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基于CVI的燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)試車臺測試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

時(shí)間:2008-10-21 10:07:00來源:ronggang

導(dǎo)語:?討論了某型燃起渦輪起動(dòng)機(jī)試車臺測試系統(tǒng)的開發(fā);系統(tǒng)硬件以PC-7483板為核心;軟件采用WINDOWS環(huán)境下的CVI語言編制而成;對渦輪起動(dòng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,自動(dòng)完成測試、數(shù)據(jù)處理、并動(dòng)態(tài)顯示地面試車數(shù)據(jù)
摘 要:討論了某型燃起渦輪起動(dòng)機(jī)試車臺測試系統(tǒng)的開發(fā);系統(tǒng)硬件以PC-7483板為核心;軟件采用WINDOWS環(huán)境下的CVI語言編制而成;對渦輪起動(dòng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,自動(dòng)完成測試、數(shù)據(jù)處理、并動(dòng)態(tài)顯示地面試車數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞:燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī);試車臺;CVI;PC-7483;研制 0 引言   燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)試車臺是一種新型的全自動(dòng)檢測設(shè)備試驗(yàn)臺,在地面試車時(shí)可實(shí)時(shí)監(jiān)控渦輪起動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài),并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,顯示處理結(jié)果、渦輪起動(dòng)機(jī)試車參數(shù)以及故障的診斷結(jié)果,有效提高了檢測設(shè)備的自動(dòng)化水平和檢測精度。 1 試車臺測試系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路   小型渦輪起動(dòng)機(jī)由電機(jī)帶動(dòng)工作,通過計(jì)算機(jī)控制的燃油系統(tǒng),按控制程序或操作人員指令向發(fā)動(dòng)機(jī)輸送燃油,控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。測試系統(tǒng)將傳感器傳輸?shù)男盘枺?jīng)計(jì)算機(jī)處理后由表盤顯示發(fā)動(dòng)機(jī)主要工作參數(shù)、工作狀態(tài)等,并給出需要的發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線。安全監(jiān)控系統(tǒng)感受參數(shù)變化情況,及時(shí)給出故障信息,保證工作安全。   燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)的組成如圖1所示。試車臺主要有燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)、電渦流測功機(jī)、JZⅡ型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速 [align=center] 圖1 試車臺組成[/align]   傳感器、試車臺架、燃油及滑油箱、信號采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)安裝在試車臺架上,試車臺架上設(shè)有燃油、滑油、控制和測試等接口,燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)經(jīng)接口與燃油、滑油、控制和測試等系統(tǒng)連接;由計(jì)算機(jī)控制的燃油供油系統(tǒng),按控制程序或操作人員指令控制燃油供油量以控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài),并且在起動(dòng)過程控制起動(dòng)供油量;滑油系統(tǒng)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供溫度合適的、清潔的、循環(huán)使用的滑油;控制裝置控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器,以滿足工作需要;測試系統(tǒng)將傳感器傳輸?shù)男盘?,?jīng)信號采集電路至計(jì)算機(jī),經(jīng)計(jì)算機(jī)處理由顯示裝置指示發(fā)動(dòng)機(jī)主要工作參數(shù)、工作狀態(tài)等;安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣溫度、振動(dòng)值等參數(shù)變化情況,達(dá)到安全限制值時(shí)告警、并自動(dòng)降低工作狀態(tài)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成轉(zhuǎn)速控制、數(shù)據(jù)采集與換算、特性繪制、指示與數(shù)據(jù)歸檔。 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)   系統(tǒng)硬件以PC-7483板為核心,PC-7483板是為工業(yè)PC機(jī)或PC兼容機(jī)設(shè)計(jì)的一種多功能綜合接口板。板上有12位16路A/D輸入、4路8位獨(dú)立D/A輸出、24路開關(guān)量輸入/輸出、3路脈沖計(jì)數(shù)/定時(shí)中斷等多項(xiàng)功能。其工作原理如圖2所示。 [align=center] 圖2 PC-7483邏輯方框圖[/align]   工作中,相應(yīng)電路將從渦輪起動(dòng)機(jī)及附件上采集到的燃油壓力及溫度、滑油壓力及溫度、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速經(jīng)傳感器調(diào)理為0-10V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號讀入A/D后由工控計(jì)算機(jī)處理;從發(fā)動(dòng)機(jī)上提取的燃?xì)鉁u輪和自由渦輪轉(zhuǎn)速信號為三相正弦信號,取任意兩相調(diào)理為方波計(jì)數(shù),經(jīng)實(shí)驗(yàn)電壓幅值為0.2-10V,直接作為計(jì)數(shù)器的閘門信號采用周期測量法來計(jì)算轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速由計(jì)數(shù)器板讀取并交由工控計(jì)算機(jī)計(jì)算;電源及試車臺相關(guān)附件泵開關(guān)量信號由光電隔離后讀入高速數(shù)字I/O板由計(jì)算機(jī)輔助判斷各個(gè)泵的狀態(tài)和可能存在的故障;通過轉(zhuǎn)速和電門位置由程序后臺計(jì)算加速性、轉(zhuǎn)子慣性、起動(dòng)時(shí)間等技術(shù)參數(shù);起動(dòng)機(jī)出現(xiàn)排氣超溫等故障時(shí)發(fā)出警報(bào),保證安全。 