專利名稱：一種x型航空發動機試車臺測控系統和測控方法
技術領域：
本發明涉及發動機研發領域，特別是指一種X型航空發動機試車臺測控系統和測控方法。
背景技術：
X型航空發動機試車目前主要在其它型號的發動機試車臺上進行，這些試車臺一般采用VXI總線數據采集系統測量X型發動機試車運行參數及系統運行參數，大量的實體開關，信號燈和中間繼電器等組成控制盤來控制車臺系統和試車流程。控制系統與測試方法之間的聯系通過繼電器和VXI數據采集系統中的數字I/O板卡之間硬件連線進行。測控系統導線多且交叉繁雜，導致信號干擾大，控制過程需要試車工人牢記操作守則和熟知開關信號位置，測試方法軟件只完成簡單的數據采集和顯示，試車數據的記錄和試車報告的整理由試車工人眼看、手記。眾所周知，航空發動機試車是一種高能耗、高風險的試驗項目，同時是發動機出廠前磨合、調整和檢驗發動機各項性能指標的重要手段和必須過程。目前X型發動機試車由于技術落后導致工人工作量和工作強度過大、責任過重，且試車周期長、能源消耗多等問題。
發明內容
針對上述現有技術中的不足之處，本發明設計了一種X型航空發動機試車臺測控系統和測控方法降低了工人工作量和工作強度，縮短了試車周期，降低了能源消耗。本發明的技術方案是這樣實現的一種X型航空發動機試車臺測控系統，包括依次連接的信號采集系統、信號控制系統和信號反饋系統，所述信號采集系統用于對目標信號進行采集、篩選、打包；信號控制系統用于向用戶顯示采集到的信息，同時用戶可以根據信息發布控制指令；信號反饋系統用于將用戶的控制指令傳輸到發動機。進一步的，所述信號采集系統為PXI總線數據采集系統。進一步的，還包括網絡交換機和打印機，信號反饋系統包括PLC電控系統、測試系統和推力系統，分別與網絡交換機連接在連接信號控制系統，其中測試系統與網絡交換機之間通過串口服務器相連接，PLC電控系統由大量試車實踐經驗及相應工藝規程編制的控制軟件通過信號器/繼電器控制發動機的工作狀態，測試系統可以測量發動機轉速、壓力和溫度，推力系統可以校準發動機運轉時的推力數據，所述打印機連接在網絡交換機上，用于輸出記錄所得到的數據信息。進一步的，所述信號控制系統為計算機，且計算機連接有觸摸屏。進一步的，還包括信號調理系統，所述信號調理系統連接于發動機信號輸出端和信號采集系統之間，所述信號調理系統用于將輸入的信號轉換成標準信號傳送進信號采集系統，進行性能計算及曲線擬合，所述信號調理系統包括傳感器/變送器、調理/隔離系統。一種X型航空發動機試車臺測控方法，該測控方法為發動機運轉產生的信號通過信號調理系統調理成為標準信號，然后由信號采集系統收集標準信號傳送至信號控制系統中，用戶根據信號控制系統中的數據發布相信的控制指令，控制指令通過網絡交換機發送到信號反饋系統，從而根據不同的控制指令來控制發動機不同工作狀態，以達到測試目的。與現有技術相比，本發明的有益效果在于本發明充分利用現代測控硬件和計算機軟件的最新研究成果，構建測試和控制融合的X型航空發動機試車臺測控系統，提高了自動化和智能化水平，減少硬件及其資金投入，減少測控系統故障率，簡化操作、降低誤操作率，降低了試車和維護人員工作強度和壓力，節約能源消耗，方便車臺功能擴展，同時為發動機試驗和出廠檢驗提供客觀、真實的報告。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發明一個實施例的測控系統的結構示意圖；圖2為本發明另一個實施例的測控方法的方框圖。圖中1、傳感器/變送器；2、調理/隔離系統；3、PXI數據采集系統；4、觸摸屏；5、信號器/繼電器；6、測試系統；7、串口服務器；8、PLC電控系統；9、計算機；901、第一計算機；902、第二計算機；903、第三計算機；10、推力系統；11、打印機；12、網絡交換機。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。如圖I所示的一種X型航空發動機試車臺測控系統，由信號調理系統、信號采集系統、信號控制系統、網絡交換機12和信號反饋系統依次連接構成。信號調理系統是由傳感器/變送器I和調理/隔離系統2組成，主要用來對發動機運行產生的信號進行調理，使發動機輸出的信號成為標準信號，便于后面的系統進行信號分析。