Поиск по сайту


АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ АВИАЦИОННОЙ И КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ

 

Рынок современных систем измерений (СИ) предъявляет к предприятиям-производителям СИ чрезвычайно жёсткие требования. Высокое качество и производительность приборов для организации измерительных каналов (ИК) только начинают длинный список условий, необходимых для преодоления мощного давления конкурентной среды. Поэтому общим термином, охватывающим все элементы и этапы функционирования современного приборостроительного предприятия, принято считать  комплексный подход к задаче автоматизации. 

Следует отметить, что комплексный подход к автоматизации технологических процессов, научных исследований или технологий испытаний - термин весьма широкий и многовекторный. Он подразумевает под собой не только отношение к задаче автоматизации со стороны производителя измерительной техники, но и соответствующее отношение со стороны предприятия-заказчика СИ. После периода стагнации отечественного авиастроения и замедления темпов развития космической отрасли прошлых лет в последние годы наблюдается заметное оживление на всех направлениях разработки и производства авиакосмической техники. Одна из основных задач, которые приходится решать предприятиям авиакосмической отрасли, чтобы иметь возможность конкурировать с зарубежными производителями - модернизация материально-технической базы, и в первую очередь парка измерительной техники, несоответствующей современным требованиям. Здесь проявляется тенденция  комплексного подхода к  автоматизации оборудования со стороны предприятия-заказчика, а именно стремление оснастить производство СИ, способными обеспечить:

  •  всевозможные виды испытаний (исследовательские, опытно-эксплуатационные, приёмо-сдаточные и т. д.);
  •  высокую достоверность, наглядность и информативность измерительных данных;
  •  надёжность хранения и передачи измерительной информации;
  •  высокую скорость обработки результатов измерений и представления отчётов;
  •  простоту в эксплуатации и обучении персонала;
  •  быструю замену вышедшего из строя элемента СИ;
  •  масштабируемость и возможность расширения функциональности СИ в целях обеспечения работы с перспективными образцами продукции;
  •  отсутствие  необходимости в самостоятельной доработке и т. д.

Таким образом, требования комплексного подхода со стороны заказчика СИ становятся неотъемлемыми составными частями комплексного подхода к задаче автоматизации со стороны разработчика и производителя измерительного оборудования.

Комплексный подход к автоматизации со стороны производителя измерительной техники означает выполнение множества этапов создания СИ:

  •  согласование технических требований к системе;
  •  составление технического задания (ТЗ) в соответствии с техническими требованиями заказчика и утверждение ТЗ;
  •  разработка технического проекта и рабочей конструкторской документации;
  •  изготовление всех комплектующих СИ: кроссировочных средств, нормирующих модулей, измерительного оборудования, комплектация системы датчиками;
  •  проведение испытаний компонентов системы на устойчивость к внешним воздействиям;
  •  согласование и координация действий с предприятиями-смежниками;
  •  разработка эксплуатационной документации;
  •  разработка специализированного программного обеспечения (ПО);
  •  монтаж и внедрение системы в эксплуатацию;
  •  проведение приёмо-сдаточных испытаний;
  •  участие в работах по сертификации СИ;
  •  обучение персонала заказчика работе с СИ;
  •  доводка системы, отработка ПО;
  •  техническая поддержка (консультации, решение методических вопросов) и гарантийное сопровождение проекта.

На сегодняшний день в России появились предприятия, способные реализовать подобный комплексный подход к задаче автоматизации. Одним из ведущих системных интеграторов в сфере автоматизации выступает Научно-производственное предприятие "МЕРА". Соглашение о стратегическом партнёрстве между НПП "МЕРА" и проектным институтом ОАО "ГИПРОНИИАВИАПРОМ" даёт возможность координировать свои действия по привлечению заказчиков и обеспечивать конкурентные преимущества совместных проектов путём сложения потенциалов обоих предприятий, позволяет реализовывать самые масштабные проекты по автоматизации и модернизации испытательных стендов от поставки приборов до создания новых современных мотороиспытательных станций.

