[發(fā)明專利]一種基于PLC的多試驗臺使用擠壓式介質(zhì)供應(yīng)控制系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113204206B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦雷;陳茜茹;董麗雙;周琰;孟博丁;孫大洪;張棟
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天動力研究所
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種基于PLC的多試驗臺使用擠壓式介質(zhì)供應(yīng)控制系統(tǒng)及方法，通過在容器間本地增加PLC控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對低溫容器的本地控制和遠程控制，通過本地HMI可以實現(xiàn)擠壓供應(yīng)系統(tǒng)本地控制，并獨立監(jiān)測容器參數(shù)。遠程控制方式，各試驗臺與容器間通過以太網(wǎng)通訊，實時監(jiān)控容器間狀態(tài)，各試驗臺間相互獨立，對容器間控制具有優(yōu)先級，可以有效避免容器控制的混亂，容器間的在線狀態(tài)監(jiān)控也可以及時地展示給各試驗臺的操作人員，方便各試驗有序進行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于PLC的多試驗臺使用擠壓式介質(zhì)供應(yīng)控制系統(tǒng)及方法，屬于低溫介質(zhì)應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

液體火箭發(fā)動機地面零組件試驗中，將低溫容器介質(zhì)按照要求輸送到各個試驗臺或工位的系統(tǒng)稱為介質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)。一般分為擠壓式供應(yīng)系統(tǒng)和泵壓式供應(yīng)系統(tǒng)。

對擠壓式供應(yīng)系統(tǒng)通過對低溫容器施加高壓氣體，將容器的低溫介質(zhì)擠向各需求試驗臺，實現(xiàn)各試驗臺對介質(zhì)以及介質(zhì)壓力的需求。通常情況下，對低溫容器的操作有加注、增壓、排氣和進介質(zhì)，通過電磁閥門控制實現(xiàn)，加注為由低溫儲罐向低溫容器增加低溫介質(zhì)；增壓為通過配氣系統(tǒng)對低溫容器增加高壓氣體，提高容器壓力，實現(xiàn)低溫介質(zhì)由低溫容器到試驗臺/工位的供應(yīng)；排氣為排除容器高壓氣體；進介質(zhì)為打開低溫容器到試驗臺/工位的閥門，允許低溫介質(zhì)進入試驗臺。

通常，擠壓式供應(yīng)系統(tǒng)由一個低溫容器向多個試驗臺/工位提供介質(zhì)供應(yīng)，由于低溫介質(zhì)由同一個低溫容器供應(yīng)，供給到某個試驗臺/工位介質(zhì)的壓力與容器一致，但每個試驗臺/工位對于介質(zhì)壓力及容器操作的要求不同，導致兩個及以上試驗臺/工位無法同時進行對低溫容器的操作。

加注、增壓、排氣和進介質(zhì)操作在每個試驗臺/工位的操作臺進行，一般情況下，將各個試驗臺加載在電磁閥線圈上的控制電通過并聯(lián)的方式進行連接，各試驗臺通過接受操作人員的控制指令，通過PLC控制各試驗臺的相應(yīng)的繼電器，控制電直接加載到低溫容器的電磁閥線圈，由電磁閥驅(qū)動氣動閥，執(zhí)行相應(yīng)操作。

但上述控制方式存在以下問題：各個試驗臺的控制電通過并聯(lián)的方式加載在電磁閥線圈上，意味著每個試驗臺可以獨立控制電磁閥，由于互相之間沒有互鎖控制，而且各試驗臺也沒有共用的低溫容器工作狀態(tài)指示，電磁閥在被其中一個試驗臺控制的時候，如果其他試驗臺操作人員不了解低溫容器狀態(tài)，低溫容器的電磁閥還有可能被其他試驗臺控制，不僅使試驗臺控制混亂，還帶來了安全隱患。擠壓式供應(yīng)系統(tǒng)一些關(guān)鍵參數(shù)例如容器壓力、容器液位以及電磁閥狀態(tài)，無法同時顯示給每一個試驗臺操作人員，系統(tǒng)的自動化能力偏低，目前還沒有形成一套獨立的智能監(jiān)控方法對擠壓式介質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)進行監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：針對目前現(xiàn)有技術(shù)中，針對低溫環(huán)境下的介質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)容易出現(xiàn)的試驗臺控制混亂、自動化能力低、缺乏系統(tǒng)控制方法的問題，提出了一種基于PLC的多試驗臺使用擠壓式介質(zhì)供應(yīng)控制系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

一種基于PLC的多試驗臺使用擠壓式介質(zhì)供應(yīng)控制系統(tǒng)，包括容器間、工業(yè)以太網(wǎng)、試驗臺控制分系統(tǒng)，所述容器間包括PLC核心處理器、HMI本地控制平臺、液氮容器，所述試驗臺控制分系統(tǒng)包括試驗臺一、試驗臺二、試驗臺三，其中：

所述容器間通過PLC核心處理器對液氮容器進行容器參數(shù)監(jiān)測及運行控制，容器間與試驗臺控制分系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)進行通信；

所述PLC核心處理器對液氮容器進行參數(shù)監(jiān)測，并對容器間運行狀態(tài)進行監(jiān)控，所述容器間控制模式包括本地控制、遠程控制，當控制模式為本地控制時，PLC核心處理器通過HMI本地控制平臺及容器間控制鏈路對液氮容器進行本地控制，當控制模式為遠程控制時，PLC核心處理器與試驗臺一、試驗臺二、試驗臺三中任一試驗臺進行信息交互實現(xiàn)遠程控制。