КОМАНДНО-СТРЕЛЬБОВАЯ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 2002 года по МПК G06F19/00 G06F171/00 G06F15/16 

Изобретение относится к боевым информационно-управляющим системам и может быть использовано для управления системами вооружения корабля или транспортного средства берегового базирования при автоматическом или ручном вводе данных целеуказания от обеспечивающих систем.

Известна вычислительная система для обработки данных [1], содержащая центральные процессоры, блоки памяти, периферийные процессоры, образующие группу устройств с высокой общей производительностью и внешние унифицированные устройства обмена информацией с внешним исполнительным оборудованием.

Недостатком этой системы является отсутствие возможности обмена информацией между всеми процессорами, что снижает эффективную производительность системы, кроме того, невозможно производить одновременный обмен с внешними абонентами.

Известна также вычислительная система [2] , состоящая из нескольких микропроцессоров, соединенных посредством системной шины с общей памятью, через которую осуществляется обмен информацией между всеми процессорами. Управление обменом осуществляется распределителем системной шины.

Недостатком этой системы является низкая пропускная способность обмена информацией через общую память, а также отсутствие контроля за состоянием каждого микропроцессора, что ограничивает функциональные возможности и надежность рассмотренной системы.

Известна также вычислительная система [3], содержащая микропроцессорные модули, внешнее оперативное запоминающее оперативное (ОЗУ), устройство связи с памятью, блок коммутации и генератор импульсов для синхронизации работы всей системы.

Система имеет ограниченные функциональные возможности и недостаточную надежность в случае отказа отдельных элементов системы.

Известна также многопроцессорная вычислительная система [4], состоящая из нескольких процессоров со своими резидентными оперативными запоминающими устройствами (ОЗУ) и постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ), портами ввода-вывода, подключенными к единой системной шине, к которой подключены системное устройство ввода-вывода, системное ОЗУ и ПЗУ.

Недостатком указанной системы является отсутствие средств обеспечения логико-временных диаграмм управления устройствами.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа предлагаемой системы, является корабельная боевая информационно-управляющая система [5], содержащая пульт оператора, оснащенный тремя электронно-вычислительными машинами (ЭВМ), подключенными соответственно к первой, второй и третьей системным интерфейсным магистралям (СИМ) и объединенным в сеть посредством основной и резервной интерфейсных магистралей информационного обмена и соответствующих адаптеров локальной сети. К первой ЭВМ подключены основная клавиатура, один из выходов демультиплексора координатно-указательного устройства, ОЗУ и устройство документирования, которое при необходимости может быть подключено и ко второй ЭВМ. К СИМ первой ЭВМ подключены два ДЗУ, видеоадаптер, соединенный с устройством отображения графической информации, адаптер дополнительной клавиатуры и адаптер цифрового ввода-вывода, к которому подключена панель контроля и управления. Вторая ЭВМ выполнена в виде одноплатной PC-совместимой ЭВМ с видеовыходом, к которому подключено другое устройство отображения информации, интерфейсом внешней клавиатуры, входами для подключения ОЗУ и двух ДЗУ, входами для подключения внешних ДЗУ и накопителей информации на гибких магнитных дисках, входами-выходами последовательного и параллельного интерфейсов и входом для подключения ко второму выходу демультиплексора координатно-указательного устройства. К СИМ третьей ЭВМ подключены два ДЗУ и три адаптера резервированных мультиплексных каналов, через которые осуществляется связь пульта с системами оружия и другими техническими средствами.

Достоинством системы по прототипу является ее универсальность, обеспечивающая возможность одновременной работы с различными внешними обеспечивающими системами с использованием двух клавиатур и двух устройств отображения информации, большие ресурсы памяти и возможность их наращивания за счет внешних систем.

Недостатком прототипа является аппаратурная избыточность системы при необходимости ее использования для решения задач управления специализированными видами вооружения (объектами управления), требующими определенного регламента предстартовой подготовки и выполнения залпа.

Задачей изобретения является обеспечение высокой надежности функционирования и отказоустойчивости корабельной командно-стрельбовой информационно-управляющей системы при сокращении аппаратурных затрат на реализацию системы.

Сущность изобретения заключается в том, что в командно-стрельбовую информационно-управляющую систему, содержащую пульт оператора, оснащенный двумя электронно-вычислительными машинами (ЭВМ), подключенными соответственно к первой и второй системным интерфейсным магистралям (СИМ), которые посредством соответствующих адаптеров локальной сети соединены с основной и резервной интерфейсными магистралями информационного обмена, а также клавиатурой и устройством документирования, подключенными к первой ЭВМ, монитором, связанным через видеоадаптер с первой СИМ, адаптером мультиплексного канала, подключенным ко второй СИМ, долговременным запоминающим устройством и адаптером цифрового ввода-вывода, подключенными к первой СИМ, и панелью контроля и управления, соединенной с первым входом-выходом адаптера цифрового ввода-вывода, введены два периферийных прибора связи с объектами управления, в пульт оператора дополнительно введены адаптер параллельного интерфейса и адаптер последовательного интерфейса, адаптер цифрового ввода-вывода имеет дополнительный вход для связи по релейному каналу с пусковыми установками, при этом вход адаптера параллельного интерфейса служит для ввода данных об угловом положении платформ пусковых установок, вход адаптера последовательного интерфейса - для связи с системой целеуказания, а вход адаптера мультиплексного канала - для связи с навигационной системой, каждый периферийный прибор связи с объектами управления содержит модуль вычислителя, модули цепей старта и модули питания бортовой аппаратуры по количеству объектов управления и вторичные источники питания, подключенные к сети трехфазного напряжения переменного тока, выходы соответствующих вторичных источников питания подключены непосредственно к модулям цепей старта и с возможностью попарного объединения по сигналу признака повышенной энергоемкости объекта управления - к модулям питания бортовой аппаратуры, модуль вычислителя содержит подключенные к периферийной СИМ периферийную ЭВМ, два периферийных адаптера локальной сети, соединенные соответственно с основной и резервной интерфейсными магистралями информационного обмена, модуль информационного обмена с объектами управления, выполненный в виде адаптера последовательного интерфейса с число-импульсным способом кодирования, и периферийный адаптер цифрового ввода-вывода, первая группа входов-выходов которого образована информационными выходами и управляющими входами модулей цепей старта, вторая - информационными выходами и управляющими входами модулей питания бортовой аппаратуры, а третья - информационными выходами вторичных источников питания по сигналу аварийной неисправности, каждый модуль питания бортовой аппаратуры содержит связанные между собой устройство контроля сопротивления изоляции, преобразователь напряжения, выход которого является выходом питания по переменному току модуля питания бортовой аппаратуры, и устройство коммутации, выход которого является выходом питания по постоянному току модуля питания бортовой аппаратуры, а каждый модуль цепей старта выполнен в виде распределительного устройства, имеющего раздельные выходы для последовательной подачи напряжения питания постоянного тока на соответствующие исполнительные механизмы подготовки и производства пуска назначенного объекта управления.

Командно-стрельбовая информационно-управляющая система предназначена для управления предстартовой подготовкой и производством старта (пуска) от восьми до шестнадцати объектов управления (например, управляемых снарядов или ракет), установленных в контейнерах с откидными крышками, которые размещены на пусковых установках, по четыре контейнера на каждой.

Система обеспечивает ввод и хранение паспортных данных объектов управления, взаимодействие с обеспечивающими системами (навигационной системой, системой целеуказания и др.), проведение предстартовой подготовки и пуск назначенных объектов управления с отображением на мониторе информации о ходе выполнения предстартовой подготовки и пуска, документирование информации и управление аварийным выбросом объектов управления.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг. 1 - электрическая схема командно-стрельбовой информационно-управляющей системы;
фиг. 2 - электрическая схема периферийного прибора связи с объектами управления;
фиг.3 - электрическая схема модуля питания бортовой аппаратуры;
фиг.4 - электрическая модуля цепей старта.

На фиг.1 обозначены
1 - пульт оператора,
2, 3 - периферийные приборы связи с объектами управления, структурная схема которых представлена на фиг.2,
4, 5 - соответственно основная и резервная интерфейсные магистрали информационного обмена выполненные в виде магистралей сети Ethernet,
6, 7 - соответственно первая и вторая электронно-вычислительные машины (ЭВМ),
8, 9 - соответственно первая и вторая системные интерфейсные магистрали (СИМ), выполненные в виде магистралей ISA,
10 - монитор,
11 - видеоадаптер (адаптер SVGA),
12 - клавиатура,
13 - устройство документирования, выполненное, например, в виде принтера, накопителя на основе электронезависимых электроперепрограммируемых запоминающих устройств (FLASH-памяти)и т.п.

14 - панель контроля и управления, содержащая функциональные кнопки "Пуск", "Отм. пуска " (отмена пуска), переключатель "Пит. вкл.", предназначенный для включения системы электропитания, ключ "Откл.-вкл.", предназначенный для включения питания цепей старта, индикатор "Гот. пит.", который загорается при готовности системы электропитания, и, при необходимости, другие органы ручного ввода управляющих сигналов,
15 - адаптер цифрового ввода-вывода (ЦВВ) с гальванической развязкой (далее по тексту - адаптер цифрового ввода-вывода), выполненный с соответствии со стандартом EIA RS-422-A-78,
16 - долговременное запоминающее устройство (ДЗУ), выполненное в виде накопителя на основе электронезависимых электроперепрограммируемых запоминающих устройств (FLASH-памяти),
17 - адаптер параллельного интерфейса,
18 - адаптер мультиплексного канала,
19 - адаптер последовательного интерфейса,
20, 21, 22, 23 - адаптеры локальной сети,
24 - модуль вычислителя,
25 - модуль питания бортовой аппаратуры (БА),
26 - модуль цепей старта (ЦС),
27 - вторичный источник питания (ВИП).

Командно-стрельбовая информационно-управляющая система содержит пульт 1 оператора, периферийные приборы 2, 3 связи с объектами управления (количество периферийных приборов может быть увеличено в зависимости от количества объектов управления), соединенные с пультом и друг с другом посредством основной и резервной интерфейсных магистралей 4 и 5 информационного обмена.

Пульт 1 оператора содержит две ЭВМ 6 и 7, которые подключены к СИМ 8 и 9 соответственно. СИМ 8 связана с интерфейсными магистралями 4, 5 информационного обмена посредством адаптеров 20 и 21 локальной сети соответственно, а СИМ 9 - посредством адаптеров 22 и 23 локальной сети соответственно.

К соответствующим входам-выходам первой ЭВМ 6 подключены клавиатура 12 и устройство 13 документирования. К СИМ 8 первой ЭВМ подключены ДЗУ 16, видеоадаптер 11, соединенный с монитором 10, и адаптер 15 ЦВВ, первый вход-выход которого соединен с панелью 14 контроля и управления, а второй (дополнительный) вход предназначен для связи по релейному каналу с пусковыми установками.

