上位機(jī)啟動(dòng)真空栗，將發(fā)動(dòng)機(jī)燃料腔抽空至額定值后，啟動(dòng)真空引射裝置對(duì)臺(tái)體管路及發(fā)動(dòng)機(jī)燃料腔繼續(xù)引射，關(guān)閉真空栗，維持低于額定真空度100s后，關(guān)閉引射器。
[0047]3】具體技術(shù)說明
[0048]圖2為抽真空系統(tǒng)軟件控制流程圖，其中黑色實(shí)線為自動(dòng)判斷程序。
[0049]3.1雙下位機(jī)冗余測(cè)控
[0050]系統(tǒng)采用雙下位機(jī)熱備冗余工作，傳感器信號(hào)同時(shí)采集、同時(shí)發(fā)送，控制信號(hào)由一臺(tái)控制器發(fā)送，當(dāng)控制器發(fā)生故障時(shí)，上位機(jī)顯示通訊故障，手動(dòng)切換到另一臺(tái)下位機(jī)繼續(xù)工作。
[0051]將冗余控制應(yīng)用到火箭發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空系統(tǒng)屬于國內(nèi)首次，可靠性高。同時(shí)測(cè)控一體方案與傳統(tǒng)測(cè)量與控制分開方法相比，效率提高。
[0052]3.2自動(dòng)反饋測(cè)控設(shè)計(jì)
[0053]抽真空工藝系統(tǒng)由配氣臺(tái)、引射器組、真空栗、煤油收集容器等組成，首次將程序控制應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空試驗(yàn)中，采用真空栗預(yù)抽、真空引射裝置接力工作模式，改變傳統(tǒng)使用單一設(shè)備可靠性低、不能長時(shí)間工作的問題。
[0054]利用PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)抽真空過程自動(dòng)化，一鍵啟動(dòng)，自動(dòng)采集、自動(dòng)判讀。系統(tǒng)由硬件電路按時(shí)序完成所有電磁閥、真空栗等的打閉動(dòng)作，抽真空系統(tǒng)自動(dòng)控制時(shí)序見圖4。
[0055]系統(tǒng)加入反饋設(shè)計(jì)，真空栗開始工作60秒后，進(jìn)入傳感器值反饋判讀程序，傳感器測(cè)量值實(shí)時(shí)與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)4個(gè)傳感器有3個(gè)小于等于設(shè)定值后，判讀條件成立，程序自動(dòng)向下進(jìn)行，打開引射器，向變頻器發(fā)指令關(guān)閉真空栗。下位機(jī)控制器以掃描的的方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，其中傳感器采集模塊分辨率為15位，將所有數(shù)據(jù)存放到I/O映象區(qū)中的響應(yīng)單元內(nèi)，然后執(zhí)行預(yù)先編譯下載好的抽真空程序，傳感器值與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)判讀成立后，最后會(huì)根據(jù)輸出狀態(tài)進(jìn)行后續(xù)動(dòng)作。
[0056]采用自動(dòng)反饋控制將各單一設(shè)備程序化，避免人為誤操作；程序修改靈活，可以應(yīng)用各種型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空試驗(yàn)；自動(dòng)反饋控制是首次應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空系統(tǒng)當(dāng)中，提高了試驗(yàn)的自動(dòng)化程度避免人為判讀不及時(shí)，不準(zhǔn)確的問題。
[0057]3.3分布式測(cè)控技術(shù)
[0058]系統(tǒng)利用分布式技術(shù)，采用雙下位機(jī)和多上位機(jī)測(cè)控一體方案，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)下位機(jī)冗余控制、同時(shí)采集，多臺(tái)上位機(jī)均可進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、手動(dòng)/程序控制、反饋流程監(jiān)控，解決了前、后端均可單獨(dú)測(cè)控，單臺(tái)控制器故障的問題，提高了控制的靈活性、系統(tǒng)的可靠性。
[0059]上位機(jī)集中控制站采用雙獨(dú)立線程進(jìn)行數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)、冗余控制及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示，系統(tǒng)工作時(shí)兩臺(tái)下位機(jī)處于熱備狀態(tài)，信號(hào)傳輸采用lOMbps/lOOMbps的全雙工通訊協(xié)議，避免了常用報(bào)文的重復(fù)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)傳輸和接收數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的吞吐量。正常工作時(shí)，控制指令由一臺(tái)下位機(jī)發(fā)出，上位機(jī)實(shí)時(shí)記錄兩組傳感器信號(hào)、閥門回測(cè)信號(hào)，采用實(shí)時(shí)讀寫，兩組數(shù)據(jù)互為備份，提高了數(shù)據(jù)的完整性。
[0060]前端設(shè)備間設(shè)有觸摸屏，觸摸屏采用FactoryTalk View Stud1開發(fā)環(huán)境下的分布式HMI組態(tài)功能，遠(yuǎn)端方艙設(shè)有上位機(jī)，采用本地Site Edit1n組態(tài)功能，下位機(jī)與上位機(jī)均通過RS claassic建立分布式局域網(wǎng)，見圖6。