[發明專利]一種發動機試驗集散式控制系統及方法

有效

• 申請號: 201410120306.0
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103869791B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 張小松;郭寧敏;李雙軍;史超;章萌
• 申請（專利權）人: 西安航天動力試驗技術研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 陳廣民

技術領域

本發明屬于航空航天技術領域。涉及一種發動機試驗系統和方法，具體涉及一種發動機試驗集散式控制系統及方法。

背景技術

航天、航空發動機點火試驗一般采用的基本設備包括各類型閥門、儲箱及相應的管道、控制系統等。在儲箱中儲存的發動機試驗所需的各類燃料經過閉環壓力調節，達到系統所需的壓力后，將發動機試驗所需的各類燃料經管道再通過各類型閥門按照一定時序的開關動作，最終輸送至發動機處，由此發動機點火開始進行試驗。

另外，試驗過程中控制系統的驅動單元在接收到下位機指令后，產生閥門動作所需的電壓、電流條件，從而按照相應的控制時序驅動閥門的開、關動作。采集單元主要用來實時采集閥門的開、關狀態，并將其送入下位機中。

目前國內在航空、航天發動機試驗控制領域，大多數開發者和使用者會選用進口控制設備或實時操作系統，作為開發平臺，這樣雖然可以提高開發的效率，但是試驗成本較高，而且給系統后續的維護、功能擴展、集成帶來了一定的困難。因此，開發一種自主的發動機試驗控制系統是目前繼續解決的問題。

發明內容

本發明提出一種自主研發的發動機試驗集散式控制系統及方法，解決了航空、航天發動機試驗時，控制系統需要進口，從而造成的成本大、后期維護、功能擴展和集成困難大的問題。

本發明的具體技術方案是：

一種發動機試驗集散式控制系統，包括上位機、網絡交換機、至少四臺下位機以及相應的驅動單元和采集單元；所述上位機采用window系統；所述下位機采用Linux系統；所述上位機和下位機通過以太網進行數據交互；

所述每一臺下位機均通過驅動單元控制若干路閥門的開關，同時通過采集單元采集若干路閥門的開關狀態；

其中，一臺下位機還通過驅動單元實現若干儲箱壓力的閉環調節，同時通過采集單元實時采集若干儲箱的壓力。

上述下位機為四臺，其中下位機一具有48路數字輸出通道，96路數字輸入通道，完成發動機一的時序控制；

下位機二具有48路數字輸出通道，96路數字輸入通道，完成發動機二的時序控制；

下位機三具有48路數字輸出通道，96路數字輸入通道，8路模擬量采集通道，8路儲箱壓力閉環調節功能；

下位機四具有48路數字輸出通道，96路數字輸入通道，完成發動機三的時序控制。

上述下位機一按設定的時間向下位機二發送控制信號。

基于上述控制系統，現提出該控制系統的控制方法，具體包括以下步驟：

1）系統上電，啟動上、下位機程序；

2）上位機配置時序以及閉環壓力調節參數；

3）啟動閉環壓力調節：

3.1）上位機設定目標壓力；

3.2）上位機從所有增壓閥門中選擇增壓時需要使用的閥門；

3.3）上位機向下位機發送壓力調節數據；

3.4）系統進行閉環壓力調節；

4）上位機進行時序校驗；

5）上位機向下位機發送時序：

5.1）上位機發送數據包；所述數據包包括IP地址、數據頭和數據；其中，IP地址和下位機一一對應；數據頭的自定義數據和下位機綁定；數據包括閥門的開關動作及相應的時序；

5.2）下位機接收并解析IP地址和數據頭；若IP地址和數據頭同時與該下位機匹配，則開始接收解析數據；反之，該下位機不進行任何操作；

6）上位機發送啟動指令；

7）發動機試驗：

7.1）下位機根據解析的數據，執行閥門動作指令；

7.2）下位機按設定的時間同步上傳閥門開關狀態；

7.3）上位機顯示相應的閥門狀態；

8）下位機工作結束，并上傳實際執行的時序至上位機，上位機開始自動判讀時序并記錄判讀結果；

9）系統工作結束。

上述步驟7.1還包括：一臺下位機可按設定的時間觸發另一臺下位機。

本發明優點在于：

1、本發明采用集散式控制方式，使得系統成本低，功能擴展性好；

2、本發明采用IP地址、數據頭兩個數據進行綁定校驗，可以確保下位機接收到自己的數據，可靠性高。

3、本發明中一臺下位機可按設定的時間觸發另一臺下位機，因此上位機的死機或重啟，不會影響的時序執行，提高了系統的可靠性。

4、本發明采用壓力閉環調節技術，壓力控制精度可達0.01Mpa，提高了系統的調節精度。

附圖說明

圖1為本發明的系統結構簡圖。

具體實施方式