信號采集系統采用的是PXI數據采集系統3，主要用于將信號調理系統調理產生的標準信號收集起來然后傳輸給后面的系統，一般會使用美國國家儀器公司(NationalInstrument)的產品，PXI-1052型PXI和SCXI混合型機箱，不僅完全可以滿足系統數據采集的要求，而且結構緊湊、成本相對較低。接著連接信號控制系統，這里信號控制系統主要是由計算機9組成的，分別為第一計算機901、第二計算機902和第三計算機903，各個計算機9的功能不同，其中第一計算機901不僅負責數據采集系統的運行參數設定和采集控制，還負責數據獲取、數據調理、界面顯示、數據傳輸/存儲/回放和通道設置/標定/校驗等工作，同時還負責系統配置、試車工藝提示/控制、數據調理、數據錄取/查詢、報表生成/打印、性能分析、設備管理維護和其它試車前/中/后相關輔助工作，是數采系統中試車人員操作最多的計算機；第二計算機902的主要作用是實現車臺設備的狀態(開關信號)的監視和控制操作；第三計算機903用于和電子控制器的通訊，實現遞減的功能和顯示燃油系統時效圖。計算機9采用WindowsXP操作系統，SQL Server 2005數據庫管理系統和Visual C++軟件開發平臺，用來根據用戶發出的指令調節發動機的基數。信號控制系統與網絡交換機12相連接，而網絡交換機12上還連接著信號反饋系統，信號反饋系統是由PLC電控系統8、測試系統6和推力系統10三部分組成的，其中PLC電控系統8通過信號器/繼電器5與發動機連接，收到信號控制系統發出的指令后，通過信號器/繼電器5作用于發動機,控制發動機的工作狀態，PLC電控系統8選用日本三菱的Q系列可編程控制器，PLC控制軟件采用GX WorkS2根據發動機控制要求和試車工藝編寫，也可以采用GX-Developer和CC-Link實現軟件編制和通訊；而測試系統6通過串口服務器7與網絡交換機12相連接，網絡交換機12與串口服務器7之間通過以太網相互連接，而串口服務器7與測試系統6是通過RS422接口相連接，測試系統6是用于測量發動機轉速、壓力和溫度等運行狀態，串口服務器7實現基于TCP/IP和虛擬串口的串行協議通訊，配置臺灣研華的EKI-1524型串口服務器7，在串口服務器7上設置串口協議類型、和計算機9的通訊協議類型、IP地址、以及串口通訊協議報文的分割和組合方式。提高了串口通訊的靈活性，可以使用任意計算機9通過串口服務器7和串口設備通訊。而推力系統10與網絡交換機12相連接，用于測量發動機運轉時候產生的推力，及時反饋到信號控制系統，然后根據信號控制系統發出的指令進行相應的操作。此外，網絡交換機12上還連接打印機11，方便隨時輸出所記錄的信號狀態。計算機9上連接觸摸屏4，同時計算機9采用了一拖三顯示器的方式，觸摸屏4和PLC電控系統8相結合的多畫面車臺和試車控制面板，通過TCP/IP協議實現帶大型觸摸屏工業控制計算機和PLC電控系統8的通訊。在工業控制計算機端可以選用Visual C++，Visual Basic, Lab view, Delphi等軟件開發工具設計開發觸摸屏界面和通訊端口。采用上述軟件設計開發工具，設計多個控制面板，根據測試系統采集到的發動機運行狀態信號，判斷發動機狀態，當發動機狀態改變時，由程序控制切換控制面板，提高了控制系統設計的靈活性，實現了測試和控制系統的數據共享和融合，也方便用戶同時進行多項監控。X型航空發動機集中式的信息采集和調理平臺，采用軟件開發工具，設計測控系統軟件、TCP/IP通訊接口模塊和PXI數據采集系統8，將數據采集到工業控制計算機中。三臺工業計算機采用Microsoft SQL SerVer2005數據庫管理系統，建立數據庫，將系統運行參數、發動機信息、用戶信息、用戶輸入、測試運行參數和控制運行參數中在其中存放和管理，實現信息的集中管理；在三臺工業控制計算機之間通過TCP/IP和自行設計的軟件，實現測試控制數據的實時交互。如圖2所示，一種實施方式的X型航空發動機試車臺測控方法，首先在步驟SOl中，通過信號調理系統對發動機發出的信號進行調理，使信號變為標準信號，然后將標準信號傳送到信號采集系統。該信號可以包括推力測量信號、工作狀態和發動機轉速等一些狀態信號。接著，在步驟S02中，該狀態信號進過信號采集系統收集、篩選、打包傳送到信號控制系統。信號篩選是通過在知識庫中查詢接收到的信號，得知該信號的含義，從而確定是否是用戶所要采集的目標信號。