Первые БЦВМ космического применения и кое-что из постоянной памяти

Для понимания степени сложности и ответственности работ по КДУ ПК приведу состав входящих в комплекс основных систем и аппаратуры:

— система командного управления, контроля и диагностики аппаратуры и агрегатов КДУ ПК;

— система управления движением комбайна и автоматического регулирования нагрузки исполнительного органа (ПО) с задачами;

— аппаратура управления перемещением центра масс комбайна для поддержания направления выработки;

— аппаратура определения положения ПО относительно системы координат, связанной с комбайном;

— аппаратура автоматического управления положением ПО для обеспечения выемки породы по заданному профилю;

— система гидравлических исполнительных органов (приводов) с задачами силового управления агрегатами комбайна по командам от блока автоматики или оператора;

— система дистанционного управления комбайном, включающая носимый пульт управления и уплотненные линии связи с задачей дистанционного управления работой агрегатов комбайна при испытаниях и штатной выработкой без выхода на поверхность;

— система отображения информации и органов ручного управления;

— система электропитания комплекса.

Как видно из вышеизложенного, по названию систем и задачам все очень похоже на систему управления космического аппарата. Существенное отличие в процессе разработки, естественно, кроме условий эксплуатации аппаратуры, состояло в том, что вся аппаратура КДУ ПК должна была разрабатываться во взрывобезопасном исполнении, и, как я уже упомянул выше, вся техническая реализация должна была рассчитываться на серийное производство.

Наша лаборатория взялись за разработку системы отображения информации и дистанционной передачи цифровых данных от комбайна на поверхность, включающие в свой состав аппаратные средства (матричный экран с блоком управления, пульт управления, прибор речевых сообщений, уплотненную линию информационного обмена данными с бортовым контроллером), а также программно-информационное обеспечение формирования команд управления, кадров индикации и отображения информации оператору, т.е. за работу, по тематике близкую к той, которой мы занимались на «Буране».

В ТЗ на КДУ ПК было записано требование о том, что разработка КДУ должна вестись с учетом перспективного развития этого направления, в том числе должны были быть сделаны проработки по беспроводной линии связи (радиоуправление), автоматического программного управления комбайном с возможностью гибкой и оперативной перенастройки программ проходки и режимов работы исполнительного органа.

Первоначально, в связи с очень сжатыми сроками работы и новизной для нас тематики, в нашем проекте не предполагалось широкое использование вычислительной техники универсального типа. Но по мере проработки аппаратной реализации КДУ, особенностей режимов работы ПК, требований по обеспечению диагностики и надежности, способов оптимизации управления ПК и режимов работы режущего рабочего органа, становилось очевидным, что в состав комплекса должны войти вычислительные средства.

Как технический руководитель работы, я познакомился с некоторыми зарубежными разработками проходческой техники Австрии, Германии, США и еще более убедился, что в состав КДУ нашего ПК вводить универсальные вычислительные средства необходимо. Причем эти средства надо было вводить как в бортовую часть ПК (опять пришел к бортовым ЦВМ!), так и в наземную часть. Встал вопрос: какие средства?

Коллективно решили, что попытаемся ответить на этот вопрос, взявшись за работу по созданию ЦВС КДУ ПК.

Надо было за короткое время определиться с задачами ЦВС, начать разработку ТЗ и понять, на какую технику ориентироваться. И все это надо было делать почти одновременно.

ЦВС КДУ ПК, включающая бортовую и наземные части, должна была обеспечить решение следующих основных задач:

— сбор и обработку в реальном масштабе времени данных с датчиков, приборов, исполнительных гидроприводов и исполнительного органа;

— реализацию алгоритмов управления движением комбайна и формирования команд управления исполнительным органом в соответствии с заданным профилем выработки породы;

— оперативный контроль работы ПК и реализацию алгоритмов диагностики с отображением информации на дисплее стационарного рабочего места управления ПК и на выносном пульте;

— хранение эталонных профилей выработки и характеристик породы для конкретных условий применения;

— обработку сигналов об аварийных и нештатных ситуациях, возникающих на комбайне, с выдачей рекомендаций на средства отображения по выходу из них;

— обеспечение оперативного ввода и коррекцию данных стандартных профилей в библиотеку профилей забоя и предельных границ выработки;

— хранение данных по работе ПК и его устройств для передачи на поверхность для последующей обработки.

Проведенный анализ существующей и разрабатываемой отечественной и зарубежной вычислительной техники применительно к использованию в условиях угольных шахт как на борту ПК, так и на поверхности показал следующее состояние.