Модернизация микрокриогенной системы
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ная панель (ГРП);
Частями МКС, непосредственно отвечающими за управление (выделены цветом), являются: панель управления, газораспределительная панель и блок включения КУ. Остальные устройства (МО, КУ, ГРУ) являются исполнительными. Управление осуществляется с помощью центрального компьютера управления радиотелескопом (ЦКУР)
Рисунок 1.1 - блок-схема МКС
Принцип получения холода в МКС основан на эффекте охлаждения криоагента при расширении и обеспечивается двухступенчатым микроохладителем. Тепло от криостатируемых устройств отводится потоком криоагента (в трубопроводе низкого давления), который поступает в компрессорную установку, где после сжатия охлаждается в теплообменнике окружающим воздухом при помощи вентилятора.
Компрессорная установка МКС может обеспечивать работу одновременно с двумя микроохладителями, с которыми соединяется трубопроводами через ГРУ.
Газораспределительное устройство служит для перераспределения и регулирования уровней давления газовых потоков между двумя микроохладителями и трубопроводом низкого давления.
Для обеспечения требуемых температур криостатирования в заданном диапазоне в МКС предусмотрена регулировка газовых потоков с помощью ГРУ, что позволяет оператору:
поддерживать минимально необходимый перепад давлений с целью создания более "щадящего" режима работы микроохладителей;
перераспределять газовые потоки между высоким давлением на входе МО и низким на выходе, тем самым меняя в небольших пределах температуру криостатирования.
1.2 Цели и задачи модернизации
Необходимость модернизации МКС на интерферометрическом комплексе "Квазар-КВО" была обусловлена тем, что МКС, разработанная в 90-х годах прошлого столетия, была значительно изношена за многие годы эксплуатации и уже не в полной мере соответствовала современным требованиям. Отмечено, что моральное устаревание элементов управления МКС ограничивает полноценное использование оборудования по следующим причинам:
) отсутствие в производстве необходимых компонентов;
) сложности в обслуживании и ремонте оборудования;
) проблемы сопряжения с другим оборудованием радиотелескопа.
При этом существенно возросли требования к возможностям дистанционного управления аппаратурой МКС.
Целью модернизации было улучшение технических характеристик, повышение эксплуатационной надежности, а также снижение массы и габаритов аппаратуры. Это потребовало разработки на современной элементной и технологической базе всех элементов системы управления МКС, в результате чего ожидается существенное улучшение эксплуатационной надежности и ремонтопригодности аппаратуры, а также значительное расширение возможности управления узлами МКС.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
)Изучение имеющейся документации на штатную систему управления МКС. Выявление недостатков штатной системы управления МКС;
2)Формулирование требований к модернизируемым отдельным элементам устройства;
)Разработка схемотехники отдельных каскадов, расчет и выбор электронных компонентов, разработка общей принципиальной схемы;
)Макетирование и испытание разработанных элементов модернизированной системы управления МКС.
2. Модернизация системы управления микрокриогенной аппаратуры
2.1 Панель управления микрокриогенной системы
Управление МКС осуществлялось при помощи двух блоков - панели управления и газораспределительной панели. Первый управлял микроохладителем (МО) и компрессорной установкой (КУ) - обеспечивал питание МО, вырабатывал сигналы старта и остановки компрессоров, осуществлял подсчет времени наработки МО, индикацию работы управляемых устройств, автоматическое выключение второго МО. Второй управлял газораспределительным устройством, обеспечивая примерную индикацию высокого и низкого давлений (через показания вольтметра), управление регуляторами давления и распределения криоагента.
Все управление осуществлялось непосредственно с ПУ при отсутствии возможности дистанционного управления с ЦКУР, блоки имели большие габариты и вес. К недостаткам штатного устройства также можно отнести недостаточный уровень защиты от нежелательных состояний (например, возможность работы КУ без включенного МО, что было запрещено инструкцией по эксплуатации компрессора).
Модернизация ПУ подразумевает устранение недостатков имеющейся установки, для чего предусматривается объединение функций ПУ и ГРП в едином блоке, что упрощает конфигурацию системы и экономит место, соединительные кабели и питание. Необходимо также осуществить возможность полноценного дистанционного управления МКС с ЦКУР, предусмотреть ряд дополнительных возможностей (точная индикация давлений, расширение функции ручного управления с панели, возможность дальнейшей модернизации).
Таким образом, задачи разрабатываемого устройства выглядят следующим образом:
обеспечение питания двигателей МО;
включение / выключение МО, в том числе дистанционно;
включение / выключение КУ, в том числе дистанционно;
температурный контроль важных узлов МКС, в том числе дистанционно;
подсчет времени наработки МО и КУ и выдача этой информации, в том числе дистанционно;
индикация высокого и низкого давлений;
управление регуляторами давления, в том числе дистанционно;
управление регулятором распределени?/p>