CC BY
99
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №9/2015 ISSN 2410-700Х_
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 004
Августанович Сергей Юрьевич
магистрант ЮУрГУ, инженер- конструктор АО «Челябинский радиозавод «Полет»»,
г. Челябинск, РФ E-mail: [email protected]
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ПРОВЕРКИ БЛОКА ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ-ТЕЛЕСИГНАЛИЗАЦИИ (ТУ-ТС), ВХОДЯЩЕГО В СОСТАВ АЭРОДРОМНОГО ОБЗОРНОГО РАДИОЛОКАТОРА, НА БАЗЕ МОДУЛЬНОЙ ПЛАТФОРМЫ PXI
Аннотация
В статье описана разработка схемы подключения оборудования PXI к блоку телеуправления-телесигнализации (ТУ-ТС) и программное обеспечение для проверки сигналов состояния и сигналов управления для блока ТУ-ТС аэродромного обзорного радиолокатора (АОРЛ).
В программе проверки блока использован метод сортировки входных и выходных данных блока и сравнение их с требованиями, изложенными в технических условиях на блок ТУ -ТС. Это позволяет собрать входные данные в одномерный массив, отправить его на вход блока ТУ-ТС и проанализировать выходные данные в виде одномерного массива в программе проверки. Автоматика блока ТУ-ТС обрабатывает сигналы состояния аппаратуры АОРЛ и поступившие сигналы управления, а на основе заложенных алгоритмов вырабатывает сигналы управления, которые формируются с задержкой. Результаты проверки могут быть использованы при выявлении несоответствия в работе автоматики и неработоспособных элементов блока ТУ-ТС.
Ключевые слова
аэродромный обзорный радиолокатор, база данных, блок телеуправления-телесигнализации, PXI,
виртуальный прибор, программный комплекс.
Введение
Качественное проектирование современных систем управления, автоматизации и измерений в радиолокации требует огромных усилий от инженеров и разработчиков, которые сталкиваются с необходимостью анализа и обработки большого объема информации. Сложная система взаимосвязей различных компонентов проектируемых систем управления способна существенно усложнить задачи разработки даже для целых коллективов.
В настоящее время процесс разработки систем в значительной степени упростился благодаря наличию программных систем автоматизации проектирования. Системы автоматизированного проектирования широко используются как при разработке многоцелевых систем автоматизации и управлении, так и для решения задач специализированного характера в конкретной предметной области [3, c. 5].
Среди систем автоматизированного проектирования особое место занимает пакет программ LabView фирмы National Instruments. Компания National Instruments является признанным лидером в области разработки и производства программного и аппаратного обеспечения для задач промышленной и научной автоматизации, диагностики, управления и моделирования. Компанией National Instruments была разработана революционная концепция Виртуальных Приборов (ВП), изменившая традиционные подходы и методики проведения измерений, тестирований и создания систем автоматизации. Среда программирования LabView является одним из наиболее развитых программных инструментов для быстрого и качественного проектирования систем управления и сбора данных. Основное назначение этой среды программирования
состоит в том, чтобы обеспечить для широкого круга инженеров и исследователей полный цикл разработки системы, начиная от создания алгоритма и заканчивая запуском аппаратно-программной части приложения.
Используемое оборудование и программное обеспечение
Матричные реле NI PXI-2534 (2 шт.), блоки коммутации NI TB-2637 (2 шт.), цифровые платы ввода/вывода NI PXIe-6537 (2 шт.), коннекторные блоки CB/SCB-2162 (2 шт.), источник питания MatrixMPS-3005L-3, среда инженерной графической разработки LabView 2012, комплекс драйверов DAQmx, персональный компьютер (ПК) фирмы IBM, а также адаптер БК СВ-2162 собственной разработки.