然后，在步驟S03中，將目標信號顯示給用戶，用戶根據顯示發出不同的控制指令，同時用戶還可以通過打印機輸出記錄的信號。最后，在步驟S04中，用戶發出的指令通過網絡交換機傳送到相應的信號反饋系統上，從而控制發動機的運行狀態，完成相應的測試。本發明充分利用現代測控硬件和計算機軟件的最新研究成果，構建測試和控制融合的X型航空發動機試車臺測控系統，提高了自動化和智能化水平，減少硬件及其資金投入，減少測控系統故障率，簡化操作、降低誤操作率，降低了試車和維護人員工作強度和壓力，節約能源消耗，方便車臺功能擴展，同時為發動機試驗和出廠檢驗提供客觀、真實的報以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種X型航空發動機試車臺測控系統，其特征在于包括依次連接的信號采集系統、信號控制系統和信號反饋系統，所述信號采集系統用于對目標信號進行采集、篩選、打包；信號控制系統用于向用戶顯示采集到的信息，同時用戶可以根據信息發布控制指令；信號反饋系統用于將用戶的控制指令傳輸到發動機。
2.根據權利要求I所述的一種X型航空發動機試車臺測控系統，其特征在于所述信號采集系統為PXI總線數據采集系統。
3.根據權利要求I所述的一種X型航空發動機試車臺測控系統，其特征在于還包括網絡交換機和打印機，所述網絡交換機輸入端與信號控制系統相連，輸出端與信號反饋系統相連，所述打印機連接在網絡交換機上，用于輸出記錄所得到的數據信息。
4.根據權利要求3所述的一種X型航空發動機試車臺測控系統，其特征在于所述信號反饋系統包括PLC電控系統、測試系統和推力系統，分別通過網絡交換機與連接信號控制系統相連接，其中測試系統與網絡交換機之間通過串口服務器相連接，PLC電控系統通過信號器/繼電器控制發動機的工作狀態，測試系統可以測量發動機轉速、壓力和溫度，推力系統可以校準發動機運轉時的推力數據。
5.根據權利要求I所述的一種X型航空發動機試車臺測控系統，其特征在于所述信號控制系統為計算機，所述計算機連接有觸摸屏。
6.根據權利要求I所述的一種X型航空發動機試車臺測控系統，其特征在于還包括信號調理系統，所述信號調理系統連接于發動機信號輸出端和信號采集系統之間，所述信號調理系統用于將輸入的信號轉換成標準信號傳送進信號采集系統，進行性能計算及曲線擬合。
7.根據權利要求6所述的一種X型航空發動機試車臺測控系統，其特征在于所述信號調理系統包括傳感器/變送器、調理/隔離系統。
8.一種X型航空發動機試車臺測控方法，其特征在于發動機運轉產生的信號通過信號采集系統，傳輸到信號控制系統中，用戶根據信號控制系統中顯示的數據發布控制指令，通過網絡交換機發送到信號反饋系統。
9.根據權利要求8所述的一種X型航空發動機試車臺測控方法，其特征在于信號采集系統收到的信號是經過信號調理系統調理后形成的標準信號。
10.根據權利要求8所述的一種X型航空發動機試車臺測控方法，其特征在于控制指令進入信號反饋系統中，根據不同指令，來控制發動機的運行參數，其中PLC電控系統控制發動機的工作狀態，測試系統可以測量發動機轉速、壓力和溫度，推力系統可以校準發動機運轉時的推力數據。
全文摘要
本發明公開了一種X型航空發動機試車臺測控系統，包括依次連接的信號采集系統、信號控制系統和信號反饋系統，所述信號采集系統用于對目標信號進行采集、篩選、打包；信號控制系統用于向用戶顯示采集到的信息，同時用戶可以根據信息發布控制指令；信號反饋系統用于將用戶的控制指令傳輸到發動機。本發明充分利用現代測控硬件和計算機軟件的最新研究成果，構建測試和控制融合的X型航空發動機試車臺測控系統，提高了自動化和智能化水平，減少硬件及其資金投入，減少測控系統故障率，簡化操作、降低誤操作率，降低了試車和維護人員工作強度和壓力，節約能源消耗，方便試車臺功能擴展，同時為發動機試驗和出廠檢驗提供客觀、真實的報告。
文檔編號G05B19/05GK102944426SQ20121040749
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者曾嶸, 楊魯峰, 蘇靜, 刁愛軍, 齊曉廣, 王德華, 秦川, 劉堃, 郭洪堯, 王敏華, 徐賦明, 尹麗萍 申請人:貴州凱陽航空發動機有限公司