К СИМ 9 второй ЭВМ подключены адаптер 17 параллельного интерфейса, вход которого служит для ввода данных об угловом положении платформ пусковых установок, адаптер 18 мультиплексного канала, предназначенный для связи с навигационной системой, и адаптер 19 последовательного интерфейса, вход которого служит для связи с системой целеуказания (например, радиолокационной).

Каждый периферийный прибор 2 (3) связи с объектами управления предназначен для подачи электропитания в бортовую аппаратуру четырех объектов управления в режиме предстартовой подготовки и ввода данных целеуказания, обеспечения информационного обмена с пультом 1 оператора в ходе предстартовой подготовки, а затем подачи электропитания на исполнительные механизмы подготовки и производства пуска назначенных объектов управления.

На схеме периферийного прибора 2 (3), представленной на фиг. 2, обозначены
28 - периферийная ЭВМ,
29 - адаптер цифрового ввода-вывода, выполненный в соответствии со стандартом EIA RS-422-A-78,
30 - модуль информационного обмена с объектами управления, выполненный в виде адаптера последовательного интерфейса с число-импульсным способом кодирования по ГОСТ 18977-79 (ARINC) и РТМ 1495-75,
31, 32 - периферийные адаптеры локальной сети,
33 - периферийная системная интерфейсная магистраль,
34 - коммутатор сигнала признака повышенной энергоемкости объекта управления ("ППЭ"), выполненный в виде реле с обмоткой 34_P и нормально разомкнутыми контактами 34_K1, 34_K2,
35 - устройство контроля сопротивления изоляции, выполненное по одной из известных схем, например по схеме с источником опорного напряжения, приведенной в [7].

36 - преобразователь напряжения, предназначенный для преобразования сетевого трехфазного напряжения 3~ 220 В, 400 Гц в трехфазное напряжение 3~ 36 В, 400 Гц, выполненный в виде понижающего трансформатора, снабженного схемой контроля целостности фазовых цепей.

37 - устройство коммутации.

Каждый периферийный прибор 2 (3) связи с объектами управления содержит модули 26 цепей старта и модули 25 питания бортовой аппаратуры по количеству объектов управления (в рассматриваемом примере - четырех), модуль 24 вычислителя и вторичные источники 27 питания, входы которых и входы питания по переменному току модулей 25 питания БА подключены к сети трехфазного напряжения переменного тока (3~ 220 В, 400 Гц). Выход преобразователя 36 напряжения образует выход питания по переменному току модуля 25 питания БА.

ВИП 27 предназначены для преобразования сетевого напряжения 3~ 220 В, 400 Гц в стабилизированное напряжение ±27 В, 35 А. Схемы реализации ВИП широко известны из технической литературы. В рассматриваемом примере используется ВИП с сигнализацией об аварийном состоянии, схема которого приведена в описании изобретения системы электропитания корабельной радиоэлектронной аппаратуры [6].

Выходы четырех соответствующих ВИП 27 подключены к входам основного питания соответствующих модулей 26 ЦС. Выходы других четырех соответствующих ВИП 27 подключены к входам питания по постоянному току соответствующих модулей 25 питания БА. При этом выводы одноименных полюсов каждой пары ВИП 27, подключенных к модулям 25 питания БА, соединены посредством перемычек, в которые установлены контакты 34_K1, 34_K2 коммутатора 34 сигнала "ППЭ".

В модуле 25 питания БА к его входу питания по постоянному току подключены устройство 35 контроля сопротивления изоляции и устройство 37 коммутации, выход которого образует выход питания по постоянному току модуля 25 питания БА.

Модуль 24 вычислителя содержит объединенные посредством периферийной СИМ 33 периферийную ЭВМ 28, периферийные адаптеры 31, 32 локальной сети, подключенные соответственно к основной и резервной интерфейсным магистралям 4 и 5 информационного обмена, модуль 30 информационного обмена с объектами управления и периферийный адаптер 29 цифрового ввода-вывода, первая, вторая и третья группа входов-выходов которого образованы соответственно информационными выходами и управляющими входами модулей 26 цепей старта, информационными выходами и управляющими входами модулей 25 питания БА и информационными выходами ВИП 27 по сигналу аварийной неисправности.

Модуль 25 питания бортовой аппаратуры предназначен для подачи напряжения ±27 В, 35 А (при управлении объектами повышенной энергоемкости - ±27 В, 70 А) и трехфазного напряжения переменного тока (3~ 36 В, 400 Гц) в бортовые приборы объекта управления при наличии соответствующих управляющих сигналов на входах устройства 37 коммутации и при наличии сигнала исправности бортовой сети на выходе устройства 35 контроля сопротивления изоляции.

На схеме фиг. 3 модуля 25 питания БА обозначены
38 - шина положительного напряжения +27 В ("+"),
39 - шина отрицательного напряжения -27 В ("-"),
40 - контактор цепей трехфазного тока с обмоткой 40о и контактами 40_K,
41, 42 - коммутаторы управляющих сигналов, выполненные в виде реле с обмотками 41_P, 42_P, нормально разомкнутыми контактами 41_K1 и 42_K1 и нормально замкнутыми контактами 41_K2, 42_K2,
43, 44 - исполнительные реле с обмотками 43_P, 44_P и нормально разомкнутыми парами контактов 43_K1-43_K2 и 44_K1-44_K2 соответственно.

