УДК 681.518:658.58(075)
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА СОЗДАНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНДИКАЦИИ И СИГНАЛИЗАЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
В. В. Шишкин, С. В. Черкашин
Рассмотрена система автоматизированного проектирования диагностического обеспечения комплексных систем электронной индикации и сигнализации летательных аппаратов, используемая в наземных автоматизированных станциях контроля авиационного оборудования.
Комплексные системы электронной индикации и сигнализации (КСЭИС) летательных аппаратов представляют собой сложные аппаратно-программные комплексы, в состав которых входят блоки обработки бортовой и пилотажной информации, индикаторы отображения и пульты управления. К ним предъявляют требования повышенной надежности, так как именно на основе отображаемой ими информации пилот принимает решение о дальнейших действиях.
Сегодня существуют два основных поколения КСЭИС. Первое поколение имеет малый объем памяти, низкую скорость обработки информации и значительные массогабаритные характеристики. Номенклатура элементов КСЭИС первого поколения была невелика, и диагностирование проводилось посредством специальных проверочных установок, не имевших программного обеспечения (ПО) и средств автоматизации диагностического процесса.
С развитием процессорной техники стало возможным уменьшение массы КСЭИС и занимаемого места на борту, возросли объемы памяти и скорость реакции системы в целом. Однако с увеличением мощности возросла и сложность систем. В результате встал вопрос о раз-
работке диагностического обеспечения нового поколения. Развитие собственно авиастроения также повлекло за собой появление большого числа КСЭИС. Для того чтобы контролировать все виды блоков и индикаторов, а также КСЭИС в целом, потребовалось сформировать большое количество проверочных мест, включающих в себя аппаратное и программное обеспечение. В случае с аппаратным обеспечением задача упрощается тем, что число бортовых линий связи, по которым КСЭИС взаимодействует с другими системами, и новые типы линий связи появляются нечасто. Что касается информационных протоколов взаимодействия и алгоритмов функционирования, то здесь ситуация сложнее. Каждая КСЭИС при внутрисистемном взаимодействии между блоками и узлами имеет свои отличия и особенности. При диагностировании отдельного блока или индикатора для формирования аналога бортовой информации необходимо разработать отдельное ПО. Следовательно, возникает необходимость автоматизации данного процесса.
Диагностическое обеспечение в КСЭИС второго поколения делится на две части. Одна часть располагается непосредственно в блоках и индикаторах в виде контрольно-проверочных
программ (КПП) и программ текущего и расширенного контроля. При отладке и приемо-сдаточных испытаниях используются КПП, функционирующие как самостоятельные программные модули. КПП осуществляют тестовое диагностирование с глубиной до узла модуля. По результатам диагностирования формируется слово-состояние устройства и выдается в линии связи. Текущий контроль выполняется во время полета после каждого цикла выполнения функциональной задачи с глубиной контроля до модуля. Этот вид контроля наиболее сложен ввиду особенности его применения. Текущий контроль не должен влиять ни на время, ни на качество выполнения основных задач КСЭИС, но в то же время должен с максимальной возможностью проверять устройство и формировать слово-состояние. Расширенный контроль применяется при проверке системы на земле и выполняет функции, схожие с КПП. Все перечисленные виды встроенного контроля выдают диагностическую информацию в выходные линии связи. На борту эта информация сохраняется в специальных накопителях, а при работе на стенде ее необходимо получить, проанализировать и по результатам принять соответствующие решения.
При отладке КСЭИС в целом необходимо сформировать информацию, аналогичную бортовой, подать ее на входы системы и принять ответную информацию. Весь обмен информацией возможен при наличии второй (внешней) части диагностического обеспечения. В качестве внешней части выступает стенд с диагностическим ПО. При большом количестве различных КСЭИС необходимо такое же число обслуживающих их диагностических программных модулей. Как правило, диагностическое ПО начинает разрабатываться после того, как проверяемое устройство уже изготовлено. Чтобы в сжатые сроки сформировать внешнее диагностическое обеспечение, необходима автоматизированная система (АС) создания диагностического обеспечения.
В целях обеспечения диагностирования вышеописанных систем в ОАО "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения", где производятся КСЭИС для многих отечественных летательных аппаратов, было принято решение о создании системы для контроля индикаторов и блоков. Система должна формировать и принимать информацию с различных бортовых линий связи, иметь возможность гибкого изменения характеристик сигналов и последовательностей выполняемых задач. Для выполнения этих задач была разработана наземная автоматизированная станция контроля (НАСК), универсальность которой обеспечивается применением ПО. В состав НАСК входят:
— устройства ввода/вывода, имитирующие бортовые линии связи;
— один или несколько (в случае нехватки слотов для устройств ввода/вывода) персональных компьютеров в специализированных стойках;
Рис. 1. Структурная схема подключения объекта контроля к НАСК
— соединительные жгуты для подключения элементов КСЭИС к НАСК.
