Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

ТЕМА: «Разработка предложений по внедрению автоматизированных средств контроля (диагностирования) средств многоканальной электросвязи»

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список используемых сокращений

Отзыв

Рецензия

Введение

1.ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ КРНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ В АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА СВЯЗИ

1.1 Анализ технологии диагностирования (контроля) технического состояния аппаратно-программных средств связи

1.2 Анализ требований к автоматизированным системам диагностирования (контроля) аппаратно-программных средств связи

1.3 Целесообразность применения автоматизированного контрольно-измерительного оборудования для проведения диагностирования (контроля) аппаратно-программных средств связи

1.4 Возможные подходы совершенствования автоматизированных систем диагностирования (контроля) технического состояния аппаратно-программных средств связи. Постановка задач на дипломное проектирование

Выводы

2. МЕТОДИКА ВЫБОРА СРЕДСТВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ (КОНТРОЛЯ) ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СРЕДСТВ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

2.1 Анализ функциональных возможностей и технических характеристик средств измерений для технического диагностирования (контроля) технического состояния средств связи

2.2 Методика выбора комплекта средств измерений для автоматизированного контрольно-измерительного оборудования

2.3 Синтез общей структуры автоматизированного контрольно-измерительного оборудования

2.4 Разработка структурной схемы автоматизированного контрольно-измерительного оборудования

Выводы

3. ВОЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО ВНЕДРЕНИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ (КОНТРОЛЯ) ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СРЕДСТВ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

3.1 Предложения по внедрению и совершенствованию технологии диагностирования (контроля) аппаратно-программных средств связи

3.2 Экономические затраты и оценка стоимости средств диагностирования (контроля) технического состояния средств многоканальной электросвязи

3.3 Оценка эффективности внедрения и использования автоматизированного контрольно-измерительного оборудования

Заключение

Список используемой литературы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АК ? агрегатные комплексы

АКИО ? автоматизированное контрольно ? измерительное оборудование

АКПМ ? агрегатные комплексы приборно ? модульные

АКФМ ? агрегатные комплексы функционально ? модульные

АПСС - аппаратно ? программные средства связи

АТО ? аппаратная технического обеспечения

АСУ ? автоматизированные системы управления

АЧХ ? амплитудно ? частотная характеристика

ВКЛ ? включить

ВТС ? военная техника связи

ВЧ ? высокочастотный

ГО генераторное оборудование

ДУ - дистанционное управление

ЗГ - задающий генератор

ЗИП - запасное имущество и принадлежности

КОА - каналообразующая аппаратура

КОП - канал общего пользования

КТЧ - канал тональной частоты

КЧ-Н - контрольная частота - наклонная

КЧ-П - контрольная частота - плоская

ЛУ - линейный усилитель

НЧ - низкочастотный

ОПС - отдельный полк связи

ОС - операционная система

ПСС - постанционная служебная связь

ПТОР - пункт технического обслуживания и ремонта

РЕГ - регулятор

СИ - средства (система) измерения

СИА - средства измерений и автоматизации

СПО - специальное программное обеспечение

СС - служебная связь

ТС - техника связи

ТЭЗ - типовой элемент замены

УВД - устройство внутренней диагностики

УСС - участковая служебная связь

ЧРК - частотное разделение каналов

ЧХ - частотная характеристика

ШД - шина данных

ШК - широкополосный канал

ШУ - шина управления

ЭВМ - электронновычислительная машина

Введение

Реформирование Вооруженных Сил РФ в современных условиях имеет ряд специфических особенностей, которые продиктованы состоянием экономики страны, внутренней и внешней политики государства, состояния общества в целом.

С развитием современных технологий, берёт своё развитие новая военная техника связи на цифровой основе, имеющие в своем составе, как аппаратные, так и программные составляющие, получившие название аппаратно-программных средств связи, в которых внедрены современные микроэлементы, заменяющие громоздкие и старые, отработавшие свой ресурс эксплуатации или пришедшие в неисправное состояние радиоэлементы.

Следует отметить, что в связи с вышеизложенными фактами, возникла новая проблема, отставания средств и методов технической диагностики от самих объектов. Наиболее острой задачей является проведение диагностики АПСС и в целом военной техники связи, техническое обслуживание и ремонт, контроль работоспособности АПСС, в условиях дефицита времени, личного состава экипажей и специалистов ремонтных органов.

Решение задач управления и обеспечения войск АПСС в современных условиях достигается развертыванием сложной системы связи, состояние которой определяется степенью готовности к боевому применению техники связи и автоматизации, т.е. эффективностью работы системы технического обеспечения и выучки личного состава экипажей, ремонтных органов, а также способностью штабов и командиров управлять системой связи.

Анализ существующей комплектации войск АПСС системы ТО и ремонта показывает, что поддержание их эксплуатационной надежности АПСС на высоком уровне невозможно без разработки и внедрения в повседневную практику войск автоматизированных комплексов аппаратуры ТО и диагностирования.

При ТО важно сократить время простоя АПСС на обслуживании. Наиболее полно эту задачу можно решить при организации четкого планирования, взаимодействия привлекаемого личного состава и эффективного руководства в ходе проведения работ, а также при обеспечении высокой степени автоматизации измерений, анализа и представления результатов измерений в удобном виде для последующего использованию.

Таким образом, целью данной работы является определение эффективности применения автоматизированного контрольно-измерительного оборудования (АКИО) для ТО, ремонта и диагностирования АПСС в частях связи.

Объект- система диагностирования и контроля средств МЭС.

Предмет - автоматизированные средства диагностики и контроля.

Проведенный анализ в работе существующей системы ТО и ремонта, позволил осуществить выбор путей ее совершенствования. На основе проведённого анализа обоснованы требования и разработана методика внедрения АКИО. Особое внимание уделяется характеристике её программного обеспечения. Также дана ориентировочная оценка стоимости АКИО и оценка эффективности внедрения предлагаемых решений. В завершении даны предложения по использованию АКИО.

