Автоматизированное рабочее место настройки и испытания клапанов
Первичное применение
Система Автоматизированное рабочее место настройки и испытания клапанов АРМ-НИК разработана по техническому заданию ЗАО «ЗЭМ» РКК «Энергия», г. Королев и введена в эксплуатацию в производстве электроклапанов, монтируемых на космических аппаратах. С помощью системы АРМ – НИК осуществляется контроль работоспособности, испытание и настройка клапанов с электромагнитом, электродвигателем или ручным управлением. Модульная структура оборудования АРМ-НИК и гибкое программирование процесса испытания, позволили в короткий срок адаптировать всю номенклатуру клапанов, выпускаемых на сегодняшний день.
Варианты вторичного применения:
Входной/выходной контроль, ресурсные испытания:
• Реле;
• Реле времени;
• Реле поляризованных;
• Реле герконовых;
• Контакторов постоянного тока;
• Электромагнитов;
• Автоматов защиты;
• Переключателей;
• Кнопок;
• Индуктивных датчиков.
Назначение и функции.
Система АРМ-НИК совмещает в себе комплекс программно-аппаратных средств для одновременной регистрации, обработки и хранения больших объемов информационных потоков от электроизмерительной аппаратуры и обладает следующими возможностями:
1. Клиент-серверная архитектура.
2. Программирование процесса испытания объекта. Программа разрабатывается специалистами, эксплуатирующих АРМ-НИК, и пишется на базе языка «Расширяемый язык разметки» (XML — eXtesible Markup Language).
3. Автоматический сбор и регистрация данных, проведение испытаний клапана или иного испытуемого объекта (ИО).
4. Генерирование тока и напряжения в ИО для переключения его состояния.
5. Осуществление в режиме реального времени сравнения измеряемых параметров с эталонными, внесенными в текст программы XML.
6. Система построена на базе интеллектуальных модулей, подчиненных единому управлению от персонального компьютера и позволяет синхронизировать измерительные каналы с высокой точностью с частотой сканирования: 10 кГц; 5 кГц; 2 кГц; 1 кГц. Частота сканирования выбирается из необходимости получения того или иного количества данных о процессе испытания и детализации графиков на экране монитора.
7. Отображение параметров испытания на мониторе оператора в режиме реального времени, оперативное отслеживание аварийных режимов работы, непрерывная регистрация данных с измерительных каналов, а также осуществление постпроцессорной обработки (воспроизведение и анализ зарегистрированных данных). В процессе испытаний оператор системы может осуществлять формирование и распечатку протокола результатов испытаний.
8. Вывод на экран монитора в режиме реального времени до 18 графиков, отражающих весь процесс проверки ИО. Количество отображаемых измерительных каналов устанавливается в зависимости от сложности испытуемого объекта. Одновременно по двум независимым каналам измеряется абсолютное значение давления в системе подвода/отвода рабочей среды. Для формирования графиков измерения давления в системе подачи среды используется пропорциональный аналоговый сигнал в виде токовой петли в диапазоне 4мА-20 мА.
9. Измерение интервалов времени по сигналам:
— тока и напряжения исполнительных механизмов;
— срабатывания переключателей (контактов реле и т.п.);
— от датчика измерения подачи среды (датчики давления, потока …)
10. Высокая помехозащищенность линий передачи данных.
Технические характеристики
Диапазоны задания напряжения для исполнительных механизмов: 0-60В, дискретность задания 0,01В
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока, В ± (0,002 Uуст. + 0,03В)
Диапазоны задания тока для исполнительных механизмов 0-12,5А, дискретность задания 0,01А
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности воспроизведения силы постоянного тока, А ± (0,005 Iуст. + 0,03А)
Диапазоны задания напряжений для контроля микропереключателей 1-40 В с шагом 0,01В
Диапазоны задания тока для контроля микропереключателей 0,01 мА-3А с шагом 0,01 мА
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности воспроизведения силы постоянного тока, А
± (0,01 Iуст. + 0,00001А) в диапазоне 0-10мА.
± (0,01 Iуст. + 0,01А) в диапазоне свыше 10мА-3А
Диапазон измерений сопротивлений по четырехпроводной схеме: 0,001-100000 Ом, погрешность измерения 1%
Особенности
АРМ-НИК позволяет:
* Проводить испытания в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режимах
* Подавать управляющие сигналы в прямой или в обратной полярности
* Записывать осциллограммы по 2 каналам напряжения, 2 каналам тока, 12 каналам сопротивления и 2 каналам давления с токовых входов 4-20 мА. Частота дискретизации – 10 кГц, 5 кГц, 2 кгц либо 1 кГц. Все измерительные каналы синхронизированы между собой.
* Сохранять полученные осциллограммы на компьютере и просматривать их. Время записи осциллограмм не ограничено и зависит только от наличия свободного места на жестком диске. Умный алгоритм сохранения осциллограмм позволяет не записывать пустые данные, где значения измерений не изменяются, что позволяет значительно сократить объем данных на диске. Запись 1 минуты осциллограмм занимает на диске около 1 Мбайт.
* Масштабировать в ручном режиме любой канал осциллограммы по любой из осей, как в процессе работы, так и в записанной осциллограмме.
* С помощью специального языка в формате XML программировать все настройки измерения, а также настройки автоматического контроля:
— Параметры токов и напряжений – среднее, максимальное значения, рабочий ток (среднее значения за исключением пускового броска
— Момент переключения якоря электромагнита – по характерной форме экстремума
— Моменты переключений контактов микропереключателей относительно друг друга либо относительно другого события – например, фронта подачи напряжения.
