[發明專利]一種面向試驗室氣候試驗的管控監測一體化平臺

在審

• 申請號: 202110905200.1
• 申請日: 2021-08-08
• 公開（公告）號: CN113741246A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 李冬梅;吳相甫;李闖勤;吳敬濤;杜文輝;許天龍;姜亞軍;孟姝君
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01N17/00;G06F16/25;G06F11/14;H04L1/22;H04L12/24;H04L12/40;H04L12/437;H04L12/44
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請提供了一種面向試驗室氣候試驗的管控監測一體化平臺，包括：試驗管理系統、試驗監控系統、基礎環境模擬系統、特殊環境模擬系統、數據采集系統、信息展示系統和安全控制系統；其中，所述試驗管理系統、試驗監控系統、基礎環境模擬系統、特殊環境模擬系統、數據采集系統、信息展示系統和安全控制系統均接入由第一中央管理交換機和第二中央管理交換機構成雙冗余的中央管理層網絡，所述基礎環境模擬系統、特殊環境模擬系統和安全控制系統內均通過兩個數據交換裝置形成環形網絡。本發明的管控監測一體化平臺能夠有效解決實驗室工藝設備繁雜和各種環境模擬方法不同、控制算法不同帶來的協調工作復雜度高的難題，能夠克服飛機氣候試驗復雜的難題。

技術領域

本申請屬于環境試驗監測技術領域，特別涉及一種面向試驗室氣候試驗的管控監測一體化平臺。

背景技術

大型氣候實驗室是一套人工綜合氣候環境模擬系統，通過對溫度、濕度、壓力等基礎環境參數和雨、雪、霧、風、光照等特殊環境參數的模擬控制，最大程度地實現自然界氣候環境，用以測試飛行器等大型裝置設備的環境適應性。

現有的氣候環境實驗室或大型環境模擬設備均為一個艙體內模擬單一的環境，通常體量小、不具備綜合性，而一架飛機整機氣候試驗涉及的環境類型多、流程復雜、連續性高，需要不間斷完成實時測試。針對實驗室體量超大(約11萬立方米)，溫度范圍寬氣候環境惡劣(-55℃～74℃、濕度(5～100)％RH)，環境模擬系統數量多，設備組成復雜且布置分散，控制算法各不相同帶來的協調工作復雜度高的難題，需要一種面向氣候試驗全過程的分布式控制架構和基于時間圖譜的試驗過程控制方法。

發明內容

本申請的目的是提供了一種面向試驗室氣候試驗的管控監測一體化平臺，以解決或減輕背景技術中的至少一個問題。

本申請的技術方案是：一種面向試驗室氣候試驗的管控監測一體化平臺，包括：試驗管理系統、試驗監控系統、基礎環境模擬系統、特殊環境模擬系統、數據采集系統、信息展示系統和安全控制系統；

其中，所述試驗管理系統、試驗監控系統、基礎環境模擬系統、特殊環境模擬系統、數據采集系統、信息展示系統和安全控制系統均接入由第一中央管理交換機和第二中央管理交換機構成雙冗余的中央管理層網絡，所述基礎環境模擬系統、特殊環境模擬系統和安全控制系統內均通過兩個數據交換裝置形成環形網絡。

進一步的，所述第一中央管理交換機和第二中央管理交換機通過Profinet和Profibus-DP總線搭建。

進一步的，所述基礎環境模擬系統的環形網絡采用RSTP進行管理，當其中一條鏈路故障時，由RSTP協議重新生成網絡樹。

進一步的，所述特殊環境模擬系統的環形網絡采用Standby模式，在正常運行中，一條鏈路為主，處于工作狀態，另一條鏈路為阻塞模式，當主鏈路故障時，切換到另一條鏈路。

進一步的，所述數據采集系統基于NI_PXIe總線的模塊化架構，所述數據采集系統工作溫度為-60℃～+80℃，實現128通道高速同步采集，并具備數據冗余存儲功能，滿足飛機氣候實驗室環境試驗測試需要；建立實時測量數據與控制系統數據交互模塊，用于對環境溫度進行聯合調節，確保試驗條件精準加載；具有數據可視化模塊，用于實現測試數據圖形化實時顯示。

進一步的，所述信息展示系統基于B/S構架的視頻監控技術、無紙化辦公技術、基于視頻拼接的全景展示技術、信息發布技術，實現試驗過程中試驗視頻、試驗數據、設備狀態、試驗展示及試驗會議各信息的無縫對接，為試驗人員進行試驗指揮、掌握試驗進度、應對試驗突發情況、發布試驗決策等提供信息支持。

進一步的，所述安全控制系統采用可編程控制器，將基礎環境模擬系統和特殊環境模擬系統通過網絡交換機連接，并具有安全監控上位機、控制線和機械急停按鈕，按照事先定義的連鎖開關邏輯，監視基礎環境模擬系統、特殊環境模擬系統、數據采集系統、信息展示系統中至少一個系統的故障信息并發出硬急停信號。