Решение указанной задачи позволит существенно улучшить технологию проведения ТО и ремонта, что в свою очередь, сократит время на их проведение, обеспечит продление срока эксплуатации и высокую степень готовности АПСС.

1. ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ВНЕДРЕНИЯ автоматизированных контрольно-измерительных приборов в аппаратно-програмные средства связИ

1.1 Анализ технологии диагностирования (контроля) технического состояния аппаратно - программных средств связи

В современных условиях применения АПСС система связи предъявляет все более жесткие требования к их надежности функционирования и к качеству диагностирования (контроля).

Следует отметить, что система ТО и ремонта в Вооруженных силах РФ является планово-предупредительной и основывается на обязательном проведении установленных видов ТО всех составных частей вооружения и военной техники в зависимости от ее состояния. Чтобы реализовать установленные требования необходимо наличие соответствующего оборудования (материального и диагностического) обеспечения.

Вместе с тем, ремонт АПСС в полевых условиях, особенно до функционального узла и микроэлемента, практически не проводится из-за отсутствия определенной технологической базы аппаратных технического обеспечения (АТО) и усложняющихся, в последнее время, микроэлементной составляющей, применяемой в АПСС. Поэтому решение задачи по автоматизации и универсализации АТО с включением в ее состав необходимого перечня СИ, автоматизированных средств диагностики и контроля, общего и специального программного обеспечения и специального оборудования для проведения необходимого ремонта (ТР, СР) до радиоэлемента, как никогда актуальна.

Исходя из [8] следует, что ТО есть комплекс работ, проводимых с целью поддержания техники связи и АСУ в исправном или работоспособном состоянии при хранении, транспортировании, подготовке к использованию и использовании по назначению.

Для проведения анализа технологии ТО, необходимо учитывать следующие задачи:

- предупреждение преждевременного износа механических элементов и ухода электрических параметров аппаратуры за пределы установленных норм;

- выявление и устранение неисправностей и причин их возникновения;

Следствием выполнения качественного и своевременного проведения ТО и ремонта является продление межремонтных ресурсов (сроков) и сроков службы АПСС.

Управление состоянием АПСС достигается путем измерения всех параметров аппаратуры и ее составных частей (средств подвижности, РХБЗ, СИВ и т.д.), предусмотренных технической документацией, и доведение их до установленных норм. В большинстве случаев, данные мероприятия должны выполняться специалистами высокой квалификации, с помощью встроенных систем контроля, широкого привлечения средств измерений (СИ), аппаратурой диагностирования АПСС и ЭВМ (если она предусмотрена). Ремонт, то есть восстановление АПСС, напрямую зависит от качества и своевременности проведения ТО и их профилактики, глубины диагностирования, после чего приводит к сокращению объема работ по устранению неисправностей АПСС. Вид ТО каждой составной части определяется в зависимости от величины наработки (пробега) или календарных сроков с учетом условий эксплуатации, а также фактического состояния. ТО АПСС, входящей в комплект ВВТ других родов войск, осуществляется одновременно с обслуживанием основной составной части образца вооружения и военной техники. Для техники связи и АСУ текущего обеспечения предусматриваются следующие виды ТО:

1. Контрольный осмотр (КО) техники связи и АСУ проводится перед маршем, занятиями, учениями, транспортированием, на привалах, перед преодолением водной преграды и по его завершению. Он проводится с целью проверки готовности составных частей техники к использованию по назначению и включает:

- проверку наличия и состояния основных комплектующих изделий средств связи и АСУ, надежности крепления узлов, блоков, приборов, табельного и нетабельного имущества;

- работы, предусмотренные КО средств подвижности;

1.проверку исправности и готовности электроустановок к применению;

2.проверку наличия средств пожаротушения и обеспечения безопасности личного состава при эксплуатации техники связи и АСУ.

Следует отметить, что КО проводиться личным составом экипажей и не требует дополнительного оборудования, инструмента и автоматизации процессов.

2. Ежедневное техническое обслуживание (ЕТО) проводится на технике связи и АСУ, работающей непрерывно (или с небольшими перерывами) в течение одних суток, а также после марша, занятий, транспортирования и предусматривает выполнение следующих основных работ:

- проверку внешнего состояния и чистку аппаратуры без вскрытия блоков и монтажа;

- проверку надежности и исправности блокировок и заземления, надежности присоединения полумуфт и разъемов;

- проверку надежности крепления узлов, блоков, приборов, табельного и другого имущества;

- проверку состояния источников питания электроэнергией, антенно-мачтовых устройств и фидерных линий, исправности линий служебной связи, дистанционного управления и сигнализации, вводных щитов и подсветок;

- проверку работоспособности и проведение необходимых регулировок аппаратуры и оборудования по встроенным приборам и в заданном режиме работы;

- проверку наличия и исправности средств пожаротушения и защиты личного состава;

- уборку рабочих мест, помещений, отсеков.

Выполнение работ ЕТО осуществляются силами экипажей (дежурных смена) под руководством начальников станций (старших дежурных смен). Качественное проведение ЕТО достигается с помощью инструмента и принадлежностей одиночного комплекта ЗИП, применением простых приборов типа Ц-4315 (Ц-4353, ВУ-15) и эксплуатационно-расходными материалами.

