1.2 Назначение контрольно-проверочная аппаратура пневмоиспытаний

Контрольно-проверочная аппаратура пневмоиспытаний (КПА ПИ, представлена на рисунке 5), предназначена для проведения пневмоиспытаний пневмогидравлических систем разгонных блоков 11С861-03 и ДМ-SL.

Задачи КПА ПИ при пневмоиспытаниях:

- управление электропневмоклапанами (ЭПК),

- контроль состояния контактов сигнализаторов давления (СД),

- измерение значений выходных сигналов датчиков давления (ДД).

Для проведения защитных операций КПА ПИ должна осуществлять:

- проверку цепей ЭПК и СД на разъединенность, между собой и корпусом изделия (сопротивление ? 1 Мом);

- проверку цепей ЭПК и СД на целостность (значения сопротивлений соответствуют заданным пределам);

- проверку тракта управления обтеканием обмоток ЭПК малыми токами при штатном включении аппаратуры.

Аппаратура, предназначена для эксплуатации в помещении при температуре от минус 5 до +40^оС и относительной влажности воздуха до 80%.

Она, рассчитана на непрерывную работу в течение 10 часов, с последующим отключением не менее чем на 2 часа.

Рис. 5. Контрольно-проверочная аппаратура

1.2.1 Состав контрольно - проверочной аппаратуры пневмоиспытаний

КПА ПИ состоит из:

- автоматизированного рабочего места (АРМ);

- наземной кабельной сети (НКС);

- блока имитаторов (БИ);

- технологических кабелей и заглушек;

- запасных инструментов и приборов (ЗИП).

Состав АРМ КПА ПИ соответствует АЛГВ.422451.001 и в него входят:

- источник бесперебойного питания;

- сетевой фильтр;

- ПЭВМ оператора КПА ПИ в составе системного блока, монитора и принтера;

- устройство удаления пользовательской консоли;

- монитор руководителя ПИ;

- стойка АРМ КПА ПИ (рисунок 6);

- ЗИП АРМ КПА ПИ.

Рис. 6. Стойка АРМ КПА ПИ

АРМ КПА ПИ, предназначено для работы в составе КПА ПИ при проведении пневмоиспытаний РБ типа ДМ - SL и 11С861-03 на КИС ЗЭМ и на техническом комплексе разгонного блока (ТК РБ).

Оборудование АРМ КПА ПИ должно выполнять:

1) самопроверку перед началом работ (с использованием БИ);

2) проверку цепей ЭПК и СД на целостность, разъединенность цепей электро-пневмоавтоматики объекта испытаний (ЭПА), между собой и с корпусом объекта испытания (таблица 1, 2).

3) контроль состояния электроэлементов объекта испытаний (ЭПК, СД, ДД). Управление его элементами (ЭПК) в ручном, автоматическом и смешанном режимах по заданным алгоритмам в процессе пневмоиспытаний;

4) измерение (в режиме ПИ) суммарного тока, протекающего через цепи управления ЭПК;

5) управление режимами работы АРМ КПА ПИ;

6) отображение на мнемосхеме рабочего места оператора (РМО) - КПА и РМО-ПИ текущего состояния ЭПК, ДД (заявленных в алгоритме ПИ) и контактов СД (в режимах - по каждому из трех каналов / «два из трех») в процессе ПИ;

7) формирование и регистрацию протоколов испытаний, а также их отображение и вывод на печать по запросу оператора КПА;

При совместной работе контроллера и ПЭВМ переход из режима связи при отладке в режим связи при штатной работе (защитных операций, пневмоиспытаний) и обратно, должен осуществляться в интерфейсе «оператор-ПЭВМ» (без дополнительной коммутации).

Общее количество элементов электропневмоавтоматики (ЭПА) ПГС РБ типа ДМ - SL проверяемых КПА: Блок имитаторов (БИ) выполняет функции объекта испытаний при проверках КПА ПИ.

Он содержит имитаторы: ЭПК; СД; ДД:

- ЭПК - 26 шт. (+ резерв - 14 шт.);

- СД - 19 шт. (+ резерв - 21 шт.);

- ДД - 9 шт. (+ резерв - 3 шт.); таблица 3.

