Контроллер угловой информации (стр. 2 из 6)
Так как сигнал URнесет в себе информацию о направлении антенны обзорного локатора на СЕВЕР, то его пропадание может вызвать нарушения в работе локатора, таким образом, необходимо осуществлять контроль данного сигнала, и, при возникновении неисправности, сигнализировать обслуживающий персонал о его исчезновении и осуществлять автоматическое переключение на другой оптический датчик, использующийся для резерва.
Согласно ТО на обзорный радиолокатор, скорость вращения антенны является величиной не постоянной и зависит от большого числа факторов таких как: скорость ветра, температура окружающей среды и т.д. Кроме того, при включении привода локатора выход антенной системы в рабочий режим происходит не мгновенно. Все эти факторы влияют на то, что период следования сигнала URпостоянно меняется. Согласно ТО, нормальным режимом работы локатора считается режим, при котором скорость вращения антенны составляет 1 оборот за 6 с.
Сигнал UАнесет в себе азимутальную информацию и состоит из набора 4096 импульсов характеризующих изменение угла на 8 минут, поэтому по пришествию импульса UR, необходимо осуществлять их подсчет и сформировать сигнал аварии при несоответствии их числа 4096-ти, а также осуществить переключении на работу от второго оптического датчика, при необходимости.
Так как контролировать сигналы нужно по разным параметрам, целесообразно разделить функцию контроля входных сигналов на два отдельных модуля:
- Модуль SEVER _ 1,
- Модуль MAI _1.
- Модуль SEVER_1
- Структурная схема модуля SEVER_1представлена на рисунке 8.
Рисунок 8 - Структурная схема модуля SEVER_1
Модуль SEVER _1 организуем таким образом: Так как скорость вращения антенны локатора не статична будем осуществлять ожидание появления сигнала URв течение 30 с, что эквивалентно 5-и оборотам антенны при номинальном темпе обзора, составляющем 1 оборот за 6 с. По истечении этого срока будем формировать сигнал УХУДШЕНИЕ, а также сигналы управления датчиками (выключение первого оптического датчика, включение второго оптического датчика). При возникновении невозможности резервирования (вышли из строя 2-а датчика) будем формировать сигнал АВАРИЯ.
Модуль SEVER _1 представляет собой написанную на языке AHDL программу [1]. Заголовок модуля содержит объявленное заранее значение константы Т _ ZAD, несущее в себе информацию о значении до которогодосчитал второй счетчик, и необходимое для быстрого изменения условий работыалгоритма.
Формирование необходимой паузы в 30 с организуем с помощью двух 16-и разрядных счетчиков COUNT _ 1 _ 1 и COUNT _ 2_ 1 на синхронизирующиевходы которых подадим синхроимпульсы частотой 1 МГц для первого и старший разряд первого счетчика - для второго соответственно. Таким образом, для формирование необходимой паузы, второй счетчик должен досчитать до числа 458, при возникновении которого с помощью D триггера D2 _1 формируетсястроб STROB _SEVER _ 1, по которому осуществляется формирование сигналаVCC _ DATCHIK _ 1, управляющего работой оптического датчика смотри рисунок9 (Здесь, для наглядности, показан один счетчик, и частота синхронизации увеличена в 100 раз). При появлении сигнала UR, счетчики сбрасываются, и цикложидания повторяется заново смотри рисунок 10. Помимо вышесказанного, сигнал управления питанием датчика - VCC _DATCHIK _1 формируется не в любое время (по возникновению STROB _ SEVER _1), а во избежания формирования искаженного импульса, только после окончания действия сигналов UABи UR, благодаря JKтриггеру D1_1, сброс которого осуществляется сигналом управления WORK смотри рисунок 11. Кроме того, функционирование модуля SEVER _1 осуществляется под воздействием внешних сигналовуправления:
- WORK-Работа,
- USTIROVKA -Юстировка,
- MU - Местное управление.
При включении режима WORK осуществляется нормальная работа схемы и контроль входных сигналов. В режиме USTIROVKA или MU - контроль сигналов не функционирует и режим формирования сигналов УХУДШЕНИЕ и АВАРИЯ не происходит. Помимо этого в режиме USTIROVKA схема автоматически устанавливает сигнал VCC _DATCHIK 1 в положение, соответствующее работе первого оптического датчика.
Рисунок 9 - Временные диаграммы формирования сигнала, управляющего питанием первого датчика
Рисунок 10 - Временные диаграммы сброса счетчиков сигналом UR
Рисунок 11 - Временные диаграммы формирования сигнала VCC _ DA TCHIK _ 1 по сигналу STROB _ SEVER _1 и UAB
Контроль расположения импульсов UАосуществим иначе:
В паспорте на оптический датчик (ЛИР-158А) сказано о возможности изменения числа импульсов 4096 в переделах ±15 импульсов, то по возникновению данной ситуации будем формировать строб отклонения числа импульсов от заданного. При сильных изменениях в числе импульсов UАвбудем формировать сигнал АВАРИЯ, и устанавливать сигнал VCC DATCHIK 1, управляющий работой первого датчика, в положение выключено.
Модуль MAI__1
Структурная схема работы модуля MAI _ 1 представлена на рисунке 12.
Рисунок 12 - Структурная схема работы модуля MAI _ 1
Модуль MAI _1 представляет собой программу, написанную на языке
AHDL [1] и предназначенную для работы с сигналами, идущими с первого оптического датчика. В заголовке программы добавим обозначения констант.
NUM _ MAI _ МАХ (максимально допустимое число импульсов UАВ),
NUM _ MAI _ NORM (Нормальное число импульсов UАВ),
NUM _ MAI _ MIN (минимально допустимое число импульсов UАВ).
Изменение данных величин, по необходимости, позволяет быстро осуществить изменение условий работы модуля MAI _1. В качестве основных элементов программы являются два счетчика импульсов:
COUNT 1 _1 - 16-и разрядный счетчик импульсов UАВ.
COUNT 2 1 -4-ех разрядный счетчик стробирующих импульсов
NE_NORMA_l.
Так как схема управляется внешними сигналами, и неожиданное переключение может вызвать незапланированное неправильное формирование сигнала ошибки, проверка числа импульсов UАВосуществляется во время прихода второго импульса UR, в результате чего происходит формирование строба NORMA _ 1, если число импульсов соответствует 4096-и, NE _ NORMA _ 1, если число импульсов U АВлежит в допустимых пределах и NE_V_ DOPUSKE_1, если их число выходит за значения, указанные в разделе констант, смотри рисунок 13. При работе схемы под воздействием управляющих сигналов ЮСТИРОВКА, MU_D1 или MU_D2, последние два действительны только при наличии дополнительного сигнала, включающего режим местного управления, схема контроля входных сигналов модуля MAI _1 прекращает свою работу и устройство не реагирует на возникновение каких-либо нарушений в работе оптических датчиков.
Рисунок 13 - Временные диаграммы работы модуля MAI _1
Как видно из рисунка 13, счетчик считает стробирующие импульсы NE_NORMA_1, появление же импульса NE_V _DOPUSKE_1 вызывает немедленное формирование сигнала VCC_DATCHIK _1. При возникновении импульса NORMA _ 1 происходит сброс счетчика, и работа схемы продолжается смотри рисунок 14. (Здесь, для наглядности восприятия, показана работа только второго счетчика)
Рисунок 14 - Временные диаграммы сброса счетчика по сигналу NORMA_1
При появлении подряд трех стробирующих импульсов NE_NORMA _1 происходит формирование сигнала VCC _DATCHIK_ 1 и переключение на работу от второго оптического датчика.
3.4 Блок PR_SEVER_1
Работа модуля MAI _1 была бы невозможна без специально написанного дополнительного блока PR_SEVER_1, осуществляющего пропуск первого импульса UR, по переключению схемы из одного режима работы в другой смотри рисунок 15.
Рисунок 15 - Временные диаграммы работы блока PR_SEVER_1
Как видно из рисунка 15, сигналы переключения режимов WORK-USTIROVKA приводят к сбросу формирователя последовательности SEVER_1_1, организованного на триггерах d1 _1 и d2 _1. На синхронизирующие входы, которых поданы сигналы U R, и не-U Rсоответственно. Сброс триггеров осуществляется подачей на их входы CLRN сигналов управления - WORK и USTIROVKA.
При работе схемы в режиме не-WORK последовательность импульсов SEVER _1 _1 полностью совпадает с последовательностью UR
Сигнал MU_ON предназначен для передачи информации о необходимости работы первого датчика в блок MAI _1 и SEVER _1. Как видно из рисунка 15, во время включения режима USTIROVKA, сопровождающегося выключением режима WORK, сигнал разрешение работы первого датчика не отключается, что связано с необходимостью работы в этом режиме обоих датчиков. Сигналы IMP_MAI__1 и IMP SEVER _1 сформированы под воздействием внешних управляющих сигналов, указанных выше и являются копиями последовательностей сигналов UАВи UR.
3.5 Блок DATCHIK_1
Структурная схема блока DATCHIK _1 представлена на рисунке 16.
Рисунок 16 - Структурная схема работы блока DATCHIK _1
Данный блок предназначен для работы с модулями MAI _ 1 и SEVER _ 1 и осуществляет передачу управляющих сигналов из одного модуля в другой, создавая, таким образом, возможность выключения модуля при появлении в другом - внутреннего сигнала аварии. Режим передачи внутренних сигналов состояния осуществляется при помощи сигналов VCC _ SEVER_1 и VCC_МAI _1 для модулей MAI и SEVER соответственно. Результатом работы блока DATCHIK_1 являются сформированные сигналы VCC__D_1, NORMA _1 и NE _ NORMA __ 1, назначение которых приведено ниже: