Система контролю параметрів газотурбінного двигуна

Система контролю параметрів газотурбінного двигуна, яка містить послідовно з'єднані блок нормалізаторів, комутатор, аналого-цифровий перетворювач та операційний блок, яка відрізняється тим, що додатково введені блок контролю вхідних ланцюгів, блок еталонів, другий комутатор та блок узгодження, вхід якого з'єднано з входом системи, а вихід - через другий комутатор з'єднано із входом блока нормалізаторів, окрім того, вихід блока узгодження через блок контролю вхідних ланцюгів з'єднаний з операційним блоком та другим комутатором, третій вхід якого з'єднано з виходом блока еталонів, операційний блок своїми виходами підключено до блока контролю вхідних ланцюгів та першого комутатора, а останній вихід операційного блока є виходом системи. В.Ш. (13) 33516 (11) UA верджувати порушення ланцюгів датчика або існують відмови у блоці нормалізації, комутаторі чи аналого-цифровому перетворювачі; - Недостатня достовірність контролю параметрів пристроєм внаслідок відсутності контролю функціонування; - Недостатня надійність та перешкодостійкість пристрою внаслідок відсутності контролю функціонування при порушенні його вхідних ланцюгів, т.я. при порушенні вхідного ланцюга на виході блоку нормалізаторів будуть напруги мінімальні або максимальні які не відображають фізичний стан параметрів контролюємого агрегату. Передбачений винахід направлено на створення системи, яка має високу достовірність контролю ланцюгів датчиків та автоматичний контроль функціонування, з видачею контрольних кодів, при порушенні вхідних ланцюгів системи. Метою передбаченого винаходу є підвищення достовірності контролю, надійності та перешкодостійкості, розширення функціональних можливостей системи шляхом автоматичного контролю функціонування при порушенні вхідних ланцюгів системи. Поставлена мета досягається тим, що у відому систему, яка містить послідовно з'єднані блок нормалізаторів, комутатор, аналого-цифровий перетворювач та операційний блок, додатково введені блок контролю вхідних ланцюгів, блок еталонів, другий комутатор та блок узгодження, вхід якого з'єднан входом системи, а вихід - через другий комутатор з'єднан з входом блока нормаліза (19) Винахід стосується області автоматичного керування об'єктами та може використовуватись у системах контролю параметрів газотурбинного двигуна. Відомі системи: "Пристрій для контролю допуску", який має послідовно з'єднані блок нормалізації, комутатор, аналого-цифровий перетворювач та програмний блок, з'єднаний із комутатором (авт. свід. колишнього СРСР № 624208, кл. G06F 15/46). "Система контролю газотурбинного двигуна", яка має послідовно з'єднані блок управління, комутатор, аналого-цифровий перетворювач та другий комутатор (авт. свід. колишнього СРСР № 780697, кл. G06F 15/46). Вище зазначені системи мають обмежені функціональні можливості (відсутній контроль вхідних ланцюгів), недостатню перешкодостійкісгь та надійність функціонування внаслідок відсутності контролю функціонування. Найближчим за технічною сутністю та досягаємому ефекту у відношенні до запропанованого технічного рішення є "Пристрій для контролю допуску" (авт. свід. колишнього СРСР № 780697, кл. G06F 15/46, G05В 23/02), який має послідовно з'єднані блок нормалізації, комутатор, аналогоцифровий перетворювач та операційний блок (вичислювач). Вище вказаний пристрій має наступні недоліки: - Низька достовірність контролю порушення ланцюгів датчиків, т.