viernes, 29 de septiembre de 2023 · 0 min read
NASA PCM Estación de Procesamiento de Telemetría
Subsistema de Grabación y Reproducción (RPS)
Para el nuevo cohete del Space Launch System (SLS) la NASA ha cambiado la configuración de los Sistemas de Telemetría para que esté basada en paquetes Ethernet utilizando encabezados de formato de archivo espacial estándar USGS DEM para decodificar todos los mensajes.
Dewesoft y el Laboratorio del Subsistema de Reproducción y Tiempo real han desarrollado una herramienta de solución de problemas de energía y recopilación de datos: un complemento de receptor Ethernet para el software de adquisición de datos DewesoftX. Al final, Dewesoft entregó once sistemas de adqusición de datos de última generación y transfirió licencias de software DewesoftX del cliente a los nuevos instrumentos.
La NASA, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, es una agencia independiente del Gobierno Federal de los Estados Unidos responsable del programa espacial civil nacional, así como de la investigación en tecnologías aeronáuticas y aeroespaciales.
El nuevo Space Launch System (SLS) es un vehículo de lanzamiento prescindible de carga súper pesada, que se encuentra en desarrollo a partir de agosto de 2019. Es el vehículo de lanzamiento principal de los planes de exploración del espacio profundo de la NASA, incluidos los vuelos lunares tripulados planeados del programa Artemis. y una posible misión humana de seguimiento a Marte.
El Centro de Control de Lanzamiento (LCC) es un edificio de cuatro pisos en la esquina sureste del enorme edificio de ensamblaje de vehículos en el Launch Complex 39 del puerto espacial en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Merritt Island, Florida.
Desde el lanzamiento no tripulado del Apolo 4 en 1967, LCC ha gestionado lanzamientos de naves espaciales, incluidos todos los vuelos espaciales estadounidenses con tripulaciones humanas. El programa 52 del transbordador espacial de la NASA también utilizó LCC. El centro ha sido renovado recientemente en preparación para las próximas misiones SLS, que están programadas para comenzar en 2020 con Artemis 1.
De 2016 a 2018, el LCC y el Launch Complex 39B han visto actualizaciones completas adaptadas a las necesidades del cohete SLS y la nave espacial Orion, y para socios comerciales. Entre otros, Launch Pad 39B ha sido modificado y actualizado con comunicaciones de última generación y sistemas de instrumentación meteorológica.
El laboratorio de telemetría de PCM
Físicamente conectado al Edificio de Ensamblaje de Vehículos, el LCC contiene oficinas y laboratorios para equipos de telemetría, seguimiento e instrumentación, el Sistema Automático de Procesamiento de Lanzamiento y cuatro salas de tiro.
El usuario final de Dewesoft en LCC es el laboratorio del subsistema de reproducción y tiempo real responsable de todo el procesamiento de datos de telemetría en tiempo real. Los sistemas adquieren mediciones u otros datos en puntos remotos o inaccesibles y los transmiten automáticamente al equipo receptor para su monitoreo y análisis.
Los sistemas de monitoreo de telemetría verifican independientemente los datos de la misión del equipo de apoyo en tierra / cohetes / naves espaciales y para la resolución de problemas de vehículos y cargas útiles. Ellos proveen:
Funciones de trazado y recuperación en tiempo real en la consola de Firing Room o en la oficina
Herramientas de solución de problemas en tiempo real y casi en tiempo real: datos para usuarios externos
Traduce los datos en información con capacidades tales como fusión de datos, salud y datos persistentes.
Almacenamiento digital y transferencia de archivos de datos analógicos.
Detección de anomalías de bits en tiempo real o posteriores a la prueba y escala de medición
Análisis de datos a nivel de bit
Monitoreo de datos inteligente y autónomo las 24 horas, los 7 días de la semana Adquisición de datos, conversión de unidades de ingeniería y análisis
Variedad de métodos de salida de datos y formatos de informes.
LCC ha estado usando el software de adquisición de datos DewesoftX comenzando en 2008 con la aplicación de computadoras Dewetron y tarjetas de telemetría de Modulación de Código de Pulso (PCM encoder) para codificar datos analógicos en un formato digital en serie para la transmisión a larga distancia. Cuando la relación señal / ruido de una señal analógica se deteriora debido a la atenuación, amplificar la señal también amplifica el ruido. Las señales digitales se separan más fácilmente del ruido y pueden regenerarse en su estado original.