Описание решения
Блок ТУ-ТС предназначен для управления аппаратурой радиолокатора в режимах местного, централизованного и дистанционного управления. Блок обеспечивает обработку сигналов состояния аппаратуры, отображает их на панели управления РЛС, а так же обеспечивает передачу их на панели управления терминалов, в том числе из состава выносной аппаратуры. На основании обработки поступивших сигналов управления и состояния включенной аппаратуры формирует сигналы и передает их на управляемые устройства. Блок ТУ-ТС показан на рисунке 1.
Блок ТУ-ТС включает следующие элементы:
-две одинаковые платы автоматики (одна плата автоматики - работает с первым комплектом резервируемой аппаратуры АОРЛ, другая плата автоматики - со вторым комплектом резервируемой аппаратуры АОРЛ), которые предназначены для приема и формирования сигналов управления в зависимости от сигналов состояния АОРЛ в соответствии с заложенным алгоритмом;
- панель РЛС, которая предназначена для управления комплектами изделия в режимах местного управления и централизованного управления, а также для отображения состояния комплектов аппаратуры изделия;
- объединительная плата, на которой через разъемы устанавливаются платы автоматики и подключается панель РЛС, а также находятся разъемы (входы и выходы) блока ТУ-ТС.
Для проверки работоспособности блока ТУ-ТС, в соответствии с техническими условиями на него, разработано рабочее место, с использованием оборудования PXI. Схема подключения оборудования PXI к блоку ТУ-ТС для проведения испытаний блока изображена на рисунке 2.
Рисунок 1 - Блок ТУ-ТС
Рисунок 2- Схема подключения оборудования PXI к блоку ТУ-ТС для проведения испытаний блока
На вход блока ТУ-ТС формируется 44 входных сигнала для первой платы автоматики и столько же для второй платы автоматики. Для подачи таких входных сигналов на блок ТУ-ТС используются матричные реле № PXI-2534 с блоками коммутации № TB-2637. Их удобно использовать при программировании и коммутации проводов [5].
На выходе блока ТУ-ТС формируется 64 выходных сигнала первого комплекта и столько же второго комплекта. Для приема таких выходных сигналов с блока ТУ-ТС был разработан адаптер БК СВ-2162, который группирует и направляет выходные сигналы с помощью шлейфовых кабелей на блоки коммутации СВ/8СВ-2162.
Программное обеспечение для проверки блока ТУ-ТС разработано в среде программирования LabViewv. 12.0. Панель программы проверки блока ТУ-ТС показана на рисунке 3.
Тестовые сигналы для проверки блока ТУ-ТС
Реакция блока ТУ-ТС
Рисунок 3 - Панель программы для проверки блока ТУ-ТС
Панель программы состоит из таких частей как: указания (проверки) для оператора, выбор комплекта (проверка комплекта), дополнительные функции (вспомогательные), набор тестовых сигналов (для 1 -го комплекта, 2-го комплекта и общие сигналы аппаратуры), индикация реакции блока ТУ-ТС.
Структурная схема взаимодействия программного обеспечения с алгоритмом блока ТУ-ТС показана на рисунке 4.