Входы и выходы шин 38, 39 образуют вход и выход питания по постоянному току модуля 25 питания БА. Между входами и выходами шин 38, 39 установлено устройство 37 коммутации, включающее коммутаторы 41, 42 управляющих сигналов, исполнительные реле 43, 44, контактор 40 цепей трехфазного тока, контакты 40_K которого установлены на входе преобразователя 36 напряжения, и коммутатор 34 сигнала "ППЭ".

Коммутатор 34 сигнала "ППЭ" может быть установлен в общем случае и в других блоках и устройствах системы вне блока 25.

В шину 38 "+" последовательно включены нормально разомкнутые контакты 43_K1 и 44_K1, а в шину 39 "-" - нормально разомкнутые контакты 43_K1 и 44_K2.

Входы питания устройства 35 контроля сопротивления изоляции подключены к шинам 38, 39 перед устройством 37 коммутации. Основной вход устройства 35 контроля сопротивления изоляции подключен к шине 39 "-" (за контактами 44_K2) через нормально замкнутые контакты 41_K2. Выход устройства 35 является информационным выходом модуля 25 питания БА, на котором формируется информационный сигнал "БС испр." (бортовая сеть исправна).

Перед контактами 43_K2 к шине 39 "-" подключены выводы "Б" обмоток 41_P и 42_P. Вывод "А" обмотки 41_P образует первый управляющий вход модуля 25 питания БА по сигналу "ВС испр." (бортовая сеть исправна), а вывод "А" обмотки 42_P - второй его управляющий вход по сигналу "Вкл.БА" (включить бортовую аппаратуру).

Перед контактами 43_K1 к шине 38 "+" подключены выводы "А" обмоток 43_P, 44_P исполнительных реле, обмотки 40_О контактора цепей трехфазного тока и обмотки 34_P коммутатора сигнала "ППЭ". Вывод "Б" обмотки 34_P через нормально замкнутые контакты 42_K2 подключен к третьему управляющему входу модуля 25 питания БА по сигналу признака повышенной энергоемкости объекта управления. Вывод "Б" обмотки 43_P через нормально разомкнутые контакты 41_K1 подключен к шине 39 "-", а выводы "Б" обмоток 44_P и 40_О подключены к шине 39 через нормально разомкнутые контакты 42_K1.

Каждый модуль 26 цепей старта представляет собой распределительное устройство с основным и аварийным входами питания и тремя выходами питания по постоянному току, с которых при наличии соответствующих сигналов на управляющих входах модуля 26 ЦС последовательно подается напряжение питания ±27 В, 35 А на исполнительные механизмы подготовки пуска (открывание крышек контейнеров объектов управления, запуск двигателей) и производства пуска.

На фиг.4 схемы модуля 26 цепей старта обозначены
45 - коммутатор основного питания, выполненный в виде реле с обмоткой 45_P и нормально разомкнутыми контактами 45_K1, 45_K2,
46 - коммутатор аварийного питания, выполненный в виде реле с обмоткой 46_P и нормально разомкнутыми контактами 46_K1, 46_K2, 46_K3,
47, 48, 49 - коммутаторы снятия блокировки с выходов питания, выполненные в виде реле с обмотками 47_P, 48_P, 49_P, нормально замкнутыми контактами 47_K1, 48_K1, 49_K1 и нормально разомкнутыми контактами 47_K2, 48_K2, 49_K2 соответственно,
50, 51, 52 - коммутаторы выходов питания, выполненные в виде реле с обмотками 50_P, 51_P, 52_P и парами нормально разомкнутых контактов 50_K1-50_K2, 51_K1-51_K2, 52_K1-52_K2 соответственно,
53 - коммутатор сигнала "Вкл. пит.АВ" (включить питание аварийного выброса), выполненный в виде реле с обмоткой 53_P, нормально замкнутыми контактами 53_K1 и нормально разомкнутыми контактами 53_K2,
54 - коммутатор сигнала "Вкл.ЦС" (включить цепи старта), выполненный в виде реле с обмоткой 54_P и нормально разомкнутыми контактами 54_K,
55, ...,60 - коммутаторы управляющих сигналов, выполненные в виде реле с обмотками 55_P, . ..,60_P и нормально разомкнутыми контактами 55_K,...,60_K соответственно,
61 - шина + 27В (+),
62 - шина - 27В (-),
63 - диодная развязка входов основного и аварийного питания.

Согласно фиг. 4 со стороны входа основного питания (подключенного к ВИП 27) в шинах 61 и 62 установлены нормально разомкнутые контакты 45_k1 и 45_K2 коммутатора основного питания, а со стороны входа аварийного питания (источник аварийного питания условно не показан) - нормально разомкнутые контакты 46_K1 и 46_K2 коммутатора аварийного питания.

Вывод "А" обмотки 45_P подключен к шине 62 "-" перед контактами 45_K2, а вывод "Б" через последовательно включенные нормально замкнутый контакт 53_K1 коммутатора сигнала "Вкл.пит.АВ" и нормально разомкнутый контакт 54_K коммутатора сигнала "Вкл.ЦС" соединен с шиной 61 "+" перед контактами 45_K1.