Visualización de datos en tiempo real dentro del software DewesoftX para el lanzamiento del transbordador espacial Atlantis
Sin embargo, estos obsoletos sistemas de adquisición de datos Dewetron 901 que tenían licencias de software DewesoftX tenían que ser reemplazados. LCC quería actualizar estas unidades de adquisición de datos, pero también mantener y transferir las licencias de software DewesoftX.
200.000 Canales de datos Ethernet
El software de adquisición de datos DewesoftX ahora puede procesar más de 200,000 canales de datos Ethernet desde el cohete SLS recibido a través de antenas de señal de RF de telemetría en tiempo real. Datos para incluir datos de refuerzo del PLC, datos del motor principal, datos de control umbilical en el iniciador (datos requeridos consumibles), datos de aviónica de cohetes, telemetría de segunda etapa y enlaces de telemetría de cápsula completa también.
LCC necesita la capacidad de procesar estos datos en subconjuntos manejables de más de 200,000 parámetros. Por lo tanto, necesita el uso de múltiples estaciones de procesamiento de Dewesoft que desconmutan canales Ethernet sin procesar a los parámetros definidos por la Unidad de Ingeniería. El desafío era la gestión de la configuración junto con el procesamiento de la pantalla de más de 300 parámetros en una sola pantalla.
Además, los datos deben enviarse a las salas de disparo para analistas con visualización en tiempo real y una comparación con los datos del software de control de lanzamiento construido por la NASA para el cohete SLS.
Interface Standard IRIG 106 Chapter 10
Dewesoft tiene una variedad de hardware de adquisición de datos que puede interactuar con el mercado de telemetría. Utiliza el software DewesoftX DAQ que puede leer y decodificar los datos del IRIG 106 Chapter 10 desde cualquier grabador de datos de telemetría en tiempo real a través de Ethernet o un archivo del Chapter 10 pregrabado.
Permite la adquisición, almacenamiento, visualización y análisis de múltiples fuentes de datos sincronizadas. El software puede combinar soluciones estándar de adquisición de datos analógicos con datos de telemetría, datos de autobuses de aviones.(PCM, ARINC 492, MIL-STD-1553, iNet), video y muchos otros.
En este caso, la solución fue usar sistemas SIRIUS R3 DAQ. Once chasis R3 con licencias completas de Dewesoft para complementar los tres servidores de Windows que ya ejecutaban el software DewesoftX en una configuración de máquina virtual como una estación de procesamiento de mainframe para la reducción y grabación de datos.
Adquisición de Datos de Tasas de Muestreo Rápido
Los sistemas SIRIUS R3 DAQ se pueden montar en un bastidor integrados en el chasis estándar de PC. El R3 presenta entradas analógicas DualCoreADC® con un rango dinámico de 160 dB y velocidades de adquisición y datos de 200KHz por canal o amplificadores de alta velocidad opcionales con velocidades de hasta 1MHz por canal.
Un chasis R3 puede contener hasta tres módulos SIRIUS DAQ con un total de 48 canales analógicos, 24 canales de contadores/encoder, 72 canales digitales y 3 puertos CAN bus de alta velocidad. Hay disponible una variedad de amplificadores diferentes para prácticamente cualquier señal y sensor.
En LCC, el chasis R3 estaba equipado con una tarjeta de puerto Ethernet adicional. La licencia de software se podía mover y cada sistema estaba equipado con el software DewesoftX para desarrolladores profesionales., Ethernet Receiver, iNet plugin y la opción Net para la transmisión cliente-servidor, así como el Plugin PCM y el Plugin Chapter 10.
Software de Adquisición de Datos - ARINC 429, MIL-STD-1553
IRIG 106 Chapter 10 es parte de la Norma para la grabación digital de datos de vuelo, IRIG 106,Un estándar de telemetría integral para garantizar la interoperabilidad. El estándar Chapter 10 - de registrador digital a bordo define el funcionamiento y las interfaces para los registradores digitales de datos de vuelo.