Канал связи АРМ КПА ПИ, предназначен для обмена информацией и командами управления между ПЭВМ рабочего места оператора контрольно - проверочной аппаратуры (РМО-КПА) и контроллер (ЭК) стойки АРМ КПА ПИ.

А канал связи РМО-КПА с РМО-ПИ, предназначен только для обеспечения отображения состояния элементов ЭПА и значений параметров ДД бортового средства контроля параметров (БСКП мнемосхем, протоколов испытаний) на монитор ПЭВМ РМО-ПИ рабочего места руководителя ПИ.

Стойка АРМ КПА ПИ, предназначена для:

- автоматизированной перекоммутации испытуемых бортовых цепей в режимы - «Защитные операции» / «Штатная работа» (ПИ);

- формирования при циклограмме ПИ, управляющих воздействий на элементы ПГС объекта испытания («вывод») в соответствии с заданными алгоритмами;

- контроля и измерения, в соответствии с заданными алгоритмами, дискретных и аналоговых электрических величин с объекта испытания («ввод») и последующей передачи в РМО-КПА измерительной информации;

- формирования калиброванных электрических величин, используемых при измерениях в процессе проведения защитных операций (ЗО) и ПИ;

- обеспечения самопроверки КПА ПИ при взаимодействии устройств «ввода-вывода» контроллера стойки с имитаторами ЭПА (БИ) объекта испытания (проверяется ПМО;

АРМ КПА ПИ должно обеспечивать переход ЭПК ПГС, испытуемого блока в исходное (закрытое) состояние при аварийном (не штатном) отключении электропитания КПА ПИ и при достижении аварийных показаний, задействованных в алгоритме ПИ ДД.

Все проверки при защитных операциях (проверка разъединенность), должны осуществляться током величиной не более 50 мА, в том числе и при коротком замыкании (КЗ) в контролируемых цепях.

При проверке цепей ЭПА на разъединенность, между собой и с корпусом объекта испытания, измеренное сопротивление, должно осуществляться в диапазоне не менее 0,05…2 мОм.

Нормой разъединенность, считается сопротивление величиной не менее 1 мОм при t окружающей среды в диапазоне +18…30С и относительной влажности 45…80%.

При проверке цепей ЭПК и СД на целостность, измеренное сопротивление, должно осуществляться в диапазоне 1 - 80 Ом.

Погрешность измерения электрических параметров, не должна превышать 5% в диапазоне от 4 до 80 Ом от измеряемой величины и 5% от измеряемого диапазона при измерениях величин от 0 до 4 Ом, от 0,05 до 2 мОм.

Данная аппаратура, должна обеспечить одновременное непрерывное нахождение под током до 7 ЭПК объекта испытания (суммарное потребление тока по цепям управления не более 10А до 1 часа).

Также она, должна регистрировать последовательность срабатывания СД и выдачу команд на включение/ выключение ЭПК с дискретностью не более 50 мс, при условии изменения состояния ЭПА (включения/ выключения ЭПК, срабатывания СД). Вместе с этим необходимо регистрировать с частотой не менее 1 Гц изменение суммарного тока ЭПК на величину более 0,1 А.

Максимальные задержки в выдаче управляющего воздействия на ЭПК не должны превышать:

- по срабатыванию СД 0,05 сек;

- по команде оператора - 0,8 сек.

Такая аппаратура, должна опрашивать датчики бортовых средств контроля параметров (БСКП) с частотой не менее 0,5 Гц и регистрировать их показания в физических величинах в специальном протоколе с частотой - 1 раз в 30 секунд.

В процессе ПИ, должно осуществляться непрерывное подтверждение на мониторе работоспособности ПЭВМ и на мнемосхеме ПЭВМ, должна отображаться последовательность изменения состояния ЭПК и СД объекта испытания с частотой 1 Гц.

Значения выходных напряжений БП1, должны контролироваться вольтметрами, встроенными в стойку, а также периодически измеряться контроллером с регистрацией в протоколе и отображением на мониторе измеренных значений (с комментариями - «норма» / «не норма»).