Аналогично перед контактами 46_K2 к шине 62 подключен вывод "А" обмотки 46_P, вывод "Б" которой соединен с шиной 61 (перед контактами 46_K1) через нормально разомкнутый контакт 53_K2. Перед контактами 46_K2 к шине 62 "-" подключен также вывод "А" обмотки 53_P, вывод "Б" которой служит управляющим входом коммутатора 53 и образует шестой управляющий вход модуля 26 ЦС, на который поступает сигнал "Вкл. пит. АВ".

Перед контактом 45_K2 к шине 62 подключены выводы "А" обмоток 54_P и 55_P, выводы "Б" которых образуют первый и третий управляющие входы модуля 26 ЦС по сигналам "Вкл.ЦС" (включить цепи старта) и "Кр. открыты" (крышки открыты) соответственно.

Между контактами 45_K2 и 46_K2 к шине 62 подключены выводы "А" обмоток 56_P, 57_P, 58_P, 59_P, 60_P остальных коммутаторов управляющих сигналов, выводы "Б" которых образуют соответственно второй, четвертый, пятый, седьмой и восьмой управляющие входы модуля 26 ЦС, на которые поступают управляющие сигналы "Откр. кр. " (открыть крышки), "Зап. дв." (запустить двигатели), "Пуск", "Открыты АВ" (открыты для аварийного выброса), "АВ" (аварийный выброс) соответственно.

Обмотки 47_P, 48_P, 49_P коммутаторов снятия блокировки с выходов питания включены параллельно между шинами 61 и 62 в промежутке между контактами 45_k1, 46_K1 и 45_K2, 46_K2. Нормально замкнутые контакты 47_K1, 48_K1, 49_K1 включены в перемычки, соединяющие выводы "+" и "-" первого, второго и третьего выходов питания соответственно, а нормально разомкнутые контакты 47_K2, 48_K2 и 49_K2 включены последовательно в виде цепи, вход которой подключен к шине 61 "+", а выход образует информационный выход модуля 26 ЦС, с которого передается информационный сигнал "ЦС включена" (цепь старта включена). Выводы "±" первого выхода питания модуля 26 ЦС соединены с шинами 61 и 62 через нормально разомкнутые контакты 50_K1 и 50_K2 соответственно, а выводы второго и третьего выходов питания - через нормально разомкнутые контакты 51_K1 - 51_K2 и 52_K1 - 52_K2.

Выводы "А" обмоток 50_P, 51_P и 52_P подключены к шине 62 "-" в промежутке между контактами 45_K2, 46_K2. Выводы "Б" обмоток 50_P и 51_P соединены с шиной 61 "+" через нормально разомкнутые контакты 56к и 57_K соответственно, а вывод "Б" обмотки 52р - через последовательно включенные нормально разомкнутые контакты 55_K и 58_K. Кроме этого, вывод "Б" обмотки 52р соединен с шиной 61 перед контактами 46_K1 через последовательно включенные нормально разомкнутые контакты 59_K, 60_K, 46_K3 и 53_K2.

Командно-стрельбовая информационно-управляющая система работает следующим образом.

Подключают систему к сети трехфазного напряжения переменного тока, а затем нажатием кнопки переключателя "Пит. вкл." на панели 14 контроля и управления пульта 1 оператора замыкают цепи питания ЭВМ 6, 7 пульта 1 оператора и ЭВМ 28 периферийных приборов 2 и 3 связи с объектами управления (схема подключения не приводится, т. к. не имеет значения для раскрытия сущности изобретения). После включения питания автоматически запускаются тестовые проверки, в ходе которых обеспечивается проверка центральных процессоров, оперативных запоминающих устройств, встроенных портов ввода-вывода, контроллеров прерываний, контроллеров СИМ и пр. и запускаются процедуры загрузки операционной системы.

Одновременно с включением ЭВМ трехфазное напряжение подается на вторичные источники 27 питания, с выходов которых напряжение постоянного тока поступает на устройства 35 контроля сопротивления изоляции соответствующих модулей 25 питания бортовой аппаратуры. При исправности цепей питания бортовой аппаратуры на выходах устройств 35 формируются сигналы "БС испр.", поступающие через вторую группу входов-выходов адаптера 29 ЦВВ в модуль 24 вычислителя, который транслирует их в пульт 1 оператора по основной или резервной интерфейсным магистралям 4 (5) информационного обмена. В случае неисправности любого из ВИП 27 сигнал неисправности поступает на третью группу входов-выходов адаптера 29 ЦВВ и передается на пульт 1 оператора.

При отсутствии сигналов неисправности ВИП 27 и наличии сигналов "БС испр. " на информационных выходах устройств 35 контроля сопротивления изоляции всех модулей 25 питания БА на панели 14 контроля и управления загорается индикатор "Гот. пит".

Система готова к основному режиму работы.

Основной режим работы включает проведение предстартовой подготовки, подготовку к пуску и осуществление пуска назначенных объектов управления.

В случае использования объектов управления повышенной энергоемкости, например объектов с телеметрической системой сбора информации, автоматически формируется сигнал признака повышенной энергоемкости, который транслируется, например, с пульта 1 оператора в соответствующий периферийный прибор 2 (3), в котором поступает на третий управляющий вход модуля 25 питания бортовой аппаратуры.

В модуле 25 питания бортовой аппаратуры сигнал "ППЭ" через нормально замкнутые контакты 42_K2 эапитывает обмотку 34_P коммутатора сигнала "ППЭ". Коммутатор срабатывает, и его контакты 34_K1, 34_K2 замыкаются, подключая ко входам шин 38 и 39 модуля 25 питания БА выходы двух источников 27 вторичного питания. При отсутствии сигнала "ППЭ" на входы питания по постоянному току каждого модуля 25 подается питание от одного ВИП 27.