2 Массив данных
Подпрограмма «БД входных сигналов»
Установка номера проверки
9
Номер строки
4
Набор данных на панели программы проверки блока ТУ-ТС
3
Выделение строки из массива БД, номер которой равен установленному номеру проверки
Одномерный массив данных
Строка массива
Сравнение массивов
Номер строки
Подпрограмма «БД выходных сигналов»
Массив данных
7 [81
Разрешаем передачу данных на блок ТУ-ТС с помощью кнопки «Выставить данные» на Одномерный массив данных^
Алгоритм работы
—► блока ТУ - ТС
панели программы
10
Выделение строки из массива БД, номер которой равен установленному номеру проверки
Строка
массива -►
11
Сравнение массивов
Результат сравнения
Одномерный массив данных
12
Подпрограмма «Подробные сведения об ошибках»
Рисунок 4. Структурная схема взаимодействия программы с алгоритмом блока ТУ-ТС
5
1
Тестовые сигналы для проверки блока ТУ-ТС формируются в программе проверки блока в виде серии импульсов («1» или «0») на матричное реле NI PXI-2534 с присоединенным к ней блоком коммутации NI TB-2637. Уровень «0» означает, что на данный контакт разъема в определенной проверке подается положительное напряжение величиной не более 0,4 В. Уровень «1» означает, что на данный контакт разъема внешний сигнал не подается, но на нем присутствует положительное напряжение величиной от 2,4 до 4,5 В от внутреннего источника. Данные записываются в единичный массив программы в виде значений «1» -«False» или «0» - «True». Далее этот массив с помощью цикла с фиксированным числом итераций разделяется на отдельные данные, которые имеют свой адрес на блоке коммутации NI TB-2637. Эти данные преобразуются в значения «True» или «False» в зависимости от того, какого типа формируется сигнал: «Норма», «Ухудшение» или «Авария».
Для сигналов типа «Норма»: «True» - «0», «False» - «1»;
Для сигналов типа «Ухудшение»: «True» - «1», «False» - «0»;
Для сигналов типа «Авария»: «True» - «1», «False» - «0».
Реакция блока ТУ-ТС подается на цифровую плату ввода/вывода NI PXIe-6537 в виде серии импульсов («1» или «0») [6]. Уровень «1» означает, что на данном контакте в определенной проверке присутствует положительное напряжение от 2,4 до 4,5 В. Уровень «0» означает, что на данном контакте в определенной проверке присутствует напряжение от 0,0 до 0,4 В. Данные записываются в единичный массив программы в виде значений «True» или «False»: «1» - «True», «0» - «False». Запись входных данных происходит с помощью виртуальных приборов (ВП) DAQ. ВП DAQ отвечает за сбор данных. Это сокращение указывает на
получение данных, путем аналого-цифрового преобразования. После записи этот массив сравнивается со строкой массива базы данной (БД) заложенной в программу, и результат выводится на индикатор программы и в окно «Список сигналов с ошибками».
Анализ полученных данных с блока ТУ-ТС производится с помощью панели «Подробные сведения об ошибках», которая показана на рисунке 5.
Рисунок 5 - Панель «Подробные сведения об ошибках» (сравнение входных сигналов в РХ1)
Эта панель является вспомогательной для пользователя, на которой можно увидеть результат сравнения данных с блока ТУ-ТС с данными из базы данных (БД) входных сигналов на РХ1. В строке «Данные с блока ТУ-ТС» и «Данные из БД», если индикатор не горит, то уровень сигнала на контакте - «0», иначе, если индикатор горит зеленым цветом, то уровень сигнала на контакте - «1». В строке «Результат сравнения», если индикатор горит желтым цветом, то данные с блока ТУ-ТС совпадают с данными из базы данных (БД), иначе, если индикатор горит красным, то данные не совпадают. В строке «Наименование входных сигналов в РХ1 с блока ТУ-ТС» расположен список сигналов поступающих с блока ТУ-ТС. В названии каждого сигнала прописан номер разъема и контакта на блоке ТУ-ТС, что облегчает поиск сигнала в аппаратуре.
Структура программы проверки блока ТУ-ТС в рабочей области среды программирования ЬаЬУ1е-№
Расположение и описание систем программы в рабочей области среды программирования LabView показано на рисунке 6.
Линии передачи информации об установленных модулях РХ1
1. Система настройки модулей РХ1 при загрузке программы.
Выбор необходимых для работы модулей:
- матричное реле N1 РХ1-2534;
- цифровые платы ввода/вывода N1 РХ1е-
6537.
В случае отсутствия для выбора, хотя бы одного из модулей, следует нажать кнопку «Отмена» и проверить наличие модулей в шасси.
2. Система вывода входных сигналов из РХ1 в блок ТУ-ТС.