— Любому измеренному в автоматическом режиме значению может быть назначено максимальное и/или минимальное значение, при этом все измерения записываются в протокол. Измерения с браком помечаются красным цветом в протоколе.
* Программируемый выход синхроимпульса либо триггера для выдачи импульса запуска внешнего осциллографа. Все измерительные точки доступны для контроля, выведены на 4мм клеммы на лицевой панели АРМ-НИК за монитором.
* Для подключения испытуемых устройств либо распаивается специальная переходная колодка с кабелем, либо применяется универсальная, в соответствии с инструкцией.
* Замерять временные интервалы на осциллограмме с помощью маркеров.
Структурная схема системы АРМ-НИК (ПРФЕ.441329.003)
Состав и характеристики.
ИО — Испытуемый Объект
ПЭВМ — Персональная Электронно-Вычислительная Машина
БСС – Блок Сканирования Сопротивления — это 12 гальванически развязанных программируемых блоков (БСС1.1 … 4; БСС2.1 … 4; БСС3.1 … 4;), формирующих 12 потоков данных измерения тока и напряжения, формирующихся в цепях ИО. В состав каждого блока входит:
стабилизатор тока — Imin = 10мкA; Imax = 3A с шагом 10мкA и 1мA,
стабилизатор напряжения — Umin=0,01V; Umax=40V; с шагом 0,01V.
БКС – Блок Коммутации Сигналов, служит для управления исполнительными механизмами по двум независимым каналам. Каждый канал может вырабатывать следующую пару управляющих сигналов напряжения и тока:
коммутируемое напряжение Umin=0,1V; Umax=60V; с шагом 0,01V,
коммутируемый ток Imin = 10мA; Imax = 12A с шагом 10мA.
Управление следующими исполнительными механизмами:
— электромагнитами;
— электродвигателем постоянного тока;
— шаговым двигателем;
— обмотками реле, контакторов;
— формирование тока нагрузки в АЗС.
БУС – Блок Управления и Синхронизации, включает в себя 4 сканера воздействий, формирующих 4 потока данных, содержащих значения тока и напряжения по двум независимым каналам управления исполнительными механизмами.
Диапазоны измерения:
измеряемое напряжение Umin=0,01V; Umax=60V,
измеряемый ток Imin = 0,001A; Imax = 12A.
Выработка единого синхросигнала для всех входящих модулей.
Генерация виртуальной метки времени, начиная от старта программы испытания.
БП – Программируемый источник питания АКИП-1133-60В-12,5А постоянного тока:
диапазон генерируемого напряжения Umin=0,1V; Umax=60V; с шагом 0,01V,
диапазон генерируемого тока Imin = 10мA; Imax = 12,5A с шагом 10мA.
ММ – МультиМетр программируемый, прецизионный мультиметр Keysight 34465A.
Измерение с высокой точностью электрических величин U, I, R.
БИПИ — Блок Измерения Параметров Изоляции, позволяет испытывать на пробой изоляцию ИО и замерять абсолютное значение сопротивления изоляции ИО. Диапазон испытательного переменного напряжения равен 5В – 1000В; 50Гц, с шагом не менее 5В. Максимальная величина измеряемого сопротивления — 1GOm.
ПК – Переходная Колодка, служит для подключения ИО к системе. Электрическая схема ПК оригинальна для каждого ИО и соединяет силовые цепи исполнительных механизмов ИО с БКС, а контакты коммутирующих устройств ИО — с блоками БСС.
НП – Наборное Поле, выполнено в виде несущей панели, с размещенными на ней контактами с полным набором цепей, которые поступают от ИО и от системы. Наборное поле дает возможность подключиться к любой цепи системы и цепям ИО внешним измерительным прибором (мультиметром, осциллографом и т.п.), а также собрать с помощью перемычек произвольную схему испытания объекта для разработки электрической принципиальной схемы ПК и программы испытания, на стадии освоения нового изделия.
МП — Модуль Пуска, осуществляет подвод напряжения питания 220В; 50Гц к системе. Включение/отключение системы, защиту от пробоя изоляции напряжением питания сети.
Кнопка грибок для аварийного отключения системы от сети.
Подключение 2-х каналов датчиков с диапазоном токовой петли 4мА – 20мА.
Разъема для подключения переключателя в виде педали.
Разъема для подключения блока аварийного отключения и световой сигнализации.
BNC разъема, на который выводится синхросигнал или виртуальная метка времени.
УЖ – Универсальный жгут, соединяет ИО с ПК с возможностью измерения по 4-х проводной схеме.
СИНХРО / ТАЙМЕР — двухрежимный вывод сигнала на BNC разъем для синхронизации внешних измерительных устройств (осциллографа, частотомера).
«СИНХРО» – контроль частоты синхронизации системы АРМ-НИК с частотой 10кГц; 5кГц; 2кГц; 1кГц.
«ТАЙМЕР» — виртуальная метка времени, задаваемая оператором из меню ValveTest.
ПЕДАЛЬ — Устройство для дистанционного включения импульсов управления исполнительными механизмами ИО. Используется при настройке клапанов для установки перемещений по микрометру.
БАОС – Блок Аварийного Отключения и световой Сигнализации служит для индикации текущего состояния процесса испытания объекта и отключения системы от первичной сети в случае аварийной ситуации.
ДАТЧИК I – Разъем для подключения датчика №1 с унифицированным выходным сигналом 4мА – 20мА (датчики давления, потока, температуры, …)
ДАТЧИК II– Разъем для подключения датчика №2 с унифицированным выходным сигналом 4мА – 20мА (датчики давления, потока, температуры, …)
A B C D – Универсальная 4-х проводная шина для прецизионного измерения U, I, R.
LAN — Коммутатор ETHERNET TP-LINK TL-SF1024D.