Подача питания в бортовую аппаратуру объектов управления осуществляется управляющими сигналами "БС испр." и "Вкл.БА", которые программно формируются ЭВМ 6 пульта 1 оператора при исправности всех бортовых сетей, проверяемых устройствами 35 контроля сопротивления изоляции и исправности всех ВИП 27, и передаются с пульта 1 в модуль 24 вычислителя по основной магистрали 4 (в случае неисправности - по резервной магистрали 5) информационного обмена через адаптеры 20, 31 (или 21, 32) локальной сети. Далее в модуле 24 вычислителя эти сигналы поступают в адаптер 29 ЦВВ и передаются через его вторую группу входов-выходов на первый и второй управляющие входы соответствующего модуля 25 питания бортовой аппаратуры.

По сигналу "БС испр" в модуле 25 питания БА срабатывает коммутатор 41, нормально замкнутые контакты 41_K2 которого размыкаются, отключая устройство 35 контроля сопротивления изоляции от проверяемой бортовой сети. Одновременно замыкаются нормально разомкнутые контакты 41_K1, запитывая обмотку 43_P исполнительного реле 43, которое срабатывает, замыкая контакты 43_K1 и 43_K2 в шинах 38, 39.

По сигналу "Вкл. БА" срабатывает коммутатор 42, контакты 42_K2 которого размыкаются, разрывая цепь прохождения управляющего сигнала "ППЭ", а контакты 42_K1 замыкаются, вызывая срабатывание контактора 40 цепей трехфазного тока и исполнительного реле 44. В результате через контакты 40_K на вход преобразователя 36 напряжения поступает сетевое напряжение 3~ 220 В, 400 Гц, а с выхода преобразователя 36 напряжение 3~ 36 В, 400 Гц подается на соответствующие приборы объекта управления. Замыкаются также контакты 44_K1, 44_K2 в шинах 38 "+" и 39 "-", и напряжение ±27 В, 35 А поступает на соответствующие приборы объекта управления.

При сбое в работе ВИП 27 на пульт 1 оператора транслируется сигнал аварийной неисправности ВИП, и сигнал "БС испр." снимается с первого управляющего входа соответствующего модуля 25. При этом размыкаются контакты 41_K1, обесточивая обмотку 43_P исполнительного реле 43. Контакты 43_K1, 43_K2 размыкаются, и напряжение 27 В снимается с выхода шин 38, 39. После замены неисправного ВИП 27 предстартовая подготовка объекта управления возобновляется.

После включения питания бортовой аппаратуры проводится тестовая проверка исправности бортовых систем объектов управления с введением управляющих команд и приемом информации по кодовому каналу через модуль 30 информационного обмена с объектами управления, а затем система переходит к этапу предстартовой подготовки (ПП).

При этом на мониторе 10 появляется активное окно, в котором отображаются астрономическое время и дата, географические координаты, курс носителя системы, вводимые через адаптер 18 мультиплексного канала, данные об угловом положении платформ пусковых установок, вводимые через адаптер 17 параллельного интерфейса, информация о количестве исправных, назначенных, оставшихся в наличии, отмененных и вышедших объектов управления, таблица формуляров целей (без данных), а также кнопка "Select", используемая для выбора варианта ввода целеуказания (автоматический или ручной), кнопка "Ind" (индикация), при нажатии которой появляется активное окно с информацией о ходе предстартовой подготовки, кнопка "Doc" для включения устройства документирования, кнопка "Exit" для выхода из программы, набор кнопок, с помощью которых задаются этапы работы системы, кнопки, предназначенные для назначения объектов управления, отмены объектов управления и отмены целей, кнопка снятия блокировок и др., управляемые оператором вручную.

При выборе автоматического ввода данных целеуказания таблица формуляров целей заполняется данными, введенными через адаптер 19 последовательного интерфейса по каналу связи с системой целеуказания. Кроме того, необходимые данные могут дополнительно вводиться оператором вручную через активное окно "Ввод оператора". При ручном вводе данных целеуказаний все данные вводятся оператором.

При решении задачи целераспределения после нажатия оператором соответствующей кнопки на экране монитора 10 появляется графическая картинка с зонами досягаемости целей, а формуляр целей дополняется результатами решения задачи целераспределения в виде сообщений о выбранной вероятности поражения целей, назначенном количестве объектов управления и номерами назначенных объектов управления.

Необходимая информация вводится в назначенные объекты управления по основной или резервной интерфейсным магистралям 4, 5 и кодовому каналу связи через соответствующие адаптеры локальной сети и модуль 30 информационного обмена с объектами управления.

При невозможности проведения пуска ввиду ограничений по качке, дальности, углу послестартового разворота и др. ограничения могут быть сняты нажатием кнопки отмены блокировок.

На любом этапе предстартовой подготовки может быть также произведена отмена назначенных объектов управления и/или назначенных целей. При отмене назначенных объектов управления нажатием соответствующей кнопки на экране монитора оператор открывает окно, в котором появляется набор кнопок с номерами объектов управления, и нажатием необходимых кнопок производит отмену, при этом нажатые кнопки окрашиваются красным цветом. Аналогично нажатием кнопки отмены целей открывается окно с кнопками, обозначающими цели, и нажатием соответствующих кнопок производится отмена целей.