я. неможливо однозначно ут C2 ____________________ 33516 торів, окрім того вихід блока узгодження через блок контролю вхідних ланцюгів з'єднан з операційним блоком та другим комутатором, третій вхід якого з'єднан з виходом блока еталонів, операційний блок своїми виходами підключен до блоку контролю вхідних ланцюгів та першому комутатору, а залишившийся вихід операційного блоку є виходом системи. Введення в систему додаткових ознак, а саме: Блока контролю вхідних ланцюгів, блока еталонів, другого комутатора та блока узгодження дозволяє забезпечити: - Високу достовірність контролю порушення вхідних ланцюгів шляхом безперервного контролю порушення вхідних ланцюгів з поканальним запам'ятовуванням, що дозволить розширити функціональні можливості системи; - Контроль функціонування системи як автоматично, при порушеннях вхідних ланцюгів, так і за запитом, що також дозволить розширити функціональні можливості системи; - Виключити хибну видачу інформації системою за рахунок автоматичного контролю функціонування з видачею контрольного коду при порушеннях вхідних ланцюгів, що дозволить підвищити достовірність контролю параметрів, надійність та перешкодостійкість. Як видно з вищевказаного, заявляємо технічне рішення має суттєві ознаки, які дозволяють забезпечити високу достовірність контролю ланцюгів датчиків, підвищити надійність, перешкодостійкість та достовірність контролю параметрів шляхом проведення автоматичного контролю функціонування, з видачею контрольних кодів, при порушеннях вхідних ланцюгів системи і за рахунок цього розширити функціональні можливості системи. Принцип роботи системи пояснюється кресленням. Система містить блок 1 нормалізаторів, комутатор 2, аналого-цифровий перетворювач 3, блок 4 контролю вхідних ланцюгів, блок 5 еталонів, другий комутатор 6, операційний блок 7, блок 8 узгодження. Операційний блок 7 містить блок 9 сопряжіння, блок 10 сопряжіння та процесор 11. Блок 1 нормалізаторів через комутатор 2, аналого-цифровий перетворювач 3 з'єднан з операційним блоком 7, вхід блоку 1 нормалізаторів через комутатор 6 та блок 8 узгодження з'єднан з входом системи, окрім того вихід блока 8 узгодження через блок 4 контролю вхідних ланцюгів з'єднан з операційним блоком 7 та комутатором 6, третій вхід якого з'єднан з блоком 5 еталонів, виходи операційного блоку 7 підключені до комутатора 2 та блока 4 контролю вхідних ланцюгів, а залишившийся вихід операційного блоку 7 є виходом системи. Блок 9 сопряжіння та блок 10 сопряжіння блока 7 входами з'єднані з виходами блока 4 контролю вхідних ланцюгів та аналого-цифрового перетворювача 3 відповідно, а їх виходи з'єднані між собою та підключені до входу процесора 11 блока 7. Виходи процесора 11 блока 7 підключені до комутатора 2, блока 4 контролю вхідних ланцюгів та входів блоків 9 і 10 сопряжіння операційного блока 7. Джерелами інформації системи можуть бути, наприклад: - датчики тиску, які контролюють рівень тиску в масляних, пальних, повітряних магістралях газотурбинних двигунів; - датчики температури, які контролюють рівень температури в масляних, пальних, повітряних магистралях газотурбинних двигунів; - потенціометричні датчики, які контролюють положення ручки управління двигуном (РУД). Блок 8 узгодження призначен для узгодження вихідного опору датчиків, які забезпечують їх тарировочні характеристики та можуть являти собою, наприклад, набір прецезіонних резисторів, ділителів напруг, розділительних конденсаторів, резистивно-ємкосних (індуктивних) фільтрів бортових перешкод і т п. Блок 5 еталонів може бути подан як набір еталонних джерел напруги та току, еталонних резисторів і т.