ЖУРНАЛ СТА 3/2009

РАЗ РА БОТ КИ / С УДОХОДС Т ВО бассейне Института гидромеханики НАН Украины показан на рис. 3. Особенностью организации модель- ных испытаний в опытовом бассейне сегодня является то, что ITTC (Interna- tional Towing Tank Conference) разрабо- таны типовые методики и правила про- ведения самых различных типов испы- таний в опытовых бассейнах (см. http://ittc.sname.org/documents.htm ). Анализ этих руководящих документов показывает, что в современном опыто- вом бассейне все измерения должны осуществляться с помощью автоматизи- рованной системы сбора и обработки информации. Более того, точность из- мерений по всем измеряемым величи- нам достаточно жёстко регламентиру- ется этими правилами. Поэтому обеспечение своевременного и качественного проведения экспери- ментальных исследований в опытовом бассейне возможно лишь при условии комплексной автоматизации всех эта- пов эксперимента на базе современной измерительной и вычислительной тех- ники, а также использования эффектив- ных математических методов планиро- вания эксперимента и обработки дан- ных. О СОБЕННОСТИ РАБОТЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ОПЫТОВОМ БАССЕЙНЕ Прежде всего следует отметить, что исследуемые в опытовом бассейне гид- родинамические процессы относятся к «низкочастотным» процессам. Если ис- следуются, например, волновые про- цессы на поверхности воды, то их ча- стота редко превышает единицы герц. Даже если исследуются пульсации дав- ления в пограничном слое, то их частота не превысит нескольких сот герц. Таким образом, частота опроса датчиков в ав- томатизированной системе сбора ин- формации в опытовом бассейне обычно не превышает 1 кГц, а количество самих датчиков, как правило, не больше 32. Также нужно отметить, что темп про- ведения экспериментов в опытовом бас- сейне составляет 15…20 минут, то есть после проведения одного эксперимента, длительность которого не более 1 ми- нуты, следует перерыв длительностью 15…20 минут, который необходим для возврата буксировочной тележки на ис- ходную позицию и успокоения воды. Та- кая особенность работы опытового бас- сейна позволяет организовать сбор и об- работку результатов информации с «раз- делением времени»: непосредственно во время проведения эксперимента осу- ществляется только регистрация дан- ных, а их обработка производится во время технологического перерыва. Кроме перечисленных особенностей, следует также учесть ряд обстоятельств, влияющих на работоспособность авто- матизированной системы сбора и обра- ботки данных опытового бассейна, а именно: ● в экспериментах обычно используется широкая номенклатура датчиков (тен- зометрические динамометры, датчики давления, ускорения, углового поло- жения и др.); ● в помещении опытового бассейна воз- дух имеет высокую влажность (в ве- сенне-осенние периоды, когда отсут- ствует отопление, влажность воздуха может достигать 90% при температуре воздуха около 10°С); ● во время испытаний буксировочная тележка может двигаться с большими перегрузками (например, во время разгона буксировочной тележки пере- грузки могут достигать значений до 1g, а во время торможения – до 5g). С ТРУКТУРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ОПЫТОВОМ БАССЕЙНЕ Из анализа особенностей работы ав- томатизированной системы сбора и об- работки информации в опытовом бас- сейне следует, что она должна иметь двухуровневую архитектуру. Первый уровень системы находится непосред- ственно на буксировочной тележке и позволяет автоматизировать сбор сиг- налов с датчиков, оцифровку данных, сохранение данных в энергонезависи- мой памяти, ведение протокола экспе- риментальных исследований, предва- рительную обработку (экспресс-обра- ботку) информации, передачу данных на пульт управления эксперименталь- ной установки. Второй уровень системы находится на пульте управления опы- товым бассейном и позволяет осу- ществлять полную обработку экспери- ментальных данных. Типовая схема си- стемы первого уровня представлена на рис. 4. Необходимо также отметить, что си- стема сбора информации, находящаяся на буксировочной тележке, имеет мо- дульную структуру. Модульная струк- тура сочетает в себе экономическую эф- фективность и гибкость переконфигу- рирования. Возможность замены отдельных модулей, а не всей системы уменьшает стоимость её эксплуатации. Модульное исполнение позволяет легко переконфигурировать или модернизи- ровать оборудование, меняя только не- обходимые модули, а не всю систему. Всё это экономит время и деньги, а также увеличивает эксплуатационный ресурс системы. Как следует из рис. 4, устройство ввода информации является одним из основных элементов систем сбора и об- работки данных. Современные устрой- ства ввода информации содержат мно- гоканальные аналогово-цифровые пре- образователи, цифро-аналоговые преобразователи, порты дискретного ввода-вывода сигналов, таймеры/счёт- чики. Благодаря встроенной логике эти устройства ввода информации не имеют перемычек и переключателей. Все на- стройки и управление устройствами 49 CTA 3/2009 www.cta.ru Рис. 3. Модель экраноплана в опытовом бассейне © СТА-ПРЕСС