3. Техническое обслуживание № 1 (ТО-1) проводится один раз в месяц на всей технике связи и АСУ текущего обеспечения независимо от интенсивности ее использования, как правило, в парко-хозяйственные дни, а также после учений и предусматривает выполнение следующих основных работ:

- работы в объеме ЕТО;

- детальный осмотр и чистку блоков всей аппаратуры;

- проверку, чистку, регулировку контактов, переключателей, разъемов и т. д.;

- проверку работоспособности комплектующих изделий во всех режимах с использованием встроенной системы контроля, входящих в комплект средств измерений. Выполнение данных работ необходимо осуществить с помощью автоматизированных систем контроля на базе ЭВМ, автоматизированными системами диагностирования, в связи с чем уменьшиться количество привлекаемого личного состава и время проведения работ;

-проведение при необходимости электрических и механических регулировок, а также чистку и смазку трущихся частей;

-проверку состояния систем освещения, отопления и вентиляции;

-доукомплектование одиночного комплекта ЗИП и израсходованных эксплуатационно-расходных материалов.

Отмечено, что ТО-1 проводится личным составом экипажей (дежурных смен) на закрепленных средствах связи под руководством командиров подразделений. К выполнению работ привлекается личный состав ремонтных подразделений (подразделений обслуживания и ремонта). При работах используются запасные части и материалы согласно нормам расхода на эксплуатацию, инструмент и принадлежности одиночного и группового комплектов ЗИП, оборудование и средства измерений ремонтных подразделений (подразделений обслуживания и ремонта).

4. Техническое обслуживание № 2 (ТО-2) проводится один раз в год на всей технике связи и АСУ текущего обеспечения и предусматривает выполнение следующих основных работ:

-работы в объеме ТО-1;

-измерение параметров и характеристик аппаратуры, предусмотренных эксплуатационной документацией, и доведение их до установленных норм;

проверку и замену электрорадиоэлементов, гермопрокладок и других материалов, имеющих ограниченный срок службы;

-проверку правильности ведения формуляров (паспортов) и другой эксплуатационной документации.

При выявлении неработоспособности техники связи и АСУ на ней может быть произведён текущий ремонт силами экипажей или специалистами-ремонтниками АТО, в зависимости от сложности повреждения (отказа).

Работы ТО-2 проводятся личным составом экипажей (дежурных смен) на закрепленных средствах связи. К выполнению сложных работ и измерению параметров привлекаются инженерно-технический состав и личный состав ремонтных подразделений. При работах используются запасные части и материалы согласно нормам расхода на эксплуатацию, инструмент и принадлежности одиночного и группового комплектов ЗИП, оборудование и СИ ремонтных подразделений (подразделений обслуживания и ремонта). От качества проведения ТО-2 зависит техническое состояние, дальнейшее применение, и готовность АПСС к выполнению возложенных задач по управлению войсками.

5. Сезонное техническое обслуживание (СО) проводится при подготовке техники связи и АСУ к эксплуатации в осенне-зимний и весенне-летний периоды и, как правило, совмещается с проведением ТО-1 или ТО-2. Перечень работ СО, обеспечивающих перевод техники связи и АСУ на предстоящий период эксплуатации, указывается в эксплуатационной документации на средства связи и АСУ (в инструкции по ТО средств связи), средства подвижности, источники питания электроэнергией и другие составные части комплексной техники.

6. Регламентированное техническое обслуживание (РТО) проводится с целью обеспечения работоспособности техники связи и АСУ с ограниченной наработкой в течение длительного периода эксплуатации.

Конкретное содержание работ, выполняемых при ЕТО, ТО-1 и ТО-2, для каждого типа средств связи и АСУ определяется эксплуатационной документацией (в инструкции по ТО образца ТС и АСУ). В документации для каждого вида обслуживания приводятся перечни операций, последовательность и технология их выполнения, инструмент, принадлежности и материалы, необходимые для выполнения работ. В перечнях выделяются операции, являющиеся обязательными при данном виде ТО, и операции, которые могут проводиться в зависимости от фактического технического состояния.

Вывод: Таким образом, диагностика (контроль) АПСС проводиться при определённом техническом состоянии АПСС, а также при проведении планового ТО средств, и после проведённого ремонта в мастерских связи или на ремонтных предприятия.

1.2 Анализ требований к автоматизированным системам диагностирования (контроля) аппаратно-программных средств связи

Повышенные требования к надёжности современной техники, невозможность реализации ручными методами сложных алгоритмов её диагностирования обусловливают необходимость автоматизации процессов контроля и поиска дефектов, как на этапе изготовления аппаратуры, так и на этапе её эксплуатации. Эта проблема может решаться применением автоматизированных систем диагностирования.

К автоматизированным системам диагностирования предъявляются различные требования. АСД должна обеспечивать:

- обнаружение и поиск дефектов с заданной глубиной диагностирования;

- параметрический и логический контроль при различных уровнях сигналов на входах изделия, различных напряжениях питания, при изменении нагрузки на входе;

- гибкость модульной структуры, позволяющая диагностировать состояние различных модификаций контролируемых объектов и составляющих их конструктивных единиц в виде плат, типовых элементов замены, кассет;

- развитую систему программного обеспечения, позволяющую вести работу в режиме реального времени; записывать алгоритмы диагностирования, тестовую информацию на удобном для пользователя языке;

- формирование библиотеки программ, реализующих различные алгоритмы диагностирования; легко вносить изменения в тестовые программы и данные при модификации диагностируемого изделия;

- самотестируемость.

В настоящее время средства диагностики, средства измерения (СИ) и автоматизации АПСС достигли достаточно высокого уровня развития и в большинстве случаев имеют наивысшие точность и достоверность выполнения измерительных задач.

