ЖУРНАЛ СТА №3/2022

ем изменений в системы управления и электропитания, которые потребовали перепроектирования. Незапланирован- ная авария позволила спроектировать и расширение функциональных возмож- ностей комплекса за счёт применения автоматизированной системы управле- ния центрифугой с использованием российского оборудования и программ- ного обеспечения. Документация 1963 года была уста- ревшей, не существовала в электрон- ном виде и не была актуальной. Под- робное описание особенностей и режи- мов работы всего комплекса центрифу- ги осуществлялось в тесном сотрудни- честве с эксплуатирующим персоналом. После выбора принципиальных реше- ний по составу оборудования управле- ния оказалось, что с применением принципиально новых устройств, не су- ществовавших в 1963 году, математиче- ские модели должны быть иными. Было принято, что поведение скорости вра- щения центрифуги может быть упро- щено и представлено как вращение идеального тела в невесомости с пере- менной величиной момента инерции. На рис. 2 представлена модель основ- ного движения, где звено W1 описыва- ет зависимость угловой скорости ω и углового положения α от величины управляющего (опорного) напряжения на тиристорных преобразователях. Зве- но W2 описывает зависимость перегруз- ки n от угловой скорости [3]. Задача системы управления – повто- рить максимально реалистично линей- ный полёт, воспроизвести динамику пе- регрузок и сберечь здоровье летного со- става, проходящего испытания во вре- мя старта вращения, при быстрых и ава- рийных остановах. Для реализации этих задач сначала были смоделированы си- стема управления и процесс вращения объекта. Для этого нашими инженера- ми, уже ранее сталкивающимися с та- кими задачами при проектировании аналогичной системы управления цен- трифуги в ЦПК им. Ю.А. Гагарина, бы- ла разработана математическая модель и проведена оценка её работы в среде MasterSCADA 4D на языках ST и C# (рис. 3). О СНОВНОЙ СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ Для главного движения использует- ся запущенный в работу в 1963 году электропривод. За подачу напряжения 10 кВ через трансформатор отвечает КРУ TER_SP15_Etalon производства ООО «Таврида Электрик МСК», а регу- лирование происходит через систему управления комплектным тиристор- ным электроприводом производства ООО «Электротехсервис» (Новотроицк). Цифровая система регулирования шка- фа обеспечивает поддержание в задан- ных пределах напряжения и тока якоря электродвигателя. Изменение других параметров центрифуги для создания ощущений, связанных с перегрузками, близкими к тем, которые предстоит ис- пытать лётчику во время полёта при разных обстоятельствах, возложено на верхнеуровневую систему управления. Эта же верхнеуровневая АСУ обеспечи- ла расширение функциональных воз- можностей центрифуги и её интегра- цию с существующими программными комплексами моделирования лётной деятельности и отработки эргономиче- ских характеристик современных мане- вренных самолётов, а также предостав- ления возможности оператору точно знать и понимать состояния всех со- ставных частей во время вращения. Всё перечисленное выше, и не только, необходимо было решить команде инженеров. Сердце системы – два шка- фа управления с контроллерами TREI ‑ 5B ‑ 05 M903E (фирма «Треи», Пенза) со средой разработки и испол- нительной системой MasterSCADA 4D (компания «МПС софт», Москва). П РИДУМАТЬ , ДЕЙСТВОВАТЬ … Особенности и сложности в работе: ● работа с критически важным объ- ектом; ● конструирование и изготовление принципиально нового пульта опера- тора вращения для дистанционного управления центрифугой и шкафа автономного управления главным электроприводом (силового преобра- зователя); ● разнообразие вспомогательных про- цессов и алгоритмов (режимы запус- ка, вращения, останова, блокировки и сигнализации); ● реализация специальных алгоритмов для воспроизведения имитации пере- грузки во время вращения; ● специализированный интерфейс опе- ратора; ● необходимость уточнения парамет- ров процесса «на ходу» при тесной со- вместной работе со специалистами ЦНИИ. В этой статье мы имеем возможность остановиться лишь на некоторых ключевых моментах решения. Работа с критическим объектом — это не только ответственность за жизнь и здоровье лётчиков, но и соблюдение большого списка требований: радиоэлектронной защиты, живучести и стойкости к внешним воздействиям, надёжности. Система автоматизации построена как распределённая многоуровневая и с использованием преимущественно рос- сийского оборудования. Сервер, преобразователи интер- фейсов, коммутаторы и мониторы за- куплены импортные. MasterSCADA используется не только как SoftLogic в контроллере (MasterSCADA 4D), но и как SCADA на верхнем уровне (MasterSCADA 3): обработка и архиви- рование данных, реализация интерфей- сов оператора, интеграция со смежны- ми системами, отчёты, тренды. Как и все другие этапы, проектирова- ние пульта дистанционного управле- ния оператора вращения центрифугой (далее – ПДУ) проходило в тесном со- П РОЕ К Т Ы Рис. 3. Интерфейс проверки работы модели основного движения центрифуги СТА 3/2022 61 www.cta.ru