Для полной отмены пуска, которая возможна на любом этапе предстартовой подготовки, оператор использует кнопку "Отмена пуска" панели 14 контроля и управления.

При возникновении неисправностей, которые приводят к автоматической отмене пуска отдельных объектов управления, на экран монитора выводится сообщение о вышедших и отмененных объектах с указанием причин, приведших к отмене.

По окончании этапа предстартовой подготовки на экране монитора появляется сообщение "Конец ПП". Система готова к производству пуска назначенных объектов управления.

Для производства пуска поворотом ключа "Откл.-вкл." на панели 14 контроля управления пульта 1 разрешается включение цепей старта, и на первый управляющий вход модуля 26 цепей старта назначенного объекта (объектов) управления через СИМ 8, адаптер 20 (21) локальной сети, интерфейсную магистраль 4 (5), адаптер 31 (32) локальной сети, СИМ 33 и адаптер 29 ЦВВ автоматически передается управляющий сигнал "Вкл. ЦС".

По сигналу "Вкл. ЦС" в модуле 26 срабатывает коммутатор 54, контакты 54_K которого замыкаются, запитывая обмотку 45_P коммутатора основного питания через нормально замкнутый контакт 53_K1. Коммутатор 45 срабатывает, контакты 45_K1, 45_K2 замыкаются, и напряжение ±27 В от ВИП 27 поступает на шины 61, 62. При этом запитываются обмотки 47_P, 48_P, 49_P коммутаторов снятия блокировки с выходов питания, которые срабатывают, размыкая нормально замкнутые контакты 47_K1, 48_k1, 49_K1 в перемычках между выводами "+" и "-" каждого из трех выходов питания. Одновременно замыкаются нормально разомкнутые контакты 47_K2, 48_K2, 49_K2, и на выходе модуля 26 формируется информационный сигнал "ЦС включена", поступающий через первую группу входов-выходов адаптера 29 ЦВВ в модуль 24 вычислителя, а с него на пульт 1.

При получении этого сигнала ЭВМ 6 автоматически формируется управляющий сигнал "Откр. кр.", который передается на второй управляющий вход модуля 26 ЦС. По этому сигналу срабатывает коммутатор 56. Его контакты 56_K замыкаются, приводя к срабатыванию коммутатора 50 первого выхода питания, контакты 50_K1 и 50_K2 замыкаются, и напряжение ±27 В с первого выхода питания подается на исполнительные механизмы пусковой установки, открывающие крышки контейнеров, в которых установлены объекты управления.

Аналогично по сигналу "Зап. дв.", поступающему через четвертый управляющий вход модуля 26 ЦС на управляющий вход коммутатора 57, замыкается цепь питания обмотки 51р коммутатора второго выхода питания, замыкаются контакты 51_K1, 51_K2, и напряжение ±27 В со второго выхода питания модуля 26 ЦС подается на запуск двигателей объекта управления.

После открытия крышки контейнера назначенного объекта управления с пусковой установки по релейному каналу связи через адаптер 15 ЦВВ передается в пульт 1 оператора сообщение "Кр. откр.", которое транслируется с пульта 1 на третий управляющий вход модуля 26 ЦС. Коммутатор 55 срабатывает, замыкая контакты 55_K.

Команда "Пуск" вводится оператором нажатием кнопки "Пуск" на панели 14 контроля и управления. По этому сигналу, который транслируется на пятый управляющий вход модуля 26 ЦС, срабатывает коммутатор 58, и его контакты 58_K замыкают цепь питания обмотки 52_P коммутатора третьего выхода питания. Контакты 52_K1, 52_K2 замыкаются, и на третьем выходе питания модуля 26 ЦС появляется напряжение ±27В, запитывающее исполнительный механизм производства пуска.

После окончания пуска на мониторе появляется сообщение "Конец пуска", информация о количестве исправных, назначенных, оставшихся в наличии, отмененных объектов управления и кнопка "Док. ", нажатием которой включается устройство 13 документирования.

Аварийный выброс объектов управления производится при ручном вводе управляющих сигналов с панелей аварийного управления, установленных на пульте 1 или периферийных приборах 2, 3 (для простоты на фиг 1 не показаны). При этом по сигналу "Вкл.пит. АВ", поступающему через шестой управляющий вход модуля 26 ЦС на управляющий вход коммутатора 53, размыкаются контакты 53_K1, обесточивая обмотку 45р коммутатора основного питания, и замыкаются контакты 53_K2, в результате чего срабатывает коммутатор 46 аварийного питания. Контакты 45_K1, 45_K2 размыкаются, замыкаются контакты 46_K1, 46_K2, 46_K3, и шины 61 и 61 отключаются от источника 27 вторичного питания и подключаются к резервному источнику питания. Далее при поступлении сигналов "АВ" и "Откр.АВ" на коммутаторы 59 и 60 замыкаются контакты 59_K и 60_K, и вывод "Б" обмотки 52_P коммутатора третьего выхода питания подключается к шине 61 "+" через цепь контактов 59_K, 60_K 46_K3 и 53_K2. Коммутатор 52 срабатывает, и с третьего выхода питания модуля 26 ЦС на объект управления подается питание для производства пуска.