Переход с аналоговых на цифровые сети связи в России, приведет к дальнейшему изменению системы связи и в Вооруженных сил Российской Федерации, а, следовательно, и к изменению подходов к разработке состава диагностического оборудования (модернизации), а именно, автоматизированных систем контроля и средств диагностики. В настоящее время для комплектации АПСС и ремонтных органов, широко применяются:

1. Гибкие измерительные системы, построенные на базе цифровой техники (ГИС). Они позволяют программным способом производить измерения различных величин и менять режим работы системы. При этом аппаратная часть измерительной системы не изменяется. По структурному построению ГИС подразделяются на интерфейсы, микропроцессорные и компьютерно - измерительные. Последние создаются путем объединения с помощью специальной магистрали в одну измерительную систему компьютера, измерительных приборов и устройств отображения информации. Связь между компьютером и всеми остальными узлами и их совместимость обеспечиваются с помощью совокупности аппаратных, программных и конструктивных средств. Устройство сопряжения компьютера со средствами измерений или другими внешними системами называют интерфейсом. В МП ГИС все узлы подключаются непосредственно к магистрали МП. Встроенные МП осуществляют сервисные операции, обеспечивают различные режимы и определяют ряд параметров сигнала или цепи. Работа таких приборов выполняется в соответствии с программами, заложенными в запоминающее устройство.

2.Аппаратура контроля и диагностики АПСС на основе модульного, автоматизированного контрольно - измерительного оборудования (АКИО) Основными конструктивными единицами АКИО нового поколения являются сменные измерительные модули ("прибор на плате"), обьедененные в базовый блок с магистралью, которые, в свою очередь, могут также обьеденяться в конструкцию стоечного типа. Каждый базовый блок должен содержать командный модуль приборные модули. Кроме этого, предусматривается применение внешних дополнительных измерительных приборов общего назначения по интерфейсу КОП. В качестве системного контроллера подлежит использованию высокопроизводительная ЭВМ, на начальной стадии разработки как внешнего узла, а в дальнейшем, как модуля в базовом блоке.

Данные АСК и АСД нашли применение в средствах связи каналообразования, находящихся, частично, в единой АСУС. В качестве объектов можно назвать аппаратные цифрового каналообразования П-266 (”Кузов”), комплекс цифровых радиорелейных станций ”Норма”, комплекс многонаправленной цифровой радиорелейной связи Р-415 АМ (”Ускорение-3”), цифровая тропосферная станция Р-423-2АМ (БМ) (”Бриг-2АМ”), ”Сосник”, радиорелейные станции Р-419 МЦ и другие.

Электрическое и механическое сопряжение диагностируемого отказавшего узла АПСС с базовым блоком должно обеспечиваться с помощью блока сопряжения с объектом контроля через сменный адаптер. Этот же блок должен выполнять программную коммутацию стимулирующих и измерительных цепей с целью создания измерительных схем для различных видов контроля и объединения всех сигналов в единое поле взаимодействия с диагностируемым узлом АПСС или разделением основных и второстепенных характеристик;

- Информационно-измерительные системы;

- Интеллектуальные измерительные системы;

- Автоматизированные системы контроля;

Виртуальные информационно - измерительные приборы, которые являются одними из перспективных направлений в развитии компьютерных измерительных систем. Виртуальный прибор состоит из современного быстродействующего персонального компьютера, наличие которого - необходимое условие высококачественных и точных измерений, и одной - двух плат сбора данных. Плата устанавливается в персональный компьютер или внешнее дополнительное устройство, подключаемое через порт в комплексе с соответствующим программным обеспечением. Важную роль в создании виртуальных информационно- измерительных приборов играет разработка платы сбора данных с необходимыми метрологическими характеристиками для данной измерительной задачи, такими, как разрядность АЦП, быстродействие и динамические погрешности аналого - цифрового канала.

В качестве примера среды, обеспечивающей создание виртуальных измерительных комплексов можно привести пакет LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench), представляющий собой универсальную систему (инструмент) программирования с библиотеками программ, ориентированную на решение задач управления инструментальными средствами измерения и задач сбора, обработки, хранения и представления экспериментальных данных.

Предлагаемые методы и технические решения целесообразно использовать при разработке новых образцов АПСС и средств диагностирования, что существенно упростит проведение таких мероприятий, как контроль технического состояния и ремонт. Это позволит снизить требования к квалификации персонала, эксплуатирующего, обслуживающего и ремонтирующего аппаратуру, значительно сократит суммарные затраты на проведение этих процессов и повысит ремонтопригодность аппаратуры.

Актуальность применения АКИО продиктована следующими факторами:

- встроенная аппаратура диагностирования в новейших образцах техники не может еще осуществить максимальную глубину диагностирования, т е до элемента ТЭЗ;

- сравнительно редкое использование сложных измерительных операций при проведении ТО, т.е. встроенная аппаратура, будет иметь "сложный" состав и применяться будет крайне редко, т.е. неэффективно;

- аппаратура старого парка не имеет встроенного АКИО;

- встроенная аппаратура диагностики не всегда "сможет" производить измерения,- исключение работы "теста" при необходимости работы на реальную нагрузку;

АКИО обладает высокой производительностью, в 10-20 раз сокращает время проверки аналоговых компонентов, и более чем в сто раз дискретные системы;

- отказы автономного АКИО не приводят (обычно) к отказам объекта;

- возможна модернизация АКИО независимо от объекта;

- гибкость применения АКИО на различные средства связи (изменяя программу);

- техника связи третьего и четвертого поколения не может диагностироваться без применения АКИО (т.к. цифровые каналы имеют длительные тесты и высокие тактовые частоты);

- позволяет сократить время измерений и выполнить ТО в установленные сроки;

Требуется высокая квалификация специалистов - ремонтников и обслуживающего персонала при ТО на различных АПСС. Система контроля решает эту проблему по следующему алгоритму: программа - подсказка - меньшая субъективная зависимость. Это снизит требовательность к квалификации персонала;

- система АКИО в итоге уменьшает вес, стоимость, объем оборудования по - сравнению с обычным набором приборов;

- система АКИО позволяет унифицировать состав оборудования при её разработке (модернизации), получая более широкие возможности.

Следует отметить, что АКИО можно оценить по критерию эффективности, т.е. эффект от применения должен превосходить затраты.

