23.05.2018
 
 

 

Компьютерные сети на борту МКС
Автоматизация - Проблемно-ориентированные системы

компьютерные сети на борту мкс

Создание стандартизованной аппаратной платформы космических компьютеров — это лишь первый шаг в автоматизации управления космической станцией. Следующая проблема — объединить десятки и сотни работающих на орбите компьютеров в единую сеть, обеспечить возможность построения единой комплексной, распределенной, отказоустойчивой, работающей в реальном времени компьютерной сети автоматического управления сложнейшим динамическим объектом с множественными контурами управления большим числом взаимодействующих между собой бортовых систем МКС. Задача усложняется еще и тем, что отдельные орбитальные модули и, соответственно, отдельные бортовые вычислительные подсети МКС изготавливаются в различных странах различными коллективами разработчиков, с различными технологическими традициями и различным опытом создания компьютерных систем управления космическими аппаратами. Собрать полный натурный комплекс МКС где-нибудь в одном месте на Земле для проведения отладок и испытаний практически невозможно, орбитальные модули реально стыкуются только в космосе и там они сразу становятся единым космическим объектом с общей динамикой полета, единой внутренней средой, единой системой электропитания и терморегулирования, с общими ресурсами и единым международным экипажем. Все это требует быстрых, продуманных и отлаженных механизмов интеграции управляющих вычислительных комплексов отдельных модулей и систем МКС в единую управляющую компьютерную сеть станции в целом.

Определяющую роль для решения этих задач выполняют базовые архитектурные принципы построения вычислительной сети МКС и широкое применение открытых стандартов и технологий всех уровней — от совместимости разъемов до совместимости операционных систем, протоколов передачи данных и прикладного программного обеспечения. Архитектурные принципы построения управляющей вычислительной сети МКС жестко привязывают каждый управляющий компьютер МКС к одному из трех уровней управления (рис. 6).

На первом (высшем) уровне обеспечивается управление в масштабах всей Международной космической станции.

Хотя каждый космический модуль или отдельные системы МКС имеют собственные компьютерные управляющие сети, на станции выделены главные управляющие компьютеры первого уровня управления (для надежности их три одинаковых: основной — работающий; резервный — дублирующий, в режиме горячего резерва; и запасной — в режиме холодного резерва, т.е. выключенный). Именно с этими главными компьютерами взаимодействуют компьютеры интерфейса экипажа и Центров управления полетами.

Именно эти главные компьютеры обеспечивают управление на уровне режимов станции: на основании сбора и анализа обобщенной информации о состоянии всех подсистем МКС и команд, поступающих от интерфейсных компьютеров экипажа или с Земли, определяется один из заранее заданных режимов, в которых может находиться станция: стандартный, режим микрогравитации для выполнения научных экспериментов; режим сближения и стыковки с транспортными кораблями; режим для выхода экипажа в открытый космос; режим выживания с отключением наименее важных экспериментов и систем; режим аварийного покидания экипажем МКС.

Компьютеры следующего, второго уровня управляют модулями МКС и отдельными подсистемами в целом, например, системами движения, электропитания, термоконтроля и т.д.

И только на третьем уровне управления находятся компьютеры, непосредственно управляющие датчиками и исполнительными механизмами (клапанами, двигателями, насосами, переключателями и т.д.), относящимися к конкретной системе.

Все компьютеры бортовой сети связаны с целым набором шин, проложенных как по каждому модулю (локальные шины), так и через все модули станции (общие шины), что обеспечивает обмен командами и данными, как по вертикали через все уровни управления, так и по горизонтали — между компьютерами, относящимися к одной системе и расположенными в разных местах станции.

Общие шины проложены по всем модулям станции и выведены на специальные разъемы в стыковочных узлах, таким образом при стыковке МКС с новым модулем или транспортным кораблем происходит объединение бортовой вычислительной сети МКС с компьютерной сетью вновь прибывшего космического объекта.

В качестве стандартной шины обмена на МКС применяется шина стандарта MIL1553В. Хотя передача данных по шине MIL1553В весьма медленна (1 Мбит/с), скоростью было пожертвовано по нескольким причинам. Шина MIL1553В хорошо себя зарекомендовала в условиях космоса, она имеет хорошие характеристики по резервированию. Каждая шина состоит из двух каналов. Если один из каналов отказывает, другой принимает на себя его функции с минимальным отрицательным воздействием на операции. Каналы прокладываются отдельно, обычно по разным сторонам космических модулей.

Вообще, резервированию бортовой вычислительной системы по вполне понятным причинам уделяется большое внимание. Главные компьютеры имеют трехкратное аппаратное резервирование, компьютеры второго уровня — двукратное. Уровень резервирования в Российском сегменте МКС в целом выше, чем у зарубежных партнеров, все наши компьютеры имеют трехкратное резервирование. Существуют также специальные программные средства для обеспечения отказоустойчивости, то есть выявления, локализации и устранения отказов как шин обмена данными, так и компьютерного оборудования.