Аппаратура АРМ КПА, должна запитываться переменным однофазным током с напряжением (220 22) В и частотой (50 1) Гц. Подключение к сети источника бесперебойного питания АРМ, должно осуществляться в щите электропитания пультовой посредством разъемного соединителя, через автомат защиты 10А I ном. И потребляемая мощность АРМ КПА ПИ - 2.2 кВт.

Допустимое время непрерывной работы АРМ КПА ПИ, должно составлять 10 часов, с последующим отключением не менее чем на 2 часа. Гарантийный срок эксплуатации не менее 3 лет с момента ввода в эксплуатацию.

Оборудование АРМ КПА ПИ, должно быть работоспособным при следующих условиях эксплуатации:

1) при атмосферном давлении от 680 до 800 мм. рт. ст.;

2) при температуре окружающей среды +18…30°С и относительной влажности воздуха 20…80 %.

3) аппаратура АРМ КПА ПИ должна быть устойчива к воздействию биологических факторов (грызунов, насекомых и бактерий).

Нормативное значение вероятности безотказной работы, оборудования АРМ КПА ПИ за время испытания одного изделия, составляют не менее 0,96, а время ремонта АРМ КПА ПИ не менее 5 ч.

При этом средний срок эксплуатации АРМ КПА ПИ, должен быть не менее 12 лет с момента передачи Заказчику, и с заменой комплектующих, имеющих средний срок эксплуатации менее 12 лет. Ресурс АРМ КПА ПИ, должен составлять не менее 10000 часов.

РМО АРМ, должно обеспечивать удобство работы оператора КПА и руководителя ПИ в положении сидя (таких как отсутствие бликов на экране ПЭВМ, удобное размещение коммутаторов и показывающих приборов стойки).

Оборудование АРМ КПА, должно храниться в складских помещениях в присвоенной ей таре, при температуре окружающего воздуха от плюс 8 до 25°С с суточными колебаниями температуры не более 10⁰С и относительной влажности до 80% при 20°С.

Допускаются колебания по температуре хранения в складских и производственных помещениях до 35°С или по относительной влажности до 98% (при температуре до 20°С), суммарно в течение одного года ( 6 часов в сутки и, суммарно, 1 месяца в году) за все время хранения (без конденсации влаги).

Для поддержания работоспособного состояния, необходимо проводить регламентные проверки, не реже одного раза в год.

Также с целью экспериментального подтверждения надежности, должна проводиться отработка АРМ КПА ПИ на стенде КПА ПИ.

Характеристика объектов контроля и управления это сигнализатор давления (СД), датчик давления (ДД) и электропневмоклапан (ЭПК).

Блок имитаторов выполняет функции объекта испытаний при проверках контрольно-проверочная аппаратура пневмоиспытаний, и он содержит имитаторы: ЭПК; СД; ДД.

Таблица 1

Электрические клапаны

Примечание - под управлением АРМ может находиться до 40 различных ЭПК (включая резерв)

* - в кабельной сети двигателя, в цепях питания ЭК установлен блок искрогашения.

Таблица 2

Сигнализаторы давления

Примечание - под контролем АРМ может находиться до 40 различных СД (включая резерв).

Таблица 3

Датчики давления

Примечание - под контролем АРМ может находиться до 12 (3 - ИКД, 9- ДД-КМ) ДД (включая резерв).

Контрольно-проверочная аппаратура пневмоиспытаний, является дорогим изделием в обслуживании и эксплуатации, что не очень выгодно предприятию. Для этого нам необходимо снизить стоимость КПА ПИ, за счет исключения экспериментальных образцов составных частей, в частности БИ, и создания математической модели БИ. Поэтому необходимо провести тепловое моделирование тепловых режимов блока имитатора.

Таким образом, на основании проведенного анализа проблемы исследования представляется целесообразным определить в диссертации следующие задачи:

1) разработка математической модели блока имитаторов контрольно-проверочной аппаратуры пневмоиспытаний разгонного блока ДМ.

2) проведение теплового моделирования блока имитаторов.