專利名稱：大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及航空航天風(fēng)洞試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其是涉及一種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大型暫沖式超聲速風(fēng)洞的控制系統(tǒng)一般包括風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)、模型角度控制子系統(tǒng)和風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制部件分散，具有運(yùn)行壓力高、流量大的特點(diǎn)，且在啟動(dòng)/關(guān)車時(shí)存在較大的沖擊載荷影響。在試驗(yàn)過(guò)程中，如果出現(xiàn)的設(shè)備故障未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，不僅影響風(fēng)洞正常運(yùn)行，甚至引發(fā)安全事故，造成設(shè)備損毀和巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和異常情況的及時(shí)處理對(duì)確保風(fēng)洞安全運(yùn)行具有重要意義。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有暫沖式風(fēng)洞通過(guò)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置儀器、儀表，采用人為方式進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和異常情況處理。這種方式的主要缺點(diǎn)是監(jiān)測(cè)點(diǎn)少，難以覆蓋整個(gè)風(fēng)洞；設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄有限，不便于事后分析查找問(wèn)題；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)時(shí)共享，不能對(duì)設(shè)備異常情況進(jìn)行自動(dòng)處理；自動(dòng)化程度低，容易誘發(fā)人為誤操作。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種不僅能監(jiān)控各監(jiān)測(cè)點(diǎn)狀態(tài)，而且實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享與遠(yuǎn)程集中顯示，在異常情況出現(xiàn)時(shí)，能夠根據(jù)其危險(xiǎn)等級(jí)自動(dòng)采取保護(hù)措施，確保風(fēng)洞安全運(yùn)行的大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng)，與大型暫沖式超聲速風(fēng)洞的控制系統(tǒng)連接，該控制系統(tǒng)包括風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)、模型角度控制子系統(tǒng)和風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)，其特征在于，該監(jiān)控系統(tǒng)包括狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元、至少一個(gè)子站控制單元、至少三個(gè)傳感器、至少兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、連鎖電路單元；所述的風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)、模型角度控制子系統(tǒng)均與風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)連接，所述的狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)分別與風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元連接，所述的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元分別與子站控制單元、風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)、模型角度控制子系統(tǒng)、連鎖電路單元、至少一個(gè)傳感器和至少一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述的子站控制單元分別與至少一個(gè)傳感器和至少一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述的連鎖電路單元分別與風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)、模型角度控制子系統(tǒng)和至少一個(gè)傳感器連接。所述的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元通過(guò)ProfitBus總線與子站控制單元連接通訊。所述的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元通過(guò)以太網(wǎng)與狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接通訊。所述的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元為可編程邏輯控制器。所述的子站控制單元為可編程邏輯控制器。所述的傳感器為限位開關(guān)、壓力傳感器、電節(jié)點(diǎn)壓力表、溫度傳感器、液位傳感器、位移傳感器或者編碼器。所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電機(jī)或者油缸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、通過(guò)子站控制單元、現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制単元將遍布整個(gè)風(fēng)洞的監(jiān)測(cè)點(diǎn)連入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)測(cè)、記錄，為事后故障分析提供依據(jù)；2、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，使系統(tǒng)能夠按照既定策略，將相互關(guān)聯(lián)的設(shè)備納入連鎖，以減少人為誤操作；3、連鎖電路單元、現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制単元根據(jù)異常情況的危險(xiǎn)等級(jí)，自動(dòng)采取相應(yīng)措施，確保風(fēng)洞安全運(yùn)行；4、通過(guò)基于現(xiàn)場(chǎng)總線的集散式結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)分散、控制集中的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了所屬設(shè)備運(yùn)行管理的自動(dòng)化和智能化，增強(qiáng)了風(fēng)洞運(yùn)行的安全性，提高了風(fēng)洞試驗(yàn)效率。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例ー種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示ー種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng)，采用基于現(xiàn)場(chǎng)總線的集散式結(jié)構(gòu)組成，其與大型暫沖式超聲速風(fēng)洞的控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的監(jiān)控。大型暫沖式超聲速風(fēng)洞的控制系統(tǒng)包括風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)1、模型角度控制子系統(tǒng)2和風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)3。ー種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng)包括位于風(fēng)洞現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元5、至少三個(gè)傳感器7、至少兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)8、至少ー個(gè)子站控制単元6、連鎖電路單元9及位于風(fēng)洞測(cè)控間的狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)4?，F(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制単元5通過(guò)ProfitBus與子站控制単元6進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過(guò)Ethernet與狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)4通信，通過(guò)硬件電路與連鎖電路單元9相連?，F(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制単元5除與相應(yīng)的傳感器7和執(zhí)行機(jī)構(gòu)8相連外，還連接了風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)1、模型角度控制子系統(tǒng)2 ;每個(gè)子站控制単元6均與相應(yīng)的傳感器7和執(zhí)行機(jī)構(gòu)8相連；連鎖電路單元9除與相應(yīng)傳感器7相連外，還連接了風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)1、模型角度控制子系統(tǒng)2 ;狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)4通過(guò)Ethernet與風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)3連接；風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)1、模型角度控制子系統(tǒng)2均與風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)3連接?