Наземные автоматизированные системы контроля применяются в производственных, эксплуатирующих и ремонтных организациях. Посредством данных систем диагностируются блоки и индикаторы авиационных систем таких летательных аппаратов, как Ту-204, Ту-214, Ту-334, Ан-148, Ил-76, АНСАТ,
Ка-226, Ка-32А11ВС и др. Для диагностирования оборудование демонтируется с летательного аппарата и подключается к станции контроля (рис. 1). Основой функционирования НАСК является диагностический программный комплекс (ДПК) "ФРЕГАТ" [1]. Основными функциями ДПК "ФРЕГАТ" являются:
— контроль работоспособности и определение технического состояния блоков и КСЭИС в целом при тестовом и функциональном диагностировании [2];
— имитация входных и выходных бортовых линий связи объекта диагностирования посредством оборудования станции контроля (разовые команды, RS-232, ARINC-429, ARINC-708 (A), ARINC-717, ЦАП, АЦП и др.);
— проверка работоспособности оборудования станции контроля;
— отображение, документирование и сохранение результатов диагностирования.
Диагностический программный комплекс "ФРЕГАТ" разработан как инструмент форми-
Рис. 2. Главное окно ДПК "ФРЕГАТ"
Рис. 3. Структурная схема ДПК "ФРЕГАТ"
рования и исполнения тестовых заданий, а также анализа их результатов. Набор и последовательность выполняемых действий определяется оператором, формирующим тестовое задание, которое позволяет произвольно менять характер и значения выдаваемых сигналов в соответствии с текущими требованиями. Тестовое задание представляет собой последовательность операторов и специальных разделительных и пробельных символов, формируемых в окне графического интерфейса. Внешний вид главного окна программного комплекса показан на рис. 2. Состав комплекса "ФРЕГАТ" показан на рис. 3.
Пользовательский интерфейс комплекса предоставляет все общепринятые возможности текстового редактора, позволяет формировать и выполнять тестовые задания, причем выполнять их пошагово. В меню и на панели инструментов главного окна комплекса разрешены кнопки доступа к системе управления базой данных и модулю настройки устройств. В состав главного окна входит также средство "визуальный конструктор", позволяющее оператору формировать языковые функции в тестовом задании посредством визуальных средств, что особенно полезно для операторов на этапе освоения ДПК.
По окончании формирования тестового задания оператор НАСК запускает тест на исполнение из главного окна. ДПК "ФРЕГАТ" поддерживает режим многозадачности, т. е. выполнения нескольких тестовых заданий одновременно, что позволяет выдавать информацию в выходные линии связи и принимать ответные данные параллельно.
При запуске теста на исполнение в работу включается интерпретатор. Основой интерпретатора составляет специаль-
но разработанный язык формирования тестовых заданий, получивший название TMAKE, по синтаксису похожий на C++ и Visual Basic. Язык тестовых заданий включает в себя: функции взаимодействия с устройствами (приема и выдачи информации); логические и математические функции; функции работы со временем, отображения и сохранения результатов диагностирования, работы с файлами и др.
Язык тестовых заданий использует переменные, одномерные и двумерные массивы, поддерживает числовые выражения, использующие математические функции. Язык поддерживает также модульную и подпрограм-мную организацию, позволяющую многократно использовать
заранее подготовленные и проверенные фрагменты тестовых заданий (макросы). Числовое выражение любой сложности в макросах создает возможность выдачи в линии связи сигналов практически любых временных и амплитудно-частотных характеристик, поддерживаемых интерфейсными платами диагностического комплекса. Синтаксис языка поддерживает все необходимые для создания тестов семантические конструкции: циклы, массивы, логические переходы, ветвления, подпрограммы, мнемонические операторы, упрощающие выдачу определенных сигналов и т. п. Под оператором понимается инструкция, задающая выполнение некоторой последовательности действий. Блоком в тесте назы-
вается его часть, заключенная в фигурные скобки. Блок может содержать внутри себя другие блоки. Степень вложенности блоков в тесте не ограничена. Интерпретатор тестовых заданий имеет встроенный препроцессор, осуществляющий предварительную оптимизацию и анализ корректности текста тестового задания. В случае отсутствия ошибок интерпретатор начинает построчно выполнять функции, в противном случае оператору сообщается место ошибки и выполнение прекращается. Интерпретатор при выполнении теста напрямую взаимодействует с менеджером устройств.
Менеджер управления устрой
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.