Таким образом, предлагаемая корабельная командно-стрельбовая информационно-управляющая система обладает широкими функциональными возможностями, повышенной надежностью функционирования и отказоустойчивостью за счет распределения функций между ЭВМ пульта оператора и ЭВМ периферийных приборов связи с объектами управления, что позволяет сохранить работоспособность системы при исправности хотя бы одной ЭВМ пульта оператора и одной периферийной ЭВМ и хотя бы одного канала информационного обмена.

Кроме этого, система обеспечивает автоматический контроль исправности цепей вторичного электропитания и этапов прохождения управляющих сигналов, автоматическую блокировку пуска в ходе предстартовой подготовки объектов управления и возможность ручного управления аварийным выбросом объектов управления.

Система также позволяет наращивать функциональные возможности за счет подключения дополнительных ЭВМ и дополнительных адаптеров.

Представленные чертежи и описание системы позволяют, используя существующую элементную базу, изготовить систему промышленным способом и использовать для сбора информации, решения боевых задач и выработки сигналов управления пусковыми установками системы вооружения корабля, что характеризует предлагаемое изобретение как промышленно применимое.

Источники информации
1. Пат. США 4065809, кл. G 06 F 15/16, 1977г.

2. Пат. США 3959775, кл. G 06 F 15/16, 1976г.

3. А.С. СССР 742943, кл. G 06 F 15/16, 1980г.

4. А.С. СССР 907551, кл. G 06 F 15/16, 1982г.

5. Пат. РФ 2163392 на изобретение, кл. G 06 F 15/16, опубл. 20.02.2001г. (прототип).

6. Пат. РФ 2124260, МПК H 02 J 13/00, публикация 27.12.98 г.

7. Свид. 11346 на ПМ, МПК G 01 R 27/18, публикация 16.09.99 г.

Изобретение относится к боевым информационно-управляющим системам и может быть использовано для управления системами вооружения корабля или транспортного средства берегового базирования при автоматическом или ручном вводе данных целеуказания от обеспечивающих систем. Техническим результатом является обеспечение высокой надежности функционирования и отказоустойчивости при снижении аппаратурных затрат. Устройство содержит пульт оператора, состоящий из двух ЭВМ, двух системных интерфейсных магистралей, четырех адаптеров локальной сети, клавиатуры, устройства документирования, монитора, видеоадаптера, адаптера мультиплексного канала, ДЗУ, адаптера цифрового ввода-вывода, панели контроля и управления, адаптера параллельного интерфейса и адаптера последовательного интерфейса, две интерфейсные магистрали информационного обмена, два периферийных прибора связи с объектами управления, каждый из которых содержит модуль вычислителя, модули цепей старта и модули питания бортовой аппаратуры. 4 ил.

Командно-стрельбовая информационно-управляющая система, содержащая пульт оператора, оснащенный двумя электронно-вычислительными машинами (ЭВМ), подключенными соответственно к первой и второй системным интерфейсным магистралям (СИМ), которые посредством соответствующих адаптеров локальной сети соединены с основной и резервной интерфейсными магистралями информационного обмена, а также клавиатурой и устройством документирования, подключенными к первой ЭВМ, монитором, связанным через видеоадаптер с первой СИМ, адаптером мультиплексного канала, подключенным ко второй СИМ, долговременным запоминающим устройством и адаптером цифрового ввода-вывода, подключенными к первой СИМ, и панелью контроля и управления, соединенной с первым входом-выходом адаптера цифрового ввода-вывода, отличающаяся тем, что в нее введены периферийные приборы связи с объектами управления, в пульт оператора дополнительно введены адаптер параллельного интерфейса и адаптер последовательного интерфейса, а адаптер цифрового ввода-вывода имеет дополнительный вход для связи по релейному каналу с пусковыми установками, при этом вход адаптера параллельного интерфейса служит для ввода данных об угловом положении платформ пусковых установок, вход адаптера последовательного интерфейса - для связи с системой целеуказания, а вход адаптера мультиплексного канала - для связи с навигационной системой, каждый периферийный прибор связи с объектами управления содержит модуль вычислителя, модули цепей старта и модули питания бортовой аппаратуры по количеству объектов управления и вторичные источники питания, подключенные к сети трехфазного напряжения переменного тока, выходы соответствующих вторичных источников питания подключены непосредственно к модулям цепей старта и с возможностью попарного объединения по сигналу признака повышенной энергоемкости объекта управления - к модулям питания бортовой аппаратуры, модуль вычислителя содержит подключенные к периферийной СИМ периферийную ЭВМ, два периферийных адаптера локальной сети, соединенные соответственно с основной и резервной интерфейсными магистралями информационного обмена, модуль информационного обмена с объектами управления, выполненный в виде адаптера последовательного интерфейса с число-импульсным способом кодирования, и периферийный адаптер цифрового ввода-вывода, первая группа входов-выходов которого образована информационными выходами и управляющими входами модулей цепей старта, вторая - информационными выходами и управляющими входами модулей питания бортовой аппаратуры, а третья - информационными выходами вторичных источников питания по сигналу аварийной неисправности, каждый модуль питания бортовой аппаратуры содержит связанные между собой устройство контроля сопротивления изоляции, преобразователь напряжения, выход которого является выходом питания по переменному току модуля питания бортовой аппаратуры, и устройство коммутации, выход которого является выходом питания по постоянному току модуля питания бортовой аппаратуры, а каждый модуль цепей старта выполнен в виде распределительного устройства, имеющего раздельные выходы для последовательной подачи напряжения питания постоянного тока на соответствующие исполнительные механизмы подготовки и производства пуска объекта управления.