п. Комутатор 6 може бути реалізован на базі стандартних одноканальних управляємих ключів. Блок 4 контролю вхідних ланцюгів може бути реалізован на базі стандартних компараторів для контролю стійких порушень вхідних ланцюгів та одновибраторів для контролю наявності перемінних контактів у вхідних ланцюгах. В операційному блоці 7 стандартний однокристальний мікропроцесор може використовувати як внутрішню, так і зовнішню пам'ять (на кресленні не показані). Блоки 9 і 10 сопряжіння блока 7 можуть бути реалізовані на стандартних мікросхемах з трьома станами. Кількість каналів у блоці 8 узгодження, блоці 1 нормалізаторів, блоці 4 контролю вхідних ланцюгів та кількість каналів управляємих ключів комутатора 6 відповідає кількості контролюємих параметрів газотурбинного двигуна. Система працює наступним чином: При вмиканні напруги живлення операційний блок 7 встановлюється в первісний стан та з інтервалом часу, який перевищує перехідні процеси у системі, видає сигнали, забезпечуючі проведення автоматичного контролю функціонування системи. З виходу 7-1 операційного блоку 7 до входу блока 4 надходить сигнал, який незалежно від стану вхідних ланцюгів системи, встановлює його в режим, імітуючий порушення вхідних ланцюгів, при цьому на його виході отримаємо сигнали, наприклад, у вигляді логічної "1", які надходять до входів комутатора 6 та блоку 9 сопряжіння операційного блока 7. При надходженні сигналів у вигляді логічної "1" до входу комутатора 6, останній відключає входи блока 1 нормалізаторів від виходів блока 8 та підключає виходи блока 5 еталонів до входів блоку 1. При цьому еталонні сигнали через комутатор 6 надходять до входу блока 1 нормалізаторів і в результаті на виході нормалізаторів блока 1 встановлюються контрольні значення постійної напруги (при відсутності відмов у блоці 1). Затим з виходу 11-1 процесора 11 операційного блока 7 до входу блока 10 сопряжіння блока 7 надходить сигнал, дозволяючий проходження двоїчного коду з виходу аналого-цифрового перетворювача 3 до входу 11-2 процесора 11 блока 7. Після видачі сигналу по ланцюгу 11-1 з виходу 7-2 блока 7 до вхо 2 33516 ду комутатора 2 надходять сигнали, наприклад, у вигляді двоїчного коду паралельного або послідовного, які забезпечують почергове підключення контрольних значень напруги з виходу блоку 1 через комутатор 2 до аналого-цифрового перетворювача 3, в якому постійна контрольна напруга перетворюється у двоїчний контрольний код. Після кожного підключення контрольної напруги, а відповідно і після кожного її перетворення перетворювачем 3 з інтервалом часу перебільшуючим перехідні процеси у комутаторі 2 та аналого-цифровому перетворювачі 3 процесор 11 блока 7 через блок 10 сопряжіння блока 7 по входу 11-2 записує у свою пам'ять значення контрольного коду (при відсутності у вимірювальному тракті відмов). Після перетворення контрольних сигналів з виходу блока 1 та запису контрольних кодів у пам'ять процесора 11 блока 7 знімається сигнал з виходу 11-1 процесора 11 блока 7. Із завданим інтервалом часу, після зняття сигналу з виходу 11-1 процесора 11 блока 7 та припинення подачі кодових комбінацій по ланцюгу 7-2 до комутатора 2 видається сигнал по ланцюгу 11-3 до входу блока 9 сопряжіння блока 7, дозволяючий проходження через нього сигналів у вигляді логічної "1" з виходу блока 4 до входу 11-2 процесора 11 операційного блока 7. Після запису в пам'ять процесора 11 блока 7 сигналів з виходу блока 4 контролю вхідних ланцюгів процесор 11 блока 7 з виходу 11-3 знімає сигнал та забороняє функціонування блока 9 блока 7, а зняття сигналу з виходу 7-1 блока 7 призводить до переводу блока 4 у режим контролю вхідних ланцюгів системи. Наявність на виході блока 4, а відповідно і на вході комутатора 6, сигналів у вигляді логічного "0", після зняття сигналу з виходу 7-1 блока 7, комутатор 6 відключає блок 5 еталонів та підключає блок 8 до нормалізаторів блока 1. Затим процесор 11 блока 7 починає аналізувати раніше записану в пам'ять контрольну інформацію і якщо вона відповідає завданим контрольним параметрам процесор 11 блока 7 видає