[發(fā)明專利]一種大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室壓力控制系統(tǒng)及其控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010603570.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN102023654A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃勇;李瑩;王浚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D16/20
• 分類號(hào): G05D16/20
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 周長(zhǎng)琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓力控制領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，是一種應(yīng)用于環(huán)境模擬試驗(yàn)室降壓、負(fù)壓的控制系統(tǒng)及其控制方法，特別適用于特大型空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室。

背景技術(shù)

高原低氣壓環(huán)境試驗(yàn)是大量工業(yè)產(chǎn)品需要進(jìn)行的環(huán)境考核試驗(yàn)。對(duì)于小型產(chǎn)品，一般是利用人工方法獲得的高原低氣壓環(huán)境進(jìn)行考核；對(duì)于大型整機(jī)產(chǎn)品，往往需要往返于自然的高原環(huán)境進(jìn)行考核，造成產(chǎn)品的研制周期長(zhǎng)、資金花費(fèi)巨大，同時(shí)也常常受到自然條件的限制，環(huán)境參數(shù)難以滿足試驗(yàn)的需求。

為了滿足大型整機(jī)產(chǎn)品的高原低氣壓環(huán)境試驗(yàn)需求，需要建設(shè)特大型的真空容器。目前，美國(guó)、俄羅斯、歐洲空間局、日本都建設(shè)有直徑大于10m的大空間環(huán)境設(shè)備，中國(guó)空間技術(shù)研究院亦建有直徑為12m的大空間環(huán)境模擬設(shè)備KM6。由于大空間環(huán)境模擬設(shè)備空間大，在降壓過(guò)程中對(duì)壓力控制系統(tǒng)的排氣量及降壓速率要求都較高，因此現(xiàn)有技術(shù)的真空泵結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時(shí)也給系統(tǒng)的自動(dòng)控制機(jī)及設(shè)計(jì)邏輯關(guān)系增加了難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室降壓、負(fù)壓的控制系統(tǒng)及其控制方法，使大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行快速降壓的試驗(yàn)。

本發(fā)明一種大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室壓力控制系統(tǒng)，包括主抽真空泵、維持真空泵，止回閥A、止回閥B，主抽真空泵自動(dòng)閥門、維持真空泵自動(dòng)閥門、自動(dòng)閥，抽氣管道，排氣管道，自動(dòng)補(bǔ)氣閥，手動(dòng)補(bǔ)氣閥，真空表A、真空表B，自動(dòng)放氣閥，過(guò)濾器，手動(dòng)放氣閥、PLC控制設(shè)備以及大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室。

其中，大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室上通過(guò)管路連接有手動(dòng)放氣閥、自動(dòng)放氣閥與真空表A，自動(dòng)放氣閥與過(guò)濾器連接；大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室上還通過(guò)抽氣管道依次連接有真空表B、自動(dòng)閥、手動(dòng)補(bǔ)氣閥以及自動(dòng)補(bǔ)氣閥；自動(dòng)閥與手動(dòng)補(bǔ)氣閥之間的抽氣管道上分別通過(guò)管路并聯(lián)有主抽真空泵與維持真空泵；主抽真空泵與維持真空泵通過(guò)管路與排氣管道相連；每個(gè)主抽真空泵與抽氣管道間的管路上依次設(shè)置有止回閥A與主抽真空泵自動(dòng)閥門；維持真空泵與抽氣管道間的管路上依次設(shè)置有止回閥A與維持真空泵自動(dòng)閥門；PLC控制設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)線與止回閥A、止回閥B、自動(dòng)補(bǔ)氣閥、自動(dòng)放氣閥、主抽真空泵、維持真空泵、真空表A、真空表B、主抽真空泵自動(dòng)閥門、維持真空泵自動(dòng)閥門、自動(dòng)閥相連。

大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室中的空氣經(jīng)主抽真空泵抽吸后，由排氣管道排出大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室外，實(shí)現(xiàn)大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)的快速降壓；通過(guò)止回閥A與止回閥B防止氣體回流；抽氣管道中的氣流量通過(guò)主抽真空泵自動(dòng)閥門控制，實(shí)現(xiàn)抽氣管道的切斷或接通；主抽真空泵所在氣路的開關(guān)及流量大小由維持真空泵自動(dòng)閥門控制；在主抽真空泵抽氣完畢停機(jī)后，通過(guò)維持真空泵保持補(bǔ)氣量和抽氣量的動(dòng)態(tài)平衡，維持大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)的低氣壓環(huán)境和真空度值的穩(wěn)定；維持真空泵所在氣路的開關(guān)及流量大小由自動(dòng)閥控制；大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室中的補(bǔ)氣量通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)氣閥控制；進(jìn)入大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)空氣中的雜質(zhì)通過(guò)過(guò)濾器去除；在試驗(yàn)完成后通過(guò)自動(dòng)放氣閥將外界空氣經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后抽吸進(jìn)大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)，使大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)外壓力值達(dá)到平衡；通過(guò)手動(dòng)補(bǔ)氣閥手動(dòng)對(duì)大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行復(fù)壓；真空表A用來(lái)測(cè)量抽氣管道內(nèi)的氣壓值，并向PLC控制設(shè)備輸入反饋信號(hào)；真空表B用來(lái)測(cè)量大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)的氣壓值，并向PLC控制設(shè)備輸入反饋信號(hào)。其中，PLC控制設(shè)備用來(lái)控制主抽真空泵、維持真空泵、止回閥A、止回閥B、主抽真空泵自動(dòng)閥門、維持真空泵自動(dòng)閥門、自動(dòng)閥、自動(dòng)補(bǔ)氣閥、真空表A、真空表B以及自動(dòng)放氣閥的開啟或關(guān)閉。

本發(fā)明一種大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室壓力控制系統(tǒng)的壓力控制方法，通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一：PLC控制設(shè)備初始化；

開啟PLC控制設(shè)備電源后，通過(guò)外部PC機(jī)上設(shè)定本次實(shí)驗(yàn)?zāi)M的真空度。

步驟二：檢測(cè)真空表A與真空表B是否正常；

真空表A和真空表B會(huì)向PLC設(shè)備發(fā)送數(shù)字信號(hào)，若沒有收到這真空表A或真空表B的數(shù)字信號(hào)，PLC設(shè)備報(bào)警；否則直接進(jìn)行步驟三。

步驟三：檢測(cè)大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)真空度是否正常；

通過(guò)真空表A測(cè)得的大空間環(huán)境試驗(yàn)室內(nèi)的真空度的值發(fā)送給PLC控制設(shè)備，若大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)真空度的值與正常大氣壓值相同，則表明大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)真空度正常；否則，PLC控制設(shè)備報(bào)警。此時(shí)通過(guò)手動(dòng)補(bǔ)氣閥對(duì)大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行復(fù)壓，直到真空表A測(cè)得的真空度的值與正常大氣壓值相同。

步驟四：開始對(duì)大空間環(huán)境模擬試驗(yàn)室內(nèi)部抽氣降壓；