Внедрение центра обработки данных информационно-управляющей системы при огневых стендовых испытаниях ЖРД Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621

ВНЕДРЕНИЕ ЦЕНТРА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

ПРИ ОГНЕВЫХ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЯХ ЖРД

Г. В. Комлев, С. В. Мухин, А. В. Чудагашев

Производство ИЗК АО «Красмаш» Российская Федерация, 662991, г. Железногорск Красноярского края, п. Подгорный, ул. Заводская, 1

Разработан принцип внедрения эффективной организации аппаратной структуры и виртуализации управляющей инфраструктуры автоматизированной системы управления огневыми испытаниями ЖРД на производстве ИЗК АО «Красмаш».

Ключевые слова: кластер, виртуализация, мониторинг, огневые стендовые испытания.

THE DATA PROCESSING CENTRE OF THE INFORMATION CONTROL SYSTEM FOR THE LIQUID ROCKET ENGINE FIRE TESTS IMPLEMENTATION

G. V. Komlev, S. V. Mukhin, A. V. Chudagashev

Production Based at Testing and Refueling Industrial Complex JSC "Krasmash" 1, Zavodskaya Str., Podgorny, Zheleznogorsk, Krasnoyarskiy region, 662991, Russian Federation

The principle to be implemented while organizing the hardware architecture efficiency, as well as while control infrastructure of the automated control system for the liquid rocket engins fire tests virtualizing at the testing and refueling industrial complex JSC "Krasmash" production site has been developed.

Keywords: cluster, virtualization, monitoring, fire tests.

Введение. Информационно-управляющая система (ИУС), используемая в ходе огневых стендовых испытаний (ОСИ) жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) принимает сигналы с первичных преобразователей, преобразует их и передает на серверы для регистрации и через стойки управления на исполнительные органы для корректировки работы изделия. При эксплуатации существующей системы возникают существенные проблемы.

Например, невозможность автоматически корректировать управляющие воздействия на исполнительные органы в ходе нештатного развития испытания из-за недостаточной вычислительной мощности контроллеров.

Недостаточная скорость обмена локально-вычислительной сети для создания системы интеллектуальной автоматической защиты. Устаревание существующей системы, вследствие чего отказоустойчивость системы недостаточно высока.

Потеря данных в обратной связи ИУС может привести к сбою программы испытаний и, как следствие, к дорогостоящим мероприятиям, вплоть до повтора ОСИ на новом ЖРД.

В качестве решения этих проблем на производстве ИЗК АО «Красмаш» внедряется центр обработки данных информационно-управляющей системы (ЦОД ИУС).

ЦОД ИУС является технологическим элементом стендового оборудования, используемого для ОСИ ЖРД, и представляет собой совокупность серверной и сетевой инфраструктур высокой доступности, объединенных в кластер, с организацией системы по-

средством дублирования критически важных компонентов [1].

Описание. Кластер виртуализации основан на ги-первизоре VMware ESX(i), входящем в состав пакета VMware vSphere Essentials Plus Kit. Гипервизор устанавливается на серверах системы Cisco HyperFlex [2].

Кластерная система может вмещать до 25 и более сеансов виртуальных клиентов различных типов без влияния этих сеансов друг на друга [3].

На рисунке изображена схема серверной и сетевой структуры кластера.

Решение Cisco HyperFlex предполагает установку в серверный шкаф трех физических высокопроизводительных серверов с двумя процессорами.

В каждом сервере предусмотрена установка адаптера FCoE/Ethernet HBA c двумя портами 10Gbps. Один порт адаптера служит для подключения к коммутатору кластера HyperFlex (FC Switch 1), а второй порт адаптера служит для подключения к коммутатору кластера HyperFlex (FC Switch 2). Коммутаторы кластера в свою очередь соединены с коммутаторами ядра сети, посредством агрегируемых дублирующих каналов связи.

Подключение серверов к сети доступа, в которой будут располагаться тонкие клиенты, осуществляется по технологии 1000Base-T.