，F(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制単元5、子站控制単元6聯(lián)合完成遍布整個(gè)風(fēng)洞監(jiān)測(cè)點(diǎn)的信號(hào)實(shí)時(shí)采集、處理，并通過(guò)狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)集中顯示、記錄。其中，子站控制単元6的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行布設(shè)，每個(gè)子站控制単元6均需要連接至少ー個(gè)傳感器7和至少ー個(gè)執(zhí)行結(jié)構(gòu)8 (傳感器和執(zhí)行結(jié)構(gòu)的數(shù)量可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置)，本實(shí)施例布設(shè)四個(gè)子站控制単元6。傳感器7遍布整個(gè)風(fēng)洞，包括獲取監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)備狀態(tài)的限位開關(guān)，獲取壓力信息的壓カ傳感器、電節(jié)點(diǎn)壓カ表，獲取溫度信息的總溫傳感器、油溫傳感器，獲取油源系統(tǒng)液位的液位傳感器，獲取位置信息的位移傳感器、編碼器。執(zhí)行機(jī)構(gòu)8為電機(jī)或油缸。子站控制単元6為西門子可編程邏輯控制器?，F(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元5為西門子S7-300可編程邏輯控制器。連鎖電路單元9為當(dāng)獲取的狀態(tài)信息符合設(shè)定邏輯時(shí)，執(zhí)行預(yù)定控制指令的電路。狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)4為兼容計(jì)算機(jī)。試驗(yàn)前，狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)Ethernet發(fā)送遠(yuǎn)程控制指令，完成洞體條件的準(zhǔn)備，并對(duì)遍布整個(gè)風(fēng)洞監(jiān)測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行自檢，向用戶提示不具備試驗(yàn)條件的部位及原因。待自檢通過(guò)后，經(jīng)Ethernet向風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)3發(fā)送監(jiān)控系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒信號(hào)。試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元5對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，一旦捕獲到異常信息，立即以報(bào)警信息的形式上傳至狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)4，同時(shí)視其危險(xiǎn)等級(jí)決定是否采取措施控制模型角度控制子系統(tǒng)2、風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)I中止試驗(yàn)；狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)4實(shí)時(shí)顯示、記錄來(lái)自監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)接收到報(bào)警信息后，根據(jù)其危險(xiǎn)性質(zhì)決定是否轉(zhuǎn)發(fā)至風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)3，供其決策；連鎖電路單元9將可能威脅風(fēng)洞自身安全的監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)硬件電路串聯(lián)，當(dāng)異常情況出現(xiàn)時(shí)，直接控制模型角度控制子系統(tǒng)2、風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)I中止試驗(yàn)，用以應(yīng)對(duì)極端危險(xiǎn)情況，是確保風(fēng)洞安全的最高級(jí)別保護(hù)措施。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，應(yīng)當(dāng)指出的是，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng)，與大型暫沖式超聲速風(fēng)洞的控制系統(tǒng)連接，該控制系統(tǒng)包括風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)、模型角度控制子系統(tǒng)和風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)，其特征在于，該監(jiān)控系統(tǒng)包括狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元、至少一個(gè)子站控制單元、至少三個(gè)傳感器、至少兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、連鎖電路單元；所述的風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)、模型角度控制子系統(tǒng)均與風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)連接，所述的狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)分別與風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元連接，所述的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元分別與子站控制單元、風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)、模型角度控制子系統(tǒng)、連鎖電路單元、至少一個(gè)傳感器和至少一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述的子站控制單元分別與至少一個(gè)傳感器和至少一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，所述的連鎖電路單元分別與風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)、模型角度控制子系統(tǒng)和至少一個(gè)傳感器連接。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于，所述的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元通過(guò)ProfitBus總線與子站控制單元連接通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于，所述的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元通過(guò)以太網(wǎng)與狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于，所述的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元為可編程邏輯控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于，所述的子站控制單元為可編程邏輯控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于，所述的傳感器為限位開關(guān)、壓力傳感器、電節(jié)點(diǎn)壓力表、溫度傳感器、液位傳感器、位移傳感器或者編碼器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng),其特征在于，所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電機(jī)或者油缸。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種大型暫沖式超聲速風(fēng)洞數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化安全監(jiān)控系統(tǒng)，與大型暫沖式超聲速風(fēng)洞的控制系統(tǒng)連接，該控制系統(tǒng)包括風(fēng)洞運(yùn)行主控子系統(tǒng)、模型角度控制子系統(tǒng)和風(fēng)洞閥門控制子系統(tǒng)，其特征在于，該監(jiān)控系統(tǒng)包括相互耦合連接的狀態(tài)監(jiān)控計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)控制單元、至少一個(gè)子站控制單元、至少三個(gè)傳感器、至少兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、連鎖電路單元。具有不僅能監(jiān)控各監(jiān)測(cè)點(diǎn)狀態(tài)，而且實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享與遠(yuǎn)程集中顯示，在異常情況出現(xiàn)時(shí)，能夠根據(jù)其危險(xiǎn)等級(jí)自動(dòng)采取保護(hù)措施，確保風(fēng)洞安全運(yùn)行的突出優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202886949SQ20122049116
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者黃敘輝, 黎壯聲, 劉烽, 喻波, 周潤(rùn), 周波, 尹疆, 何文信, 高川, 張 林, 馬磊, 唐亮, 楊洋, 涂清 申請(qǐng)人:中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心高速空氣動(dòng)力研究所