Показатели эффективности могут быть частными, также как стоимость, надежность, временные характеристики, информационные критерии и общие показатели (коэффициент готовности).

Вывод: Рассмотренные пути совершенствования технологии диагностирования (контроля) показывают на необходимость их комплексного применения, но наиболее эффективный - автоматизация трудоемких процессов диагностирования (контроля) АПСС.

1.3 Целесообразность применения автоматизированного контрольно-измерительного оборудования для проведения диагностирования (контроля) аппаратно-программных средств связи

Существенной особенностью развития АПСС является унификация аппаратуры многоканальных проводных, радиорелейных, тропосферных и спутниковых линий связи, что положительно сказывается на решении задач по обеспечению управления войсками в современных условиях. Непрерывное развитие технических средств АПСС направлено на решение ряда важных задач:

- уменьшение габаритов и массы аппаратуры;

- существенное повышение надежности и стойкости к различного рода воздействиям, свойственным условиям боевого применения аппаратуры;

-повышение пропускной способности систем и качества их каналов до уровня наиболее совершенных стационарных систем;

- повышение мобильных свойств систем передачи за счет сокращения времени на технические операции и ТО и ремонта;

- уменьшение численности обслуживающего состава и снижение требований к уровню его квалификации,

В процессе ТО наиболее сложными и трудоемкими являются операции по измерению основных параметров АПСС. Автоматизация измерения параметров позволяет более эффективно решать одну из наиболее сложных задач ТО - прогнозирование моментов возникновения неисправностей и своевременной замены исправными потенциально ненадежными элементами.

Так как операции диагностирования (контроля) связаны, как правило, с измерениями, проводимыми в определенной последовательности, то они могут быть автоматизированы. Определение целесообразности создания АКИО требует учета различных факторов и должно основываться на использовании количественных критериев оценки эффективности автоматизации процессов ТО. Проектирование, изготовление и эксплуатация АКИО для АПСС требует материальных затрат, которые могут быть признаны рациональными только при условии, что эффект от их применения превосходит эти затраты.

Оценка целесообразности создания АКИО для ТО АПСС требует учета влияния различных факторов. Основными из них являются: сокращение времени измерений и обработка результатов при сохранении и даже расширении объема измерений, уменьшения общих затрат на измерения. Эти преимущества проявляются тем в большей степени, чем выше уровень автоматизации и быстродействия. АКИО имеет и ряд существенных достоинств:

- высокая производительность АКИО;

- возможность реализации алгоритмов диагностирования и контроля;

- отказы АКИО, как правило, не приводят к отказам и сбоям контролируемых и диагностируемых объектов;

- модернизация АКИО может производиться независимо от объекта;

- возможность совершенствования программного обеспечения АКИО.

Разработчиками АКИО, должны решить две задачи, прежде всего, от решения которых во многом зависит эффективность всего комплекса мероприятий автоматизации, контроля и диагностики:

Первая задача построение АКИО, обладающее определенными возможностями, и в то же время, имеющее приемлемую стоимость, вес и габариты, которое в настоящее время решается, в основном, за счет стандартизации и унификации аппаратной и программной части АКИО.

Вторая задача организации эксплуатации АКИО, чтобы реальное использование заложенных в нем возможностей, по меньшей мере позволило бы компенсировать затраты на его содержание и эксплуатацию, решается путем такой организации ее использования, при которой одна установка используется для контроля и диагностирования как можно большего числа объектов.

Как и всякая сложная система АКИО характеризуется рядом свойств:

- точность и достоверность:

- быстродействие;

- полнота и качество результатов измерений;

- форма представления результатов измерений;

- сокращение обслуживающего персонала и снижение требований к квалификации обслуживающего персонала;

- система измерения должна быть проста и удобна в эксплуатации и удовлетворять определенным эргономическим требованиям;

- надежность, малая масса, габариты и стоимость.

Одним из путей решения задач по совершенствованию ТО и ремонта АПСС является разработка предложений по совершенствованию технологий, достижением сокращения среднего времени ТО и ремонта, так как измерения составляют большую временную часть, следовательно, целесообразность создания АКИО очевидна.

Главной в составе программного обеспечения АСД(автоматизированных средств диагностирования) является программная часть АТО АПСС, которая, как правило, состоит из следующих основных частей:

- базового программного обеспечения (ПО);

- системного ПО - DOS, WINDOS, LINUX, МС - ВС различных серий;

- специального ПО (по решению различных специальных задач по диагностированию аппаратной и программной части, решения пользовательских задач и т.п.;

- прикладного ПО (по решению задачи пользователя АПСС).

К системным программам относятся стандартные программы, входящие в выбранную операционную систему для данной микро-ЭВМ. Операционная система для АСД должна включать следующий минимум стандартных программ:

- монитор, под общим управлением которого осуществляется работа всей системы;

- драйверы, осуществляющие обмен между ЭВМ и периферийными устройствами информацией;

Редактор, транслятор, компоновщик, которые позволяют вводить программу на выбранном языке, транслировать её в машинные коды и подготовить для выполнения.

К прикладным программам относятся программы, написанные разработчиком АСД: программа транслятор, программа ввода/вывода, программы автоматизации контроля и поиска дефектов.

Транслятор - диагностирование электронных устройств, требуя большого объёма заранее подготовленных данных (тестов), предопределяет необходимость в программах трансляторах, позволяющих описывать тесты и алгоритмы диагностирования на содержательном уровне с последующей автоматической трансляцией их в машинные коды.

Создание транслятора, преобразующего операторы программного языка в машинные коды, облегчается при однотипном построении каждого модуля устройства согласования на основе входных регистров управления и регистра данных, каждый разряд которых закреплён за определёнными входными сигналами. В этом случае разработка транслятора заключается в раз работке программы, заполняющей разряды тестового набора в соответствии с поступающим оператором входного языка и формирующей из преобразованных наборов массив данных. В конце работы транслятором формируется из массива тестовых данных файл, который переписывается во внешние запоминающие устройства.

Программа ввода - вывода. С помощью программы ввода/вывода обеспечивается взаимодействие нестандартного оборудования с ЭВМ. Обмен информации происходит в трёх режимах: обмен информацией по инициативе ЭВМ; по сигналу прерывания; при прямом доступе в память.

При первом режиме ЭВМ по адресу присвоенному регистром управления и регистром данных каждого модуля, выбирает требуемый модуль и с помощью команды пересылки передаёт информацию в модуль или считывает её из модуля в свою память. Последовательность слов при этом определяется протоколом данного модуля.

При втором режиме модуль выставляет запрос на прерывание и век тор прерывания, по которым ЭВМ прекращает выполнение текущей про граммы и переходит к обработке прерывания.

Режим прямого доступа в память используется при передаче большого объёма информации с объекта контроля в память ЭВМ.

Необходимо отметить, что программы автоматизации диагностирования содержат пакеты программ автоматизации контроля и автоматизации поиска дефектов.

Таким образом, пакет программ автоматизации контроля предназначен для реализации комплекса различных испытаний объекта и состоит из программ контроля изделий диагностируемого класса. Разработка данных про грамм осуществляется на основе использования построенных проверяющих тестов и технической документации, содержащей требования к параметрическому и логическому контролю при запрограммированных изменениях пара метров входных сигналов, напряжений питания, нагрузки и так далее.

Пакет программ автоматизации поиска дефектов позволяет организовать автоматический поиск неисправностей или автоматизированный поиск на основе ведения зонда оператором по указанию ЭВМ.

В основе программ поиска лежит использование тех или иных формализованных методов поиска дефектов, либо учёт специфики работы объекта.

Требования к специальному программному обеспечению (СПО) целесообразно разбить на две основные группы. Первая группа требований определяется тем, что СПО АКИО относится к диалоговым системам "человек - ЭВМ" и, следовательно, должна удовлетворять общим требованиям, предъявляемым к системам данного типа. В совокупности выполнение этой группы требований к СПО должно обеспечить решение проблемы "удобство пользователя". Для этого создаются условия работы с системой, как с простой, не требующей специальных знаний по языку манипулирования данными конкретной системы программирования. При этом предполагается, что программный продукт считается удобным в эксплуатации, если пользователь полностью удовлетворен работой с ней и процесс ввода исходных данных для осуществления измерительных операции осуществляется в понятные экранные формы, выбор режима работы АКИО осуществляется с помощью системы меню. При разработке СПО должны быть учтены следующие общие требования: простота обучения работе; легкость эксплуатации; надежность СПО; гибкость функционирования; ясность диалога.

В целом ясность диалога при функционировании СПО АКИО подразумевает предсказуемость поведения системы пользователем и возможность влияния его на ход процесса при решении измерительных задач по контролю параметров техники связи. В рамках разработки комплекса программ СПО ясность диалога обеспечивается:

1. Предоставлением системой списка функции из головного меню и подменю Режим работы АКИО выбирается путем выбора определенного пункта меню (подменю), при этом выбранный пункт выделяется цветом;

2. Применением режима многооконное при работе с системой, при котором на экране в каждый момент времени выводятся лишь фрагмент выполняемой функции АКИО, хода решения измерительной задачи или состояния измерительного протокола. При этом, в зависимости от режима, установленного для каждого конкретного случая, пользователь имеет возможность выполнить базовые операции;

3. Наличием различных клавиш управления, таких как кнопки-переключатели, списки-меню, скрытые меню, фиксирующие кнопки;

4. Выдачей подсказок в нижней строке окна.

Навыки работы с комплексом программ СПО должны приобретаться в процессе эксплуатации. Для этого не требуется специальных знаний (например, знаний команд системы программирования, команд MS DOS и так далее).

Особенности, обеспечивающие простоту обучения, следующие:

- системой можно воспользоваться без специальных знаний по организации режима диалога;

- обеспечение обучения в процессе работы АКИО при решении различных измерительных задач при различных режимах измерения параметров аппаратуры;

- предоставление руководства пользователю по дальнейшей работе АКИО в виде подсказок в нижней строке каждого выводимого на экран окна;

4. Предоставление контекстно-зависимой подсказки.

Комплекс программ СПО должен позволять получать информацию по запросам, предоставляя при необходимости помощь пользователю, а также позволять проанализировать и исправить допущенные ошибки при управлении ходом измерительного процесса и настройке режимов функционирования АКИО.

Возможности системы по обеспечению достаточной простоты эксплуатации должны обеспечить:

- первоначальный автоматический запуск системы после включения питания персонального компьютера и загрузки операционной системы MS DOS. Для запуска необходимо набрать в командной строке лишь имя программы;

- постоянную помощь оператору АКИО в виде подсказок, а также системы контекстно-зависимой помощи;

- осуществление диалога "человек-машина" в интерактивном режиме через удобный пользовательский интерфейс, реализованный в виде головного меню и системы подменю;

- принятие в расчет того, что пользователь недостаточно осведомлен о технических принципах, которые были положены в основу при проектировании СПО АКИО;

- устойчивость к ошибкам пользователя;

Система должна оберегать пользователя от нежелательных последствий при вводе с клавиатуры неправильной информации, указывает на невозможность неправильного ввода данных и предоставляет право на повторный ввод, процесс повторяется до тех пор, пока пользователь не осуществит правильные действия.

СПО должно быть разработано таким образом, чтобы гарантировать пользователю выполнение всех видов режимов функционирования АКИО и измерительных задач по контролю значений параметров АПСС. Возникновение сбойных ситуаций в работе программного продукта может быть связано только с функционированием ОС MS DOS и возникновением сбоя в аппаратной части персонального компьютера или модулей АКИО. При работе отсутствуют побочные и скрытые эффекты. При повреждении файлов входящие в состав ПО будут выданы соответствующие сообщения с предложением восстановить их.

Кроме того, должна быть обеспечена возможность записи на гибкие носители всех результатов измерений всей имеющейся в файлах информации о проведении контроля параметров аппаратуры, с целью временного хранения и долгосрочного архивного хранения. Гибкость диалога и функционирования системы в целом предполагает учет разнообразных потребностей пользователя АКИО.

Требования гибкости должны обеспечиваться предоставлением в работе следующих возможностей пользователю:

1. Каждый режим работы системы устанавливается пользователем сообразно целям, которые он ставит перед собой в данный момент по реализации функций АКИО;

2. На каждом шаге диалога в ходе решения измерительных задач пользователь имеет возможность альтернативного выбора дальнейшего режима функционирования системы.

Следует отметить, что в общем случае понятие гибкости системы подразумевает такие особенности ее поведения, как предоставление различных режимов диалога, возможность изменения набора системных установок системы.

Требования к СПО включают:

- подробное описание режимов функционирования АКИО, перечня измерительных задач и обрабатываемой информации;

- описание формата всех входных и выходных данных при задании видов измерений, дистанционном управлении модулями АКИО;

- области допустимых значений входных управляющих и выходных измерительных данных;

- писание зависимостей, существующих между различными видами данных при контроле различных параметров аппаратуры связи:

- требования по быстродействию и максимальным потокам обрабатываемой информации в соответствии с характеристиками интерфейса КОП;

- ограничения по оперативной и внешней памяти;

- перечни измеряемых параметров и т.д.

Вывод: главенствующая роль АПСС и их значительный удельный вес в системе связи определяют необходимость тщательного планирования их боевого применения, требует повышенного внимания к их техническому состоянию. Поэтому очень важно качественно и своевременно проводить диагностирование (контроль) технического состояния ТО средств связи различного поколения или приданных средств измерений, для чего необходимо внедрить АКИО, с помощью которого возможно качественно и с наименьшей затратой времени производить измерения при ТО и ремонте АПСС.

диагностирование технический аппаратный оборудование

1.4 Возможные подходы совершенствования автоматизированных систем диагностирования (контроля) технического состояния аппаратно-программных средств связи. Постановка задачи на дипломное проектирование

Разработка и внедрение АКИО может идти по пути создания специализированных систем, разрабатываемых под определенный тип аппаратуры, либо по пути создания универсальных систем, разрабатываемых для диагностирования (контроля) ТО АПСС различного назначения. Необходимо учитывать, что в процессе обновления парка техники связи эти системы также будут претерпевать изменения. Кроме того, при эксплуатации АКИО, будут возникать потребности в изменении существующих и добавлении новых функций, которые будут возлагаться на систему по мере уточнения свойств и характера поведения проверяемой аппаратуры и ее электрических параметров. В связи с этим, при проектировании АКИО, целесообразно применять агрегативный принцип построения, отмечая при этом, что значительно упрощаются некоторые из этапов проектирования системы.

По способу агрегатирования обычно выделяют два вида структур агрегатных комплексов (АК):

1. Приборно - модульные (АКПМ);

2. Функционально - модульные (АКФМ).

Основу агрегатных комплексов, построенных по приборно - модульному принципу, составляют самостоятельные, в функциональном и эксплуатационном отношении, средства измерений и автоматизации (СИА) в модульном исполнении, предназначенные для автономного применения и агрегатирования в системы. Эти СИА должны иметь индивидуальный источник питания, самостоятельный корпус и независимое управление.

Основу АКФМ составляют конструктивно и функционально законченные СИА в модульном исполнении, не предназначенные для автономного применения, из которых создаются различные эксплуатационные законченные СИА и системы.

При разработке АКИО для АПСС, например для аппаратуры П-330 предпочтение следует отдать агрегатируемым комплексам в приборно - модульном исполнении, исходя из следующих соображений:

возможность решения различных задач контроля технического состояния и проверки работоспособности при использовании меньшего количества оборудования и более простой структуры проверочной системы, что повышает ее надежность. Например, для измерения основных электрических параметров и характеристик большинства средств связи, включая П - 330-3, достаточно иметь систему, в которую кроме управляющей ПЭВМ с периферийным оборудованием должны входить программируемые:

- частотомер (Ч3-64, Ч3-74);

- универсальный вольтметр (В7-38);

- системный генератор (Г3-119, Г3-123);

- универсальный измерительный комплект П-326;

Возможность автономного применения СИА в приборно-модульном исполнении, входящих в состав АКИО.

Тенденция развития парка общевойсковых СИ основывается на приборно-модульном принципе, расширении их функций как микро вычислительных машин.

Можно отметить, что проблема создания АКИО для диагностирования АПСС сама по себе не нова. По мере проектирования и создания АПСС изменялись также пути подхода и создания АКИО на различных этапах жизненного цикла средств связи и в различных условиях. К таким направлениям можно отнести:

- встроенные средства диагностирования отдельных объектов;

- внешнее АКИО, предназначенное для контроля и поиска дефектов при производстве аппаратуры связи;

- АКИО, применяемое при приемочном контроле;

- АКИО, предназначенное для использования на промышленных предприятиях;

- АКИО, устанавливаемое в АТО;

- АКИО для стационарных ремонтных органов,

- АКИО, используемое для контроля технического состояния техники ДХ.

Дополнительное оборудование, позволяющее на основе встроенных средств отдельных объектов создавать, при необходимости, системы контроля групповых объектов.

В связи с этим, одной из основных проблем, без решения которой невозможно создание эффективного диагностического обеспечения, особенно АПСС, является проблема совместимости всего комплекса различного АКИО между собой и объектами диагностирования.

