соответствующего модуля 13 автоматически снимается управляющий сигнал "БС испр". Это приводит к размыканию контактов 41_K1 и обесточиванию обмотки исполнительного реле 43. Контакты 43_K1, 43_K2, реле 40 размыкаются, и напряжение 27 В снимается с выхода шин 38 и 39. После замены неисправного ВИП подача управляющих сигналов возобновляется, и возобновляется предстартовая подготовка назначенного объекта управления.

По окончании предстартовой подготовки на экране монитора 25 появляется сообщение "Конец ПП". Система готова к производству пуска назначенных объектов управления.

Для производства пуска поворотом ключа "Откл.-вкл" на панели 27 контроля и управления центральной ЭВМ 10 разрешается включение цепей старта, и на первый управляющий вход модуля 14 питания цепей старта назначенного объекта (объектов) управления через СИМ 22, адаптер 28 (29) локальной сети, интерфейсную магистраль 17 (18) информационного обмена локальной сети, адаптер 31 (32) локальной сети, СИМ 34 и адаптер 33 ЦВВ автоматически передается управляющий сигнал "Вкл. ЦС".

По сигналу "Вкл. ЦС" в модуле 14 питания ЦС срабатывает коммутатор 54, контакты 54_K которого замыкаются, запитывая обмотку 45_P коммутатора основного питания через нормально замкнутый контакт 53_K1. Коммутатор 45 срабатывает, контакты 45_K1, 45_K2 замыкаются, и напряжение 27 В от вторичного источника 16 питания поступает на шины 61, 62. При этом запитываются обмотки 47_P, 48_P, 49_P коммутаторов снятия блокировки с выходов питания, которые срабатывают, размыкая нормально замкнутые контакты 47_K1, 48_K1, 49_K1 в перемычках между выводами цепей "+" и "-" каждого из трех выходов питания. Одновременно замыкаются нормально разомкнутые контакты 47_K2, 48_K2, 49_K2, и на выходе модуля 14 формируется информационный сигнал "ЦС включена", поступающий через первую группу входов-выходов адаптера 33 ЦВВ в модуль 12 вычислителя, а с него - в центральную ЭВМ 10.

При получении этого сигнала в ЭВМ 10 автоматически формируется управляющий сигнал "Откр. кр", который передается на второй управляющий вход модуля 14 питания ЦС. По этому сигналу срабатывает коммутатор 56. Его контакты 56_K замыкаются, запитывая обмотку 50_P коммутатора первого выхода питания, который срабатывает. Контакты 50_K1 и 50_K2 замыкаются, и напряжение 27 В с первого выхода питания подается на исполнительные механизмы пусковой установки, открывающие крышки контейнеров назначенных объектов управления.

Аналогично по сигналу "Зап.дв", поступающему через четвертый управляющий вход модуля 14 питания ЦС на управляющий вход коммутатора 57, замыкается цепь питания обмотки 51_P коммутатора второго выхода питания, замыкаются контакты 51_K1, 51_K2, и напряжение 27 В со второго выхода питания модуля 14 подается на запуск двигателей объекта управления.

После открытия крышек с пусковой установки по релейному каналу связи через адаптер 26 ЦВВ передается в центральную ЭВМ 10 сообщение "Кр. откр", которое транслируется ЭВМ 10 на третий управляющий вход соответствующего модуля 14 питания ЦС. Коммутатор 55 срабатывает, замыкая контакты 55 К.

Команда "Пуск" вводится вручную нажатием кнопки "Пуск" на панели 27 контроля и управления ЭВМ 10. По этому сигналу, который транслируется на пятый управляющий вход модуля 14 питания ЦС, срабатывает коммутатор 58, и его контакты 58_K замыкают цепь питания обмотки 52_P коммутатора третьего выхода питания. Контакты 52_K1, 52_K2 замыкаются, и на третьем выходе питания модуля 14 питания ЦС появляется напряжение 27 В, запитывающее исполнительный механизм производства пуска объекта управления.

После окончания пуска на мониторе 25 появляется сообщение "Конец пуска", информация о количестве исправных, назначенных, оставшихся в наличии, отмененных объектов управления.

При неисправности входной сети трехфазного напряжения переменного тока на любом из вышеописанных этапов работы системы с выхода устройства 3 входного контроля параметров сети снимается сигнал "Сеть норм". Отсутствие сигнала на управляющем входе входного контактора 2 цепей трехфазного тока приводит к размыканию входной сети и отключению ВИП 15, 16 и преобразователей 36 напряжения.