За более чем 18 лет работы в области разработки и производства средств измерений НПП "МЕРА" накопило значительный опыт по автоматизации испытательных стендов, систем мониторинга состояния различных объектов, в создании мобильных переносных комплексов для диагностики узлов и агрегатов. В течение многих лет предприятие тесно сотрудничает с ведущим отечественным институтом в области авиационного двигателестроения ЦИАМ им. П.И. Баранова. Специалисты ЦИАМ по достоинству оценили производимый НПП "МЕРА" регистратор-анализатор динамических параметров MIC-300М, с 2001 г. широко и успешно применяемый в испытаниях авиационных ГТД и их узлов, а также энергетических ГТУ. Специальная версия данного прибора для измерения колебаний торцов рабочих лопаток компрессоров и турбин дискретно-фазовым методом - MIC-ДФМ является единственным отечественным предложением подобного рода аппаратуры. За последние три года специалистами НПП "МЕРА" разработаны новейшие технические решения для регистрации динамических параметров - измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) MIC-500, базой для которых стали новые модули стандарта PXI (МХ-240, МХ-224,  МХ-340 и МХ-310), а также ИВК MIC-250.

В настоящее время основным направлением деятельности НПП "МЕРА" является автоматизация испытательных стендов авиационной и космической промышленности (разработка и внедрение стендовых информационно-измерительных (ИИС) и систем автоматизированного управления (САУ), а также производство бортовой и наземной телеметрической аппаратуры для испытаний и эксплуатации авиакосмической техники.

Среди реализованных НПП "МЕРА" крупных проектов по автоматизации авиационных испытательных  стендов можно назвать модернизацию автоматизированной системы управления технологическим процессом испытания двигателей РД-33 в ОАО "ММП им. В.В. Чернышёва"; создание стенда Ц-3А для акустических испытаний биротативных вентиляторов в Научно-испытательном центре ЦИАМ; автоматизацию стенда для испытаний систем управления и гидросистем вертолётов в ОАО "МВЗ им. М.Л. Миля" (подробнее см. http://www.nppmera.ru/catalog). Одним из последних, наиболее ярких  примеров стала комплексная модернизация стенда для проведения испытаний и доводки перспективного газогенератора-демонстратора ПД-14 в ОАО "Авиадвигатель". По мнению специалистов, данный проект стал самой масштабной системой автоматизации стендовых испытаний в России за весь постсоветский период.

В соответствии с современной концепцией построения АИИС и УС для мотороиспытательных стендов НПП "МЕРА" предлагает интеграцию подсистем измерения статических и динамических параметров, системы управления, видеонаблюдения и пр. в единый комплекс. При этом значительный эффект с точки зрения эксплуатационных характеристик достигается при построении СИ медленноменяющихся параметров по распределённой схеме, предполагающей установку отдельных элементов системы в непосредственной близости от испытываемого объекта (на адаптере двигателя). Подобное решение значительно сокращает длину кабельных линий, снижает возможность искажений сигналов, благодаря чему достигается повышение надёжности и достоверности результатов измерений. Для реализации данного технического решения НПП "МЕРА" располагает защищёнными сканерами температуры MIC-140, тензостанциями MIC-018. В настоящее время ведётся разработка сканеров давления MIC-170.

Новейшие регистраторы-анализаторы динамических параметров серии MIC-500 на базе высокопроизводительных PXI модулей позволяют осуществлять сбор информации с датчиков с частотой до 216 кГц, АЦП 24 бит, динамическим диапазоном более 120 дБ и создавать СИ с несколькими тысячами динамических ИК. Осуществляющие регистрацию и анализ динамических параметров в режиме реального времени приборы MIC-500, могут оснащаться встроенными усилителями заряда, тензоусилителями и работать с широкой номенклатурой датчиков, в том числе с датчиками со встроенной электроникой IEPE, ICP и оснащёнными TEDS. Все каналы АИИС и САУ синхронизируются системой единого времени по стандартам IRIG-B и IEEE 1588 PTP. Обеспечивается привязка к абсолютному времени систем ГЛОНАСС или GPS.

НПП "МЕРА" располагает большим набором измерительных периферийных средств для подключения источников сигнала к измерительным модулям: контактные колодки, модули нормализации сигналов (в том числе барьеры взрывозащиты класса [Exia] IIC), модули формирования управляющих сигналов синхронизации МЕ-020, усилители-преобразователи сигналов тензодатчиков - MIC-017-T, MIC-036 RXI, усилители заряда пьезоэлектрических датчиков MIC-017-V и многое другое.

СИ НПП "МЕРА" поставляются готовыми к сертификации по ГОСТ Р 8.596 2002 и ОСТ 101021 - 93 и удовлетворяют всем требованиям ОТУ 2006. Работы по сертификации измерительной системы стенда могут быть включены в комплекс услуг, оказываемых НПП "МЕРА".