El plugin DewesoftX Chapter 10 es un complemento especializado para leer un archivo de datos grabado cerrado o un flujo de Ethernet en tiempo real de datos formateados del Capítulo 10 del IRIG 106. El complemento recibirá el flujo de datos del Capítulo 10 entrante desde una reproducción de archivo cerrado desde el disco duro o desde un flujo de Ethernet en tiempo real. Luego encontrará el tiempo incrustado en el archivo del Chapter 10 para configurar también el reloj maestro de Dewesoft.
Luego, el complemento del Chapter 10 preparará cada canal de datos incluido en el flujo de datos para su procesamiento. Para los datos analógicos, de video y discretos, el complemento organizará los canales de datos para un procesamiento y visualización adecuados. Los tipos de datos más complejos como PCM y Arinc 429 / MIL-STD-1553 se enviarán a sus complementos apropiados en el software DewesoftX para su posterior procesamiento.
A través de las herramientas de gestión de configuración, todas las estaciones de procesamiento pueden ejecutarse simultáneamente procesando los mismos datos. Usando la tarjeta Dewesoft IRIG-ACDC dentro de cada uno de los chasis R3, todos los sistemas pueden sincronizarse a tiempo para tener una correlación de datos perfecta.
La Modulación de Código de Pulso (PCM) es la forma más simple de codificación de forma de onda. Los codificadores de telemetría PCM se utilizan para codificar los datos en un formato digital en serie y transmitirlos en un soporte a otra ubicación para su decodificación y análisis.
El plug-in DewesoftX PCM incluye la sincronización de bits, sincronización de cuadros, descommutación para SIRIUS-2xPCM, tarjetas Ulyssix o el complemento Chapter 10. Puede decodificar miles de canales desde esas interfaces, admite transmisiones integradas y FFI. Los datos se sincronizan nuevamente con el uso de IRIG en los datos analógicos y las transmisiones de video.
IRIG 106 - Chapter 10 Estación en Tierra
Con los complementos, DewesoftX puede decodificar, visualizar y analizar completamente los datos del Capítulo 10 de IRIG 106 y utiliza el formato de entrada estándar para los paquetes de Ethernet de la interfaz de datos de telemetría en tiempo real que consisten en:
Datos PCM (sin embalaje, empaquetado y rendimiento)
Datos del bus MIL-1553 y ARINC-429
Grabación de datos de iNET desde estándares de telemetría actualizados
Video: video estándar y video de alta velocidad
Canales Ethernet & UART
Datos Analógicos
Datos Ethernet
TMATS (canales de configuración)
Timing (tiempo absoluto)
La capacidad de registrar datos en los modos de rendimiento empaquetado y desempaquetado brinda la flexibilidad necesaria y proporciona un paquete de procesamiento y grabación todo en uno para la estación terrestre. El software DewesoftX también puede reproducir archivos del Chapter 10. Los datos se sincronizan y descomponen en cuadros, lo que brinda la capacidad de reproducir y procesar archivos del Capítulo 10 sin vincular una estación terrestre completa.
El sistema Dewesoft siempre almacenará datos brutos y dejará posibilidades óptimas para el procesamiento y visualización de datos fuera de línea.
Conclusión
Cooperar con un cliente de larga data como LCC crea una relación de confianza mutua. Durante más de 10 años, Dewesoft y LCC han tenido una comunicación abierta trabajando juntos para expandir las capacidades de sus laboratorios, junto con ayudar a avanzar las capacidades de Dewesoft a partir de sus comentarios.
Este esfuerzo de trabajar junto ha permitido el desarrollo del complemento Receptor Ethernet como una herramienta de solución de problemas de energía y recopilación de datos. Con las configuraciones de conversación de Filter Chains y Engineering Unit ahora, puede detectar cualquier flujo de Ethernet de cualquier fuente y trazar parámetros dentro del poder del software Dewesoft.
Dewesoft X3 puede recibir y decodificar datos de múltiples flujos de ethernet. Están disponibles diferentes capacidades de filtro (TCP, UDP, filtro de datos) y admiten la decodificación de datos con varios formatos (Motorola, Intel, flotante, firmado, sin firmar ...). Es posible el escalamiento lineal y no lineal (polinomio).
El receptor Ethernet es adecuado para el mercado industrial, la recopilación de datos del banco de pruebas y la resolución de problemas, la estación terrestre de telemetría y muchos más. Para ayudar a los ingenieros a comprender su verdadero poder, esta herramienta ahora debería llamarse "el Tiburón de alambre con esteroides".
