發(fā)動機(jī)試車的停車保護(hù)系統(tǒng)及具有其的試車臺測控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)試車控制領(lǐng)域，特別地，涉及一種發(fā)動機(jī)試車的停車保護(hù)系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述停車保護(hù)系統(tǒng)的試車臺測控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動機(jī)在試車過程中，測控系統(tǒng)實(shí)時的對發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)和必要的試車臺設(shè)備或控制參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，其中某些重要參數(shù)必須設(shè)置停車保護(hù)值，當(dāng)被監(jiān)控參數(shù)不滿足要求時，測控系統(tǒng)會立刻自動執(zhí)行停車動作，以避免對發(fā)動機(jī)造成損傷。
[0003]參照圖1，現(xiàn)有技術(shù)一般選用外部采集總線(VXI)系統(tǒng)和可編程邏輯控制器(PLC)現(xiàn)場控制系統(tǒng)組建試車臺測控系統(tǒng)硬件，試車程序可以由操作者設(shè)置有關(guān)參數(shù)的保護(hù)值，并在試車過程中自動判斷，若滿足停車指令，下達(dá)停車指令并由VXI系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)執(zhí)行動作。
[0004]其中，VXI系統(tǒng)包含:
[0005]1、AD采集模塊完成發(fā)動機(jī)和試車臺所有被監(jiān)控參數(shù)的模擬量采集，例如:溫度、壓力等。
[0006]2、數(shù)字10模塊完成所有閥門動作的監(jiān)控。
[0007]3、頻率、計(jì)數(shù)模塊完成周期信號的采集，例如:轉(zhuǎn)速、流量等。
[0008]4、DA輸出模塊用于提供控制(驅(qū)動)負(fù)載所需的可調(diào)節(jié)電流/電壓。
[0009]PLC系統(tǒng)僅配備10模塊，用以監(jiān)控、執(zhí)行所有的控制臺操作按鈕的動作。VXI系統(tǒng)實(shí)時采集發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)并通信給數(shù)采工控機(jī)進(jìn)行存儲，數(shù)采工控機(jī)執(zhí)行試車程序?qū)σ言O(shè)置好的保護(hù)值實(shí)時對比判斷是否達(dá)到停車條件，若滿足條件，給VXI系統(tǒng)下達(dá)指令由10模塊完成停車動作，同時也向PLC同步下達(dá)停車指令，以防止當(dāng)VXI或PLC出現(xiàn)故障時，不能可靠的自動執(zhí)行發(fā)動機(jī)停車動作。
[0010]除此之外，為防止PLC與VXI自動保護(hù)停車功能全部失效，試車臺還有人為緊急停車制動按鈕，用來執(zhí)行人為判斷保護(hù)停車。
[0011]但現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)試車臺保護(hù)停車存在以下問題:
[0012]1、VXI系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)不能完全并行、獨(dú)立的執(zhí)行保護(hù)動作。采集和判斷的機(jī)構(gòu)只有一個，這部分是共用非獨(dú)立的。
[0013]2、數(shù)采系統(tǒng)(VXI+工控機(jī))的可靠性相比PLC來說略有不如，可靠性高的PLC反而不起作用。由于VXI與PLC的保護(hù)停車動作實(shí)際上并不同步，VXI先于PLC執(zhí)行動作，若VXI的停車動作不失效，PLC的保護(hù)停車功能就不會起作用。VXI作為穩(wěn)態(tài)的采集系統(tǒng)，試車程序?qū)τ赩XI的讀取、寫入頻率一般設(shè)置為10Hz或20Hz，但是試車程序與PLC通信的頻率視具體情況而定，多小于10Hz。這樣VXI執(zhí)行停車動作的延遲時間不大于0.1s,而PLC接到試車程序發(fā)送的停車指令之后再執(zhí)行動作，延遲時間超過0.1s。
[0014]3、PLC事實(shí)上僅僅是作為執(zhí)行試車程序的工控機(jī)的一個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，沒有發(fā)揮出該有的作用。