其中，觸摸屏通過HMI服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，上位機(jī)運(yùn)行本地應(yīng)用程序，該程序可以運(yùn)行在局域網(wǎng)內(nèi)不同計(jì)算機(jī)上，所有閥門開關(guān)、程序開關(guān)采用值控制，即任意上位機(jī)發(fā)出控制指令，所有上位機(jī)均同步顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空冗余自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)，包括相互交換的分別設(shè)在前端設(shè)備間和后端動(dòng)力方艙的光端機(jī)，前端設(shè)備間內(nèi)光端機(jī)分別與觸摸屏、第一測(cè)控裝置、第二測(cè)控裝置通信，第一測(cè)控裝置和第二測(cè)控裝置連接信號(hào)轉(zhuǎn)接器；后端動(dòng)力方艙內(nèi)光端機(jī)與第一測(cè)控上位機(jī)和第二測(cè)控上位機(jī)通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空冗余自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)轉(zhuǎn)接器分別連接壓力傳感器、真空傳感器、電磁閥以及接近開關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空冗余自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于:所述光端機(jī)之間通過光纖連接；前端設(shè)備間內(nèi)光端機(jī)與觸摸屏、第一測(cè)控裝置、第二測(cè)控裝置之間通過工業(yè)網(wǎng)線連接；后端動(dòng)力方艙內(nèi)光端機(jī)與第一測(cè)控上位機(jī)和第二測(cè)控上位機(jī)通過工業(yè)網(wǎng)線連接；第一測(cè)控裝置和第二測(cè)控裝置與信號(hào)轉(zhuǎn)接器通過活動(dòng)電纜連接。4.發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空冗余自動(dòng)化測(cè)控方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 1)遠(yuǎn)端方艙發(fā)送程序啟動(dòng)指令，下位機(jī)執(zhí)行預(yù)先編譯下載好的抽真空程序，開啟真空栗；下位機(jī)控制器以掃描的方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，其中控制器中的模擬量采集模塊分辨率為15位，將所有數(shù)據(jù)存放到I/O映象區(qū)中的響應(yīng)單元內(nèi)； 2)系統(tǒng)加入反饋設(shè)計(jì)，真空栗開始工作60秒后，進(jìn)入傳感器值反饋判讀程序； 3)傳感器測(cè)量值實(shí)時(shí)與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)4個(gè)傳感器有3個(gè)小于等于設(shè)定值后，判讀條件成立，程序自動(dòng)向下進(jìn)行； 4)打開引射器，向變頻器發(fā)指令關(guān)閉真空栗； 5)在100s后程序自動(dòng)關(guān)閉引射器，結(jié)束抽真空。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空冗余自動(dòng)化測(cè)控方法，其特征在于:所述步驟2)反饋判讀程序具體過程是:四個(gè)傳感器將4-20mA電流信號(hào)傳至PLC的模擬量輸入模塊，該模塊通過AD轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)傳至PLC的控制器，控制器通過傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)將信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)壓力值。四個(gè)壓力值實(shí)時(shí)與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)傳感器值大于設(shè)定值時(shí)，真空栗繼續(xù)工作，當(dāng)4個(gè)傳感器有3個(gè)小于等于設(shè)定值后，程序關(guān)閉真空栗打開引射器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空冗余自動(dòng)化測(cè)控方法，其特征在于:所述步驟I)中所有輸入狀態(tài)是:抽真空系統(tǒng)的閥門指令信號(hào)、閥門回測(cè)信號(hào)；閥門指令信號(hào)與閥門回測(cè)信號(hào)是開關(guān)量信號(hào)(數(shù)字量信號(hào))，即打開是1，關(guān)閉是O。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空冗余自動(dòng)化測(cè)控方法，其特征在于:所述步驟I)抽真空程序具體是: 1.1)軟件初始化并進(jìn)行試驗(yàn)前系統(tǒng)檢查； 1.2)進(jìn)入程序流程圖界面； 1.3)控制第一下位機(jī)，選擇程序控制； 1.4)開始采集并啟動(dòng)程序，60秒后進(jìn)行傳感器判斷； 1.5)程序啟動(dòng)引射器，關(guān)閉真空栗； 1.6)待100s后關(guān)閉引射器，抽真空結(jié)束。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空冗余自動(dòng)化測(cè)控方法，其特征在于:所述步驟.1.3)若當(dāng)控制第一下位機(jī)故障時(shí)，則進(jìn)行步驟1.7)切換到第二下位機(jī)，選擇程序控制； . 1.8)開始采集并啟動(dòng)程序，60秒后進(jìn)行傳感器判斷； .1.9)程序啟動(dòng)引射器，關(guān)閉真空栗；. 1.10)待1000s后關(guān)閉引射器，抽真空結(jié)束D
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空冗余自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)，包括相互交換的分別設(shè)在前端設(shè)備間和后端動(dòng)力方艙的光端機(jī)，前端設(shè)備間內(nèi)光端機(jī)分別與觸摸屏、第一測(cè)控裝置、第二測(cè)控裝置通信，第一測(cè)控裝置和第二測(cè)控裝置連接信號(hào)轉(zhuǎn)接器；后端動(dòng)力方艙內(nèi)光端機(jī)與第一測(cè)控上位機(jī)和第二測(cè)控上位機(jī)通信。本發(fā)明發(fā)動(dòng)機(jī)抽真空冗余自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)及方法，采用雙下位機(jī)、多上位機(jī)測(cè)控一體方案，由遠(yuǎn)端控制，可靠性高；同時(shí)測(cè)控一體方案與傳統(tǒng)測(cè)量與控制分開方法相比，效率提高。
【IPC分類】G05B19/05, F04B49/06
【公開號(hào)】CN105204422
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510617208
【發(fā)明人】蔡琳, 李正兵, 祝敏, 李波, 秦永濤, 王薇
【申請(qǐng)人】西安航天動(dòng)力試驗(yàn)技術(shù)研究所
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月24日