Аварийный выброс объектов управления производится при ручном вводе управляющих сигналов с панелей аварийного управления периферийных устройств 11 связи с объектами управления (на фиг.3 для простоты не показаны). При этом по сигналу "Вкл.пит. АВ", поступающему через шестой управляющий вход модуля 14 питания ЦС на управляющий вход коммутатора 53, размыкаются контакты 53_K1, обесточивая обмотку 45_P коммутатора основного питания, и замыкаются контакты 53_K2, в результате чего срабатывает коммутатор 46 аварийного входа питания. Контакты 45_K1, 45_K2 размыкаются, замыкаются контакты 46_K1, 46_K2, 46_K3, шины 61 и 62 отключаются от ВИП 16 и подключаются к резервному источнику 64 питания. Далее при поступлении сигналов "АВ" и "Откр.АВ" на коммутаторы 59 и 60 замыкаются контакты 59_K и 60_K, и вывод "Б" обмотки 52_P коммутатора третьего выхода питания подключается к шине 61 "+" через цепь контактов 59_K, 60_K, 46_K3 и 53_K2. Коммутатор 52 срабатывает, и с третьего выхода питания модуля 14 питания ЦС на объект управления подается напряжение питания для производства пуска.

Таким образом, за счет распределения функций между центральным устройством 10 управления и периферийными устройствами 11 связи с объектами управления система электропитания обладает высокой надежностью и отказоустойчивостью с сохранением работоспособности при исправности хотя бы одного модуля 12 вычислителя или одного из двух каналов информационного обмена локальной сети. При этом за счет использования общих шин 17, 18 обеспечивается гарантированное электропитание модулей 12 вычислителей и центральной ЭВМ 10 при исправности хотя бы одного из ВИП 16.

Предлагаемая структура позволяет наращивать функциональные возможности за счет введения дополнительных адаптеров для связи с различными внешними обеспечивающими системами.

Кроме этого, система обеспечивает непрерывный контроль исправности входной сети с отключением системы вторичного электропитания при сбоях в работе агрегата гарантированного питания, а также автоматический контроль исправности цепей вторичного электропитания и всех этапов прохождения управляющих сигналов.

Представленные чертежи и описание системы позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить систему промышленным способом и использовать для распределения электропитания в командно-стрельбовой информационно-управляющей системе, что характеризует предлагаемое изобретение как промышленно применимое.

Список литературы
1. Заявка ЕПВ 69470, МПК H 02 J 13/00, публикация 12.01.83 г.

2. Ж. А. Мкртчан. Электропитание электронно-вычислительных машин. - М.: Энергия. - 1980 г. - С. 133-136.

3. Патент РФ 2124260, МПК H 02 J 13/00, публикация 27.12.98 г., прототип.

4. Свидетельство РФ 11346 на полезную модель, МПК G 01 R 27/18, публикация 16.09.99 г.

Формула изобретения

Система электропитания командно-стрельбовой информационно-управляющей системы, содержащая агрегат гарантированного питания, к выходу которого подключены входной контактор цепей трехфазного тока и устройство входного контроля параметров сети, выход которого по сигналу нормальных параметров сети подключен к управляющему входу входного контактора цепей трехфазного тока, устройство центрального управления, включающее центральную электронно-вычислительную машину, и модули питания бортовой аппаратуры по количеству объектов управления, каждый из которых содержит преобразователь напряжения и подключенные к выходу вторичного источника питания (ВИП) устройство контроля сопротивления изоляции и устройство коммутации, отличающаяся тем, что в нее введены n периферийных устройств связи с объектами управления, каждое из которых включает m модулей питания бортовой аппаратуры и дополнительно содержит модуль вычислителя, m модулей питания цепей старта и, по меньшей мере, один дополнительный ВИП, к выходу которого подключены входы основного питания модулей питания цепей старта, каждый из которых выполнен в виде распределительного устройства с раздельными выходами для последовательной подачи напряжения питания на соответствующие исполнительные механизмы подготовки и производства пуска объекта управления, при этом в каждом периферийном устройстве связи с объектами управления к первой группе входов-выходов модуля вычислителя подключены информационные выходы и управляющие входы модулей питания цепей старта, ко второй группе входов/выходов подключены информационные выходы устройств контроля сопротивления изоляции и управляющие входы устройств коммутации модулей питания бортовой аппаратуры, а к третьей - информационные выходы по сигналам аварийной неисправности ВИП модулей питания бортовой аппаратуры, причем выводы одноименных полюсов каждой пары ВИП модулей питания бортовой аппаратуры соединены посредством перемычек, в которые установлены контакты коммутатора, управляемого сигналом признака повышенной энергоемкости объекта управления, модули вычислителей всех периферийных устройств связи с объектами управления соединены между собой и с центральной электронно-вычислительной машиной посредством основной и резервной интерфейсных магистралей информационного обмена локальной сети, а их входы питания подключены к общим шинам положительного и отрицательного напряжения, к шине отрицательного напряжения подключены выводы отрицательных полюсов дополнительных ВИП всех периферийных устройств связи с объектами управления, а выводы положительных полюсов вышеупомянутых дополнительных ВИП через соответствующие диоды диодной развязки подключены к ее общей точке, которая соединена с общей шиной положительного напряжения через контакты включателя питания, при этом входы ВИП модулей питания бортовой аппаратуры, входы дополнительных ВИП и входы питания по переменному току модулей питания бортовой аппаратуры всех периферийных устройств связи с объектами управления подключены к выходу входного контактора цепей трехфазного тока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5