Система отвечает за обработку и отправку данных на блок ТУ-ТС, которые были набраны оператором или выставлены в автоматическом режиме.
Система выставляет эти сигналы на контакты блока коммутации N1 ТВ-2637 для вывода их на контакты блока ТУ-ТС. К этой системе подключается БД входных сигналов и дополнительные функции.
т
3. Система ввода выходных сигналов в РХ1 из блока ТУ-ТС.
Эта система отвечает за прием данных выходных сигналов из блока ТУ-ТС и их обработку. В РХ1 сигналы поступают из блока коммутации СВ/ЗСВ-2162 на цифровую плату ввода/вывода N1 РХ1е-6537.
В этой системе реализована так же система указаний для проверки комплекта 1 и комплекта 2.
В этой системе подключаются БД выходных сигналов и дополнительные функции.
4. Система подсказок в режиме «Автоматической проверки» для оператора.
Эта система позволяет пользователю визуально прослеживать на лицевой панели программы, какие сигналы поступают на блок ТУ-ТС, при этом происходит блокировка нажатия кнопок на панели программы проверки блока ТУ-ТС.
При отключенном режиме «Автоматической проверки» система не обрабатывает данные.
Связь систем с помощью локальных переменных
Рисунок 6 - Расположение и описание систем программы в рабочей области среды программирования
LabView
При загрузке программы проверки блока ТУ-ТС всплывает диалоговое окно «Выбор модулей», которая относится к системе настройки модулей РХ1. Диалоговое окно «Выбор модулей» показано на рисунке 7.
О Выбор модулей,
I_Г
Выберите необходимые для работы модули. В случае отсутствия для выбора хотя бы одного из модулей нажмите отмена и проверьте наличие модулей в вашем шасси.
Выбор матрицы 1М[ ТВ-2637 №1 Выберите платы цифр, ввода/вывода №1
^ та1пга_1 » ^ plata_woda_l
Выбор матрицы N1 ТВ-2637 №2 Выберите платы цифр, ввода/вывода №2
\ plata_woda_2 А
ОК ВЫХОД
Рисунок 7 - Диалоговое окно «Выбор модулей» Блок-диаграмма системы настройки модулей РХ1 при загрузке программы показана на рисунке
Рисунок 8 - Блок-диаграмма системы настройки модулей РХ1 с помощью окна «Выбор модулей»
Тестовые сигналы для проверки блока ТУ-ТС формируются в ручном или автоматическом режиме в системе вывода входных сигналов из РХ1 в блок ТУ-ТС. В ручном режиме формирование тестовых сигналов происходит с основной панели программы с помощью кнопок управления, которые находятся в кластерах: комплект 1 (первичный канал), комплект 1 (вторичный канал), комплект 2 (первичный канал), комплект 2 (вторичный канал), общие сигналы. Блок-диаграмма с кластерами кнопок показана на рисунке 9 [1, с. 88], [2, с. 268], [4, с. 121].
Рисунок 9 - Обозначение кластеров с кнопками на блок - диаграмме программы в «Системе вывода
входных сигналов из РХ1 в блок ТУ-ТС»
Тестовые сигналы формируются в виде одномерного массива, который сравнивается с одномерным массивом из базы данных. Если оба массива равны, то программа дает разрешение на отправку тестовых сигналов на блок ТУ-ТС, иначе блокирует данные.
В автоматическом режиме формирование данных происходит с помощью считывания одномерного массива из базы данных.
Примерный вид базы данных сигналов управления и сигналов состояния показан на рисунке 10.
Рисунок 10 - Примерный вид базы данных сигналов управления и сигналов состояния
В базе данных входных и выходных сигналов каждый столбец - это состояние определенного сигнала, а каждая строка - это определенная проверка по техническому условию. Данные массива - это булевские переменные в виде значений «True» и «False».