Для связи контроллеров системы управления испытательного стенда, а также тонких клиентов с виртуальными машинами в гипервизоре VMware ESX системы HyperFlex имеются 4 виртуальных коммутатора, каждый из которых имеют привязку к определенному VLAN.

Контроль и испытания ракетно-космической техники

Структурная схема серверной и сетевой структуры кластера

На испытательном стенде находятся контроллеры систем управления огневыми испытаниями. У каждого контроллера имеются два сетевых адаптера, на управление и на регистрацию. Также на стенде располагаются два коммутатора уровня 3:

- первый L3 Switch 1 служит для коммутации линий связи контроллеров АСУТП с определенной IP-адресацией;

- второй L3 Switch 2 служит для коммутации линий связи контроллеров АСУТП с другой IP-адре-сацией.

Порты SFP данных коммутаторов служат для связи с коммутаторами ядра сети и передачи тегированного трафика. С целью исключения единых точек отказа предполагается агрегирование портов SFP 1000BASE-LX/LH.

На рабочих местах операторов находятся коммутаторы ядра сети уровня 3, коммутаторы уровня 2 для соединения тонких клиентов с отказоустойчивым кластером, в том числе серверные компоненты кластера.

Коммутаторы L2 Switch 1 и L2 Switch 2 подключены к коммутаторам ядра сети оптическими каналами связи. С целью исключения единых точек отказа предполагается агрегирование портов SFP 1000Base-BX данных коммутаторов [4].

Заключение. Внедрение ЦОД ИУС позволит выйти на новый уровень проведения ОСИ, повысить на-

дежность и защиту систем обработки данных, их масштабируемость, а также их управляемость и администрирование, высокую доступность и безотказную работу управляющего комплекса, обеспечивающего сбор и регистрацию измерительных параметров испытываемого ЖРД, первичную и вторичную обработку зарегистрированных параметров [5].

Появится возможность повышения эффективности, обоснованности и оперативности принятия решений при огневых испытаниях жидкостных реактивных двигателей за счет опережающего интеллектуального анализа потоков данных.

Работы по проектированию начались в 2016 году, в 2017 году закуплены материалы и оборудование, в настоящее время проект находится на стадии монтажных работ.

Библиографические ссылки

1. Википедия Виртуализация [Электронный ресурс]. URL: Шр://ги^Шре&а.о^ММ/Виртуализация (дата обращения: 24.08.2018).

2. VMWare [Электронный ресурс]. URL: http:// vmware.com (дата обращения: 24.08.2018).

3. Wikipedia Virtual machine [Электронный ресурс]. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_machine (дата обращения: 24.08.2018).

4. Самойленко А. Технологии аппаратной виртуализации [Электронный ресурс]. URL: http://www.ixbt. com/cm/virtualization-h.shtml (дата обращения: 24.08.2018).

5. Карпенко А. П. Параллельные вычисления [Электронный ресурс]. URL: http://bigor.bmstu.ru/ ?cnt/?doc=Parallel/ch010104.mod/?cou=Parallel/base.cou (дата обращения: 24.08.2018).

References

1. Vikipediya Virtualizatsiya. Available at: http://ru. wikipedia.org/wiki/Виртуализация (accessed: 04.08.2018).

2. VMWare. Available at: http://vmware.com (accessed: 24.08.2018).

3. Wikipedia Virtual machine. Available at: http://en. wikipedia.org/wiki/Virtual_machine (accessed: 24.08.2018).

4. Samoylenko A. Tekhnologii apparatnoy virtualizat-sii. Available at: http://www.ixbt.com/cm/virtualization-h.shtml (accessed: 24.08.2018).

5. Karpenko A. P. Parallelnye vychisleniya. Available at: http://bigor.bmstu.ru/?cnt/?doc=Parallel/ch010104. mod/?cou=Parallel/base.cou (accessed: 24.08.2018).

© Комлев Г. В., Мухин С. В., Чудагашев А. В., 2018