Таким образом, для решения целевой установки дипломного проектирования, на основе проведённого анализа существующих средств связи, перспективных АПСС, необходимо разработать методику выбора и внедрения автоматизированных средств диагностирования (контроля) для определения технического состояния средств МЭС.

На основе конструктивно- технологического построения АПСС, параметров, подлежащих диагностированию (контролю) на средствах МЭС, методике выбора, разработать предложения по внедрению автоматизированных средств диагностирования (контроля) в средства МЭС.

Выводы:

- разработку АКИО для проверки работоспособности АПСС следует осуществлять на основе агрегатных комплексов в приборно - модульном исполнении;

- разрабатываемая АКИО будет достаточно универсальной системой для проверки работоспособности АПСС различного назначения.

2. МЕТОДИКА ВЫБОРА СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ (КОНТРОЛЯ) ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СРЕДСТВ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

2.1 Анализ функциональных возможностей и технических характеристик средств измерений для технического диагностирования (контроля) технического состояния средств связи

Проведённый анализ комплектаций военных формирований показал, что на вооружении частей связи состоит большое количество разнотипных АПСС. Среди всего парка техники связи, каналообразующая аппаратура представлена отдельной группой, в которой отдельные типы аппаратуры отличаются диапазоном частот, видами и режимами работы. Основными из них являются комплексы аппаратуры: "ТОПАЗ" (П-300), "АЗУР" (П-330), "ИМПУЛЬС". На данный момент в войсках широкое применение нашла аппаратура комплекса систем передачи с ЧРК "Азур". Техническое состояние аппаратуры каналообразования, как и других АПСС, характеризуется многими параметрами, включающими десятки наименований.

Проверка полного набора этих параметров проводится только в процессе изготовления, а также после капитального ремонта. При ТО систем передачи проверяются и доводятся до установленных норм только наиболее важные электрические параметры, непосредственно влияющие на качество образованных ими каналов связи и подверженных изменениям из-за воздействия дестабилизирующих эксплуатационных факторов.

Перечень, номинальное значение, допустимые отклонения параметров определяются эксплуатационной документацией. В частности, существующего парка КОД, такие данные имеются в технических описаниях и формулярах.

Анализ перечня измеряемых параметров показывает, что техническое состояние рассматриваемых типов аппаратуры комплекса, характеризуется практически одним и тем же набором параметров, что естественно упрощает процесс их измерения при техническом обслуживании и облегчает оценку технического состояния аппаратуры. Поэтому, в последующем весь анализ будет проведен применительно к одному типу наиболее широко распространенных комплексов-комплексу систем передач "Азур", а именно П-330-3. Общность полученных результатов при этом сохраняется.

Перечень основных параметров, определяющих техническое состояние комплекса аппаратуры П-330: приложение 1 таблица 1.

Для рассмотрения возможности автоматизации проверки параметров при ТО каналообразующей аппаратуры, необходимо произвести анализ методик их измерений. Для примера можно взять аппаратуру, которая эксплуатируется чаще всего - П-330-6.

При измерении уровня передачи на выходе блока линейного усилителя (ЛУ) необходимо подключить щит коммутации к разъемам левой стороны станции в соответствии с надписями на боковинах моноблоков и щита коммутации. Далее необходимо на входы каналов (3) поочередно подавать сигнал от генератора с выходным сопротивлением 600 Ом. Затем широкополосным измерителем уровня с входным сопротивлением 600 Ом измерить уровни передачи каналов.

Измерение токов КЧ-П (контрольная частота - плоская) и КЧ-Н (контрольная частота- наклонная) на выходе блока ЛУ и суммарного уровня остатков токов несущих частот на линейном выходе выполняется в следующем порядке:

1. устанавливаем перемычку гнезд КЧ-Н блока ГО-3 в положение ВКЛ и измеряем измерителем уровня уровень сигнала в средних гнездах Передача блока ЛУ, при этом уровень сигнала должен быть 2,4 дб, а при необходимости, уровень можно установить регулятором РЕГ КЧ Н на блоке ГП;

2. измерение токов КЧ-П аналогично;

3. измерение суммарного уровня остатков токов несущих частот на линейном выходе осуществляется широкополосным измерителем уровня на гнездах линейного щитка коммутации, при этом суммарный уровень остатков токов несущих частот не должен быть более минус 5,9 дб.

Анализируемый метод может быть использован для целей автоматизации, так как средства измерений последних выпусков обеспечивают информационную и электрическую совместимость со средствами вычислительной техники и имеют требуемые метрологические характеристики.

При измерении уровня сигнала на выходе блока ГО-ИЗМ подключаем измеритель уровня с входным сопротивлением 600 Ом к гнездам ВЫХ блока ГО-ИЗМ, затем измеряем уровни частот 0,4; 0,8; и 3,2 кГц блока ГО-ИЗМ, устанавливая переключатель поочередно в положение 0.4, 0.8 и 3.2. Уровень сигнала должен быть минус 22-24 дб. Данная методика также как и предыдущая, может быть автоматизирована с применением средств измерений последних выпусков.

Измерение запаса регулирования остаточного усиления в режиме "на себя" происходит следующим образом:

1. Подаем на вход второго канала определенный сигнал от генератора;

2. К выходу канала подключаем измеритель уровня;

3. С помощью регулятора добиваемся на выходе канала 4 дб, что соответствует остаточному усилению канала 17 дб;

4. Измеряем уровень сигнала Р1 на выходе канала и определим запас регулирования остаточного усиления по формуле ДP=Pl-4 дБ;

5. Измеряем уровень сигнала Р2 на выходе канала при этом регулятор устанавливаем в крайнее положение против часовой стрелки, запас регулирования остаточного усиления составляет ДP=4-Р2 дб.

6.Запас регулирования остаточного усиления в каждую сторону должен быть не менее 3,5 дб.