При считывании данных в системе ввода выходных сигналов в PXI с блока ТУ-ТС также формируется одномерный массив данных, который сравнивается с одномерным массивом из базы данных. Если оба массива равны, то блок ТУ-ТС прошел определенную проверку по техническому условию, иначе, выводится в поле «Реакция блока ТУ-ТС» список сигналов с ошибками и, следовательно, блок не прошел проверку.
Внедрение и его перспективы
Разработанный программный комплекс для проверки блока ТУ-ТС радиолокатора внедрен на предприятие АО «Челябинский Радиозавод «Полет»». Этот программный комплекс позволяет сымитировать сигналы состояния и управления при работе радиолокатора в технической лаборатории. С помощью него проверяется алгоритм программы в двух платах автоматики блока ТУ-ТС и панели РЛС, и проверяется работоспособность элементов блока ТУ-ТС.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №9/2015 ISSN 2410-700Х_
Разработанный программный комплекс уменьшает время проверки блока до 1 часа 20 минут (это полная проверка блока), выполняя при этом 200 проверок и учитывая временные задержки сигналов. До этого аналогичные испытания осуществлялись вручную, что значительно увеличивало их время проверки. Список использованной литературы:
1. Бутырина П. А. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabView 7. М.: ДМК Пресс, 2005. - 264 с.
2. Джеффри T.LabView для всех. М.: ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2005. - 544 с.
3. Магда Ю.С. LabView: практический курс для инженеров и разработчиков. М.: ДМК Пресс, 2014. - 208 с.
4. Суранов А. Я. LabView 8.20: Справочник по функциям. М.: ДМК Пресс, 2007. - 536 с.
5. National Instruments: Системы сбора данных. Матричное реле NI PXI 2534 - URL: www.ni.com/pdf/products/us/cat_ssr_matrix.pdf
6. National Instruments: Системы сбора данных. Цифровая плата ввода/вывода NI PXIe-6537 - URL: www .ni.com/ datasheet/p df/en/ds-114
© С.Ю. Августанович, 2015
УДК 691.1
Арзуманов Арбен Андреевич
канд. техн. наук, доцент ВГЛТУ им. Г.Ф. Морозова, г.Воронеж, РФ E-mail: [email protected]
БЫСТРОВОЗВОДИМЫЙ КОМПЛЕКС ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЕЙ, КАК ОБЪЕКТ ИНВЕСТИЦИЙ.
Аннотация
В статье приводится обоснование мобильного комплекса лесозаготовителей как объекта инвестиций. Даются характеристики инвестиционного проекта и цель исследований. Предлагается совершенствовать базовые посёлки лесозаготовителей за счёт замены устаревших конструкций на более мобильные, пневматические и тентовые.
Ключевые слова
Мобильное строительство, оболочка, тент, базовый посёлок, полевой городок.
Современный базовый посёлок лесозаготовителей в труднодоступных регионах - это, прежде всего, социальная защищённость работающих там людей. Следовательно, новые исследования и разработки по улучшению условий жизни и работы лесозаготовителей, можно и нужно рассматривать как инвестиционный проект. В самом общем смысле инвестиционным проектом называется план вложения капитала с целью последующего получения прибыли.
При обосновании любого инвестиционного проекта необходимо учитывать ряд факторов, например [3, с. 12]:
— особенности функционирования рынка, в частности, неопределенность достижения конечного результата, подвижность многих характеризующих проект параметров, субъективность интересов различных участников проекта и, как следствие, множественность критериев его оценки;
— ожидаемые колебания цен на лесные ресурсы и реализуемую продукцию;
— возможные изменения в спросе на выпускаемую продукцию и объемов производства;
— планируемое снижение издержек производства в процессе наращивания объема лесозаготовок и лесопереработки;
— доступность финансовых источников для необходимых в каждом периоде инвестиций;
— предстоящие изменения в техническом уровне продукции или производства, вызываемые реализацией научно-технических достижений.