сигнал справності, якщо вона не відповідає завданим контрольним параметрам, - процесор 11, а відповідно і блок 7 видає сигнал відмови системи. Наявність сигналу відмови потребує ремонту системи. Після завершення аналізу контрольної інформації процесором 11 блока 7 та видачі сигналу справності, система переходить у режим вимірювання та перетворення сигналів, характеризуючих стан параметрів газотурбинного двигуна. При відсутності порушення вхідних ланцюгів системи з виходу блока 4 до входу комутатора 6 надходять сигнали у вигляді логічного "0", які підключають виходи блока 8 до нормалізаторів блока 1. Сигнали від датчиків контролюємих параметрів, наприклад, газотурбинного двигуна (на кресленні не показані) надходять до блоку 8 узгодження, де здійснюється узгодження вихідних характеристик датчиків з входами блока 4 та через комутатор 6 - з входами блоку 1 нормалізаторів. Кількість каналів у блоці 8 відповідає кількості підключаємих до його входу датчиків. З виходу блока 8 сигнали, величини яких пропорційні сигналам з датчиків (порушення вхідних ланцюгів відсутнє), надходять до блоку 4, з виходу якого до входів блока 9 сопряжіння блока 7 та комутатора 6 над ходять сигнали логічного рівня "0", які свідчать про відсутність порушення вхідних ланцюгів. Окрім того, сигнали з виходу блока 8 через комутатор 6 надходять до блоку 1 нормалізаторів, де нормалізуються в постійну напругу, зручну для перетворення у цифрову форму. Кількість нормалізаторів блока 1 відповідає кількості контролюємих параметрів. Величини напруг на виходах блока 1 змінюються пропорційно зміненню контролюємих параметрів. Процес вимірювання, перетворення та видачі інформації про стан параметрів газотурбинного двигуна висновлюється у наступному. 3 виходу 11-1 процесора 11 операційного блока 7 до входу блоку 10 сопряжіння блока 7 надходить сигнал, дозволяючий проходження двоїчного коду з виходу аналого-цифрового перетворювача 3 до входу 11-2 процесора 11 блока 7. Після видачі сигналу по ланцюгу 11-1 з виходу 7-2 блока 7 до входу комутатора 2 надходять сигнали, які забезпечують почергово підключення нормалізованих напруг з виходу блока 1 через комутатор 2 до аналого-цифрового перетворювача 3, у якому постійна напруга перетворюється в двоїчний код, величина якого пропорційна значенню контролюємого параметру. Після кожного підключення нормалізованої напруги, а відповідно і після кожного її перетворення перетворювачем 3 з інтервалом часу перебільшуючим перехідні процеси у комутаторі 2 та аналого-цифровому перетворювачі 3 процесор 11 блока 7 через блок 10 сопряжіння блока 7 по входу 11-2 записує в свою пам'ять значення двоїчного коду, яке характеризує фізичний стан газотурбинного двигуна. Після завершення перетворювання сигналів з блока 1 та запису результатів перетворювання в пам'ять процесора 11 блока 7 знімається сигнал з виходу 11-1 процесора 11 блока 7. Із завданим інтервалом часу, після зняття сигналу з виходу 11-1 процесора 11 блока 7 та припинення подачі кодових комбінацій по ланцюгу 7-2 з блоку 7 до комутатора 2, видається сигнал по ланцюгу 11-3 до входу блока 9 сопряжіння блока 7, дозволяючий проходження через нього сигналів у вигляді логічної "1" (при порушенні вхідних ланцюгів системи) з виходу блока 4 до входу 11-2 процесора 11 блока 7. Після запису в пам'ять процесора 11 блока 7 сигналів з виходу блока 4 (при порушенні вхідних ланцюгів системи) процесор 11, а відповідно і блок 7 формує кадр, який складається з інформації, характеризуючої стан параметрів газотурбинного двигуна та вхідних ланцюгів системи і видає до виходу системи, наприклад, у вигляді послідовного двоїчного коду та цикл вимірювання і перетворення сигналів, характеризуючих стан параметрів газотурбинного двигуна повторюється. При відсутності тиску у магистралях паливних (повітряних, масляних, газодинамічних) на виході датчиків, а відповідно і на виході блока 8 присутня напруга завданої величини. При порушенні ланцюга датчика (порушення вхідного ланцюга) або відсутності напруги живлення датчика тиску на вході блоку 8, а відповідно і на його виході, по даному ланцюгу, напруга відсутня, що, наприклад, для масляних або паливних магистралей газотурбинного двигуна рівноцінно зниженню тиску до аварійного рівня. 3 33516 При порушенні ланцюгів резистивних датчиків температури відбувається стрибкоподібне змінення рівня напруги на виході блоку 8, до того ж величина ЦЬОГО рівня перевищує величину напруги, відповідного можливому діапазону змінення контролюємого параметру. При порушенні вхідного ланцюга, наприклад, зв'язаного із датчиком тиску або відсутністю напруги живлення датчика тиску на відповідному виході блока 8 напруга також відсутня, що призводить до включення відповідного компаратора блока 4. Включення компаратора призводить до появи на відповідному виході блока 4 сигналу у вигляді логічної "1", що свідчить про несправність у ланцюгу датчика (порушенню вхідного ланцюга системи або відсутності напруги живлення датчика). Сигнал у вигляді логічної "1", з виходу блока 4, впливаючи на відповідний управляємий ключ комутатора 6, вимикає відповідний канал, з порушеним вхідним ланцюгом, блока 8 та підключає відповідний еталон (еталонне значення постійної напруги) до входу відповідного нормализатора блока 1. Величина постійної еталонної напруги (еталону) обирається такої величини, щоб значення контрольного коду знаходилося за межами робочого діапазону змінення контролюємого параметра. При проведенні чергового циклу перетворювання, за описаним вище алгоритмом, у пам'яті процесора 11 блока 7 буде зафіксовано порушення вхідного ланцюга системи та по цьому ж каналу - контрольне значення коду. Наявність контрольного коду по каналу порушення вхідного ланцюга свідчить про автоматичний контроль функціонування системи та про її справність. Відсутність контрольного коду по каналу порушення вхідного ланцюга свідчить про відмову у ланцюгу норма лізації та перетворювання, а отримана інформація по даному каналу з обробки виключається та фіксується відмова системи. Контроль функціонування системи може здійснюватись також за запитами, наприклад, як бортінженера так і автоматичної системи контролю параметрів літака за описаним вище алгоритмом. З виходу блока 7 інформація, наприклад, у вигляді безперервного послідовного двоїчного коду, характеризуюча як фізичний стан параметрів газотурбинного двигуна та вхідних ланцюгів системи (ланцюгів зв'язку датчиків - блок 8 узгодження), так і технічний стан самої системи, надходить у автоматичну систему контролю літака для подальшої обробки та реєстрації, наприклад, на експлуатаційному накопичувачі. Запропоноване технічне рішення дозволяє: - забезпечити безперервний контроль порушення вхідних ланцюгів з по канальним запам'ятовуванням; - забезпечити контроль функціонування системи як автоматично, при порушенні вхідних ланцюгів, так і за запитами, що в свою чергу розширює функціональні можливості системи; - виключити хибну видачу інформації системою за рахунок автоматичного контролю функціонування з видачею контрольного коду при порушеннях вхідних ланцюгів, що забезпечує високу достовірність контролю, надійність та перешкодостійкість системи. Як видно з вищеозначеного, запропоноване технічне рішення має достатньо високу достовірність контролю вхідних ланцюгів, надійність функціонування і перешкодостійкість та розширені функціональні можливості. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 4