Мультисенсорные информационно-диагностические системы

Ведущие ученые:

Кухаренко Анатолий Павловичзаместитель директора по качеству- ученый секретарь, канд. техн. наук, доцент;
Щербинин Иван Павлович  руководитель технологического центра микросистемотехники, ведущий конструктор;
Черепахин Иван Ивановичведущий технолог

E-mail: sip@niimvs.ru

Интеллектуальные распределенные мультисенсорные мониторинговые системы сбора информации, контроля, диагностики и управления для сложных технических объектов народнохозяйственного назначения, а также для объектов морской, авиационной и ракетно-космической техники с использованием автономных режимов функционирования, цифровых и беспроводных технологий

Одним из критериев перехода на новый уровень в развитии техники и технологии является повсеместное внедрение интеллектуальных систем сбора и обработки информации. Наиболее динамично развивающимся направлением практического применения интеллектуальных систем сбора и обработки сенсорной информации в последнее время является направление, связанное с непрерывным контролем и диагностикой технического состояния различных транспортных средств и других сложных технических объектов.

Одним из примеров реализации таких систем являются созданные в НИИ МВС ЮФУ

Унифицированные бортовые системы непрерывного мониторинга технического состояния транспортных средств и сложных объектов

Системы являются оригинальной разработкой, включая датчиковую аппаратуру, и представляет собой интеллектуальную систему сбора, хранения, обработки и отображения в удобном для пользователя виде информации от штатных и дополнительных бортовых диагностических датчиков объектов транспортных средств (ТС) и других сложных систем.

Назначение системы:

— контроль хода эксплуатации объекта;

— мониторинг технического состояния контролируемых узлов и агрегатов объекта;

— защита узлов и агрегатов от аварийных режимов эксплуатации;

— ведение «электронного» паспорта объекта;

— создание, хранение и обработка базы данных на протяжении всего «жизненного цикла» объекта.

Параметры, контролируемые БНРД на объектах со штатным комплектом датчиков и сигнализаторов (на примере автотранспортного средства):
• скорость движения;
• частота вращения коленчатого вала двигателя;
• температура охлаждающей жидкости;• давление масла в системе смазки двигателя;
• напряжение в бортсети;
• уровень топлива в баках;
• время (год, месяц, число, час, минута, секунда) в реальном масштабе;
• состояние сигнализаторов (аварийной температуры ОЖ, давления масла, давления воздуха в тормозных контурах и т.д.);
• суммарный пробег (налет часов);
• попытки несанкционированного доступа к информации БНРД.

Размещение унифицированных бортовых контроллеров на а/м КАМАЗ

Структура бортовой распределенной системы контроля (БРАСК) и ее связь со штатными авиационными системами

ПКСП – подсистема контроля состояния планера;

ПКФСС – подсистема контроля  функциональных систем самолета;

ПУСН – подсистема управления, сопряжения и накопления;

СТН – съемный твердотельный  накопитель;

БИУ – блок информационно-управляющий;

БСД – блок сбора данных;

БС ВСК – блок сопряжения со встроенными  системами   контроля функциональных систем самолета;

БС СОК – блок сопряжения со средствами объективного контроля;

ДА – датчиковая аппаратура;

ДДА ФСС – дополнительная  датчиковая аппаратура функциональных систем самолета.

Размещение БРАСК на самолете (размещение элементов БРАСК показано условно)

Основные функции БРАСК:

— Контроль состояния планера.

— Встроенный контроль работоспособности функциональных систем самолета.

— Диагностика отказов с точностью до конструктивно-сменной единицы.

— Прогнозирование работоспособности оборудования.

— Взаимодействие с экипажем с возможностью    интеллектуальной поддержки действий оператора.

— Накопление и передача данных в наземные средства обработки,  прогнозирование состояния авиационного патрульного комплекса, его систем и оборудования с целью обобщения опыта эксплуатации.

Другими примерами информационно-управляющих систем являются:

  • Бортовая электронная система измерений параметров давления, расхода, температуры и регулирования температуры охлаждающей жидкости в системе жидкостного охлаждения самолета (ЭСИРТ-СЖО-01)

Назначение системы

Интеллектуальная система ЭСИРТ СЖО представляет собой оригинальную разработку, включая датчиковую аппаратуру, и предназначена для автоматической регулировки температуры охлаждающей  жидкости  с  целью  поддержания номинального значения температуры +25 0С при максимально допустимых отклонениях ±10 ºС.

Система обеспечивает выдачу в реальном масштабе времени текущих предельных возможностей СЖО по теплосъему на основе анализа параметров полета (высота, скорость, температура).

Функциональные возможности

  • Измерение величин давления, температуры и расхода  охлаждающей жидкости в двух линиях нагнетания, на выходе двух основных и одного резервного насоса.
  • Получение измерения показаний датчиков температуры воздуха за бортом, истинной скорости полета, высоты полета от штатной бортовой системы.
  • Расчет и выдача управляющих сигналов на насосы, нагреватели и заслонку воздушного канала теплообменника системы.
  • Расчет и индикация допустимой мощности СЖО по теплосъему.
  • Индикация точных значений температуры, давления и расхода охлаждающей жидкости в линиях нагнетания.

Система прошла летные испытания в составе объекта в реальных условиях полета с присвоением документации литеры «О1»

  • Электронная система измерений параметров давления, расхода, температуры охлаждающей жидкости в системе жидкостного охлаждения аппаратуры самолета (ЭСИРТ-СЖО-02)

Структура системы

Состав системы

  • Программно-аппаратный комплекс для определения параметров воздействия дестабилизирующих факторов полета.

Назначение комплекса

— Измерение аэродинамических, вибрационных и акустических нагрузок, действующих на элементы, или макеты элементов конструкции и оборудования.

— Определение  параметров дестабилизирующих факторов полета внутри  отсеков  фюзеляжа самолета с размещенным оборудованием.

Состав измерительного комплекса

Наземная часть измерительного комплекса:

— Пакет серверного программного обеспечения (ПСПО)

— Пакет программного обеспечения рабочих станций (ППОРС)

Бортовая часть измерительного комплекса:

— Блок оперативного контроля и управления (БОКиУ)

— Блоки сбора информации (БСИ)

— Интеллектуальные датчики физических величин (ИД ФВ)

— Пакет бортового программного обеспечения (ПБПО)

Функции наземной части измерительного комплекса

— Полная обработка информации, зарегистрированной по  контролируемым параметрам

— Обработка  и расчет полученных значений по задаваемым формулам

— Построение графиков и таблиц по результатам обработки

—  Создание и ведение базы данных  по всей полетной информации

Функции бортовой части измерительного комплекса

— Конфигурирование информационных измерительных каналов

— Прием, обработка и регистрация информации в процессе полета

— Отображение на дисплей получаемой информации в режиме реального времени

— Сохранение информации со всех измерительных каналов в  течение полета

Структура измерительного комплекса

Структура бортовой части

В НИИ МВС также разработаны унифицированные токовые, частотные и цифровые мультисенсорные устройства, использующиеся для создания различных систем сбора и обработки информации, предназначенных для мониторинга природных явлений и техногенных объектов.