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)   為了實(shí)現(xiàn)對燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)狀態(tài)的模糊監(jiān)控,系統(tǒng)軟件選用穩(wěn)定性好、控制能力強(qiáng)、執(zhí)行速度快的CVI語言。軟件提供的全圖形友好界面易懂易操作。程序運(yùn)行時(shí),對試車過程進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控,自動(dòng)分析試車狀態(tài),處理、記錄試車數(shù)據(jù)。程序采用模塊化設(shè)計(jì),主循環(huán)包括系統(tǒng)起動(dòng)模塊、系統(tǒng)工作狀態(tài)測試顯示模塊、系統(tǒng)工作狀態(tài)控制模塊、試車曲線參數(shù)查看模塊等,各模塊的作用及操作特性清晰。   3.1 起動(dòng)模塊   如圖3所示,是試車臺主操作顯示界面。在WINDOWS環(huán)境下打開試車臺系統(tǒng)后,操作人員可以利用控制面板上的按鍵進(jìn)行操作。按下“總電源”使設(shè)備通電,然后依次分別按“+27V”“+12V”“+5V”鍵進(jìn)行檢查。隨后進(jìn)行油啟封和冷開車,最后按下起動(dòng)按鈕進(jìn)行磨合試車。   在主程序界面,選擇“退出”按鈕,可退出軟件運(yùn)行環(huán)境,之后關(guān)閉電源。 [align=center] 圖3主操作顯示界面[/align]   3.2 工作參數(shù)顯示模塊   如圖4所示,在工作狀態(tài)顯示模塊中,程序?qū)崟r(shí)監(jiān)控渦輪起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、滑油和煤油壓力、排氣溫度以及振動(dòng)值等參數(shù),在顯示屏上以表盤形式顯示出來。此外,還可指示轉(zhuǎn)速、油壓等參數(shù)的擺動(dòng)情況,便于發(fā)現(xiàn)懸掛、喘振等故障征候,而且可指示試車人員在一些敏感狀態(tài)的停留時(shí)間,判斷試車操作是否規(guī)范。 [align=center] 圖4 試車臺工作參數(shù)顯示界面[/align]   3.3系統(tǒng)工作狀態(tài)控制模塊   系統(tǒng)工作狀態(tài)控制界面如圖5所示。計(jì)算機(jī)還對所測參數(shù)進(jìn)行分析處理,智能分析渦輪起動(dòng)機(jī)所處的工作狀態(tài)、判斷起動(dòng)機(jī)相應(yīng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)速、油壓、排氣溫度等參數(shù)是否符合規(guī)定;操作人員根據(jù)系統(tǒng)工作界面的警告信號對控制界面進(jìn)行操作。當(dāng)系統(tǒng)壓力超出正常范圍時(shí),系統(tǒng)警告燈閃亮,操作人員針對相應(yīng)油泵按鈕采取措施。 [align=center] 圖5 系統(tǒng)工作狀態(tài)控制界面[/align]   3.4 試車曲線參數(shù)查看模塊   試車結(jié)束之后,操作人員需要分析所得的試車數(shù)據(jù)。試車參數(shù)查看模塊就可以再現(xiàn)渦輪起動(dòng)機(jī)試車過程,將渦輪起動(dòng)機(jī)的各種參數(shù)顯示出來,使得操作人員可以直觀的根據(jù)試車參數(shù),分析的渦輪起動(dòng)機(jī)狀態(tài)。試車曲線參數(shù)查看界面如圖6所示。 [align=center] 圖6 試車曲線參數(shù)查看界面[/align]   3.5 CVI程序設(shè)計(jì)舉例   僅列舉渦輪起動(dòng)機(jī)主泵操縱控制語句:   int CVICALLBACK fuelpump (int panel, int control, int event,   void *callbackData, int eventData1, int eventData2)  ?。?   int P_Std,Std;   switch (event)  ?。?   case EVENT_COMMIT:   GetCtrlVal (panelHandle, Testengine_POWER_SW, &P_Std);   if (!P_Std){   MessagePopup ("提示信息", "請打開總電源。");//   SetCtrlVal (panelHandle, Testengine_FUELPUMP, OFF);   break;  ?。?   GetCtrlVal (panelHandle, Testengine_FUELPUMP, &Std);   if (Std) relay_on(FULL_PUMP);   else relay_off(FULL_PUMP);   break;  ?。?   return 0;   } 4 結(jié)束語   創(chuàng)新點(diǎn):本文設(shè)計(jì)了一套全新的燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)試車臺測試系統(tǒng),采用windows環(huán)境下的CVI語言編程,較好的實(shí)現(xiàn)了與PC-7483綜合板的數(shù)據(jù)采集、傳輸和控制。在研制中,解決了實(shí)時(shí)性、抗干擾性以及小轉(zhuǎn)速精確測量等多個(gè)難點(diǎn)問題,具有綜合化、自動(dòng)化程度高、測試精度高、可靠性好等特點(diǎn)。渦輪起動(dòng)機(jī)試車臺是一種智能化、綜合化的參數(shù)采集檢測設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了對燃起渦輪起動(dòng)機(jī)性能的綜合測試。 參考文獻(xiàn):   [1] 樊尚春. 信號與測試技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社 2002.   [2] 吳建強(qiáng). 數(shù)字集成電路應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京:航空工業(yè)出版社 1994.   [3] 陳惠文. 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制[M].河南:空軍第一航空學(xué)院 2002.   [4] 胡記文, 陳建輝, 劉金寧. VC++和基于Lab Windows/CVI的DLL在測控技術(shù)中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息,2003.12:15-16.

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