Таким образом, архитектурное построение бортовой вычислительной системы предусматривает поэтапное наращивание вычислительной сети МКС и ее надежное и длительное функционирование на орбите — ведь эксплуатация станции предусматривается в течение десятков лет.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Диспетчеризация пунктов:

Система диспетчеризации для РТС и ЦТП

News image

Заказчик: филиал «Северо-Западный» №9 ОАО «МОЭК», г. Москва. Объект диспетчеризации: РТС и ЦТП, а также отдельные узлы учета. Решаемые задачи: система диспетчеризации осуществляет информационн...

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ОТПУСКА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ПОТРЕБИТЕЛЯ

News image

Заказчик: Комитет по управлению Жилищно-коммунальным хозяйством Администрации г. Новороссийск Объект: I-я очередь системы, включающая потребителей одной из зон водоснабжения (110 узлов учета). ...

СИСТЕМА ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ ТЕПЛИЧНОГО КОМПЛЕКСА

News image

Заказчик: тепличный комплекс «Овощевод», г. Тольятти Описание технологического процесса: Объектом управления является тепличный комплекс, который состоит из двух бригад, к одной из которых отно...

 

Теория АСУ:

Контроль измерительных приборов

News image

Для обеспечения единообразия, верности и правильного применения мер и измерительных приборов установлен определенный порядок их контроля. Для этой цели организована Государственная служба мер и изме...

Автоматизация технологических процессов

News image

Автоматизация технологического процесса – совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без н...

Диспетчеризация лифтового хозяйства

News image

Диспетчеризация лифтового хозяйства позволяет: · значительно повысить оперативность в обслуживании лифтовым оборудованием; · своевременно получать сигналы о каких-либо повреждения и сбоях в ...

Энергосбережение. Что нужно делать для снижения потерь, связанных с несовершенст

News image

1. Занимайся совершенствованием энергетического хозяйства только в том случае, когда эта работа может дать, в конечном счете, существенный экономический либо экологический эффект. 2. Определи, ка...

Модульные ПЛК MATCHBOX компании «Контэл»

News image

Это распределённый контроллер, в состав которого входят: модуль центрального процессора, модули входов/выходов, модули питания и коммуникационные модули. Передача данных между модулями осуществляетс...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Основные понятия InTouch

News image

Основными понятиями InTouch являются переменные (tags), база данных реального времени (вся совокупность переменных и механизмы их взаимодействия дру...

Инструментальные средства уровней УП и УР

News image

В зависимости от технических требований, особенностей технологического процесса на каждом участке применяются DCS-системы таких фирм как ABB, Fisher...

Взлет Java

News image

Java это одна из ключевых технологий, используемых в Internet и Web-платформах как на серверной, так и на клиентской стороне. Браузеры Internet пост...

Индикатор алармов (Alarm Clock)

News image

С помощью меню System Редактора проектов (Project Editor) для сервера алармов определяются алармы. В Citect различаются четыре типа алармов: цифровы...

Межсетевой обмен в масштабах предприятия

News image

Речь идет об обмене данными между сетями уровней 1, 2 и 3, то есть о том, как сделать прозрачным и простым доступ к данным устройств низовой автомат...

Схема обмена информацией между уровнями УП и УР

News image

Схема обмена информацией между уровнями УП и УР. В соответствии с планом по видам продукции предприятия, сформированном на основе имеющихся заказов,...

 

Примеры удачного внедрения:

Добро пожаловать в Microsoft.Net

Microsoft.Net — это новая платформа Microsoft. Три года назад в качестве методологии интеграции различных приложений Microsoft создала технологию Wi...

Уровень и качество сервиса в послепродажный период

Работоспособность и эффективность любого сложного, рассчитанного на долгий срок службы, товара напрямую зависит от качества ухода. АСУП - не исключе...

Хочу машину как у соседа

Одним из флагов, которым размахивают некоторые продавцы ERP-систем, является заявление: В нашей системе накоплен и реализован мировой опыт ведения ...

Оптимальное решение для украинских хлебокомбинатов

ERP-система IT-Предприятие широко используется для автоматизации промышленных предприятий Украины. В пищевой промышленности следует отметить внедр...

Критерии выбора АСУП

Критериев выбора систем автоматизации, как и многих других достаточно сложных и дорогих товаров (например, автомобилей), существует, конечно же, мно...

ПТК ИСУ ОУ

Программно-технический комплекс измерений, сигнализации и управления сигнализацией общестанционных устройств – ПТК ИСУ ОУ предназначен для контроля ...