СИ оснащается специализированным ПО, предлагающим широкий набор алгоритмов для сбора, регистрации, обработки и хранения информации. Реализуемая нами концепция "единого информационного пространства" (ЕИП) является мощным средством доступа к огромным объёмам данных, позволяет принимать решения на основе более полной информации и предусматривает обмен измерительной информацией между удалёнными потребителями. ЕИП обеспечивает систематизированное хранение всего объёма информации по испытаниям от настроек СИ и данных о результатах испытания (объект, вид испытания, эксперимент) до статистической информации по экспериментам и дополнительных данных (файлы, КД, акты и решения, фото- и видеоматериалы). Технология распределённой обработки данных позволяет применять ПО послеэкспериментальной обработки "WinПОС" как локально на отдельном рабочем месте, так и для обработки данных непосредственно на сервере. Благодаря выполнению ресурсоёмких математических расчётов на сервере снижается информационная нагрузка на сети (уменьшение трафика), облегчаются требования к оборудованию автоматизированного рабочего места.

При необходимости пакет ПО может быть адаптирован под цели и задачи заказчика. Специалистами НПП "МЕРА" осуществляется постоянная поддержка всех поставляемых программных продуктов.

Для создания СИ лётных испытаний авиационной и ракетной техники наше предприятие предлагает бортовые радиотелеметрические системы (БРТС) MIC-700, предназначенные для эксплуатации в жёстких условиях; наземные телеметрические  станции (ТМС) "Источник-М"; антенные системы диапазонов 125…2300 МГц.

Гибкая блочно-модульная организация БРТС MIC-700 позволяет объединять в блоки модули любого функционального назначения, осуществлять интеллектуальное управление энергопотреблением (вкл./выкл. отдельных блоков в зависимости от режимов работы). В качестве внутреннего интерфейса блока используется стандарт РС/104, поддерживаемый более 150 производителями. Благодаря использованию программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) реализуется жёсткий цикл сбора данных в соответствии с текущим режимом работы, что обеспечивает высокую надёжность. Повышение надёжности достигается также путем резервирования, дублирования и троирования блоков в системе, использования в блоке сбора информации двух независимых шин подключения модулей, дублирования интерфейсных кабельных соединений между блоками и некоторых других методов обеспечения надёжности. Быстродействующие RISC-процессоры позволяют реализовать алгоритмы декоммутации и обработки ТМИ как существующих, так и проектируемых ТМ структур без внесения изменений в аппаратную часть системы.

ТМС "Источник-М" обеспечивают приём до восьми потоков информации всех существующих ТМ структур, одновременную регистрацию информации различных ТМ структур, привязку регистрируемой и выдаваемой информации к сигналам единого времени, регистрацию служебной информации о работе станции. Передача данных по сети Ethernet осуществляется как в обработанном виде, так и в формате непосредственной записи.

Помимо этого, для организации приёмного тракта ТМИ НПП "МЕРА" располагает универсальным имитатором ТМ сигналов МЕ-718, устройствами коммутации НЧ и ВЧ сигналов (МЕ-725, МЕ-427), модулями ретрансляции сигналов, делителями и усилителями мощности, конверторами-преобразователями частоты и другим оборудованием.

К настоящему моменту НПП "МЕРА" только на предприятиях авиационной отрасли внедрено 37 крупных ИИС, 348 СИ параметров динамических процессов на предприятиях всех отраслей, из них 160 систем на авиационных предприятиях. Более 50 комплектов ТМС "Источник" поставлено в ОАО "РКК "Энергия" им. С. П. Королёва", ОАО "Корпорация "Московский институт теплотехники", ФГУП "КБ машиностроения", ФГУП "ЛИИ им. М. М. Громова", ФГУП "ОКБ "Вымпел", космодромы Байконур и Плесецк, полигон Капустин Яр.

Имеющийся в распоряжении НПП "МЕРА" состав программно-аппаратных средств и многолетний опыт работы позволяют создавать СИ  для обеспечения самых различных видов стендовых испытаний - холодных, огневых, прочностных, тепловакуумных, вибрационных, акустических и т. д., а также для полевых, транспортных и лётных испытаний изделий авиакосмической и наземной техники. СИ НПП "МЕРА" - это гарантированное оптимальное решение аппаратных и программных средств, современная высокоинтегрированная элементная база, функциональная гибкость, сертификация, 3-летнее гарантийное обслуживание и послегарантийное сервисное обслуживание в течение всего срока эксплуатации.

Успехи предприятия - достижение коллектива единомышленников, владеющих фундаментальными знаниями и навыками, имеющих разносторонний опыт и желание работать на благо своей страны.