[0015]4、若出現(xiàn)試車程序沒有設(shè)置保護(hù)值等人為錯誤、試車程序運(yùn)行出錯等工控機(jī)軟硬件故障或者VX1、PLC與工控機(jī)通信中斷等故障，測控系統(tǒng)都不執(zhí)行保護(hù)停車動作。測控系統(tǒng)的保護(hù)子系統(tǒng)安全風(fēng)險較大，可靠性有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明提供了一種發(fā)動機(jī)試車的停車保護(hù)系統(tǒng)及具有其的試車臺測控系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)試車臺測控系統(tǒng)的停車保護(hù)的可靠性有待提高的技術(shù)問題。
[0017]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種發(fā)動機(jī)試車的停車保護(hù)系統(tǒng)，包括:
[0019]第一數(shù)采模塊，用于采集發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)和試車臺的控制參數(shù)并將采集的參數(shù)信息傳遞給PLC ；
[0020]第二數(shù)采模塊，用于采集發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)和試車臺的控制參數(shù)并將采集的參數(shù)信息傳遞給工控機(jī)；
[0021]第一數(shù)采模塊和第二數(shù)采模塊經(jīng)一進(jìn)二出且三端隔離的信號隔離模塊連接用于參數(shù)采集的傳感器；
[0022]PLC與工控機(jī)并行獨(dú)立地對發(fā)動機(jī)試車進(jìn)行停車保護(hù)。
[0023]進(jìn)一步地，第二數(shù)采模塊采用外部數(shù)采總線系統(tǒng)的AD采集模塊，且工控機(jī)經(jīng)外部數(shù)采總線系統(tǒng)的I/O模塊輸出指令給發(fā)動機(jī)及試車臺的執(zhí)行機(jī)構(gòu)以執(zhí)行停車保護(hù)。
[0024]進(jìn)一步地，PLC經(jīng)第一數(shù)采模塊獨(dú)立采集發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)和試車臺的控制參數(shù)，且PLC內(nèi)預(yù)置有用于停車保護(hù)的閾值參數(shù)，通過采集并比對輸入?yún)?shù)與閾值參數(shù)，并經(jīng)PLC的I/O模塊自動執(zhí)行停車保護(hù)。
[0025]進(jìn)一步地，PLC內(nèi)預(yù)置的閾值參數(shù)根據(jù)發(fā)動機(jī)的型號單獨(dú)設(shè)置，且試車臺控制面板設(shè)有用于發(fā)動機(jī)型號選擇的多路開關(guān)，多路開關(guān)用于選通與發(fā)動機(jī)的型號匹配的保護(hù)程序作為輸入指令給PLC和/或工控機(jī)進(jìn)行停車保護(hù)。
[0026]進(jìn)一步地，PLC的采樣頻率可調(diào)。
[0027]進(jìn)一步地，PLC與工控機(jī)通信連接，且PLC的采樣頻率高于工控機(jī)的采樣頻率，工控機(jī)記錄PLC的輸入輸出數(shù)據(jù)，用于后續(xù)停車保護(hù)故障判斷。
[0028]進(jìn)一步地，本發(fā)明發(fā)動機(jī)試車的停車保護(hù)系統(tǒng)還包括:
[0029]用于控制試車臺緊急停車的制動按鈕，以對發(fā)動機(jī)試車執(zhí)行人為判斷保護(hù)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種試車臺測控系統(tǒng)，包括上述的發(fā)動機(jī)試車的停車保護(hù)系統(tǒng)。
[0031]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0032]本發(fā)明發(fā)動機(jī)試車的停車保護(hù)系統(tǒng)，通過給PLC設(shè)置單獨(dú)的用于采集發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)和試車臺的控制參數(shù)的第一數(shù)采模塊，且工控機(jī)通過第二數(shù)采模塊采集發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)和試車臺的控制參數(shù)，第一數(shù)采模塊和第二數(shù)采模塊經(jīng)信號隔離模塊連接用于參數(shù)采集的傳感器，使得原始的一路參數(shù)信號轉(zhuǎn)化為互相隔離的兩路信號，且分別由工控機(jī)和PLC進(jìn)行停車保護(hù)判斷，實(shí)現(xiàn)了完全并行、獨(dú)立的發(fā)動機(jī)停車保護(hù)，提高了發(fā)動機(jī)試車的運(yùn)行可靠性，且并行、獨(dú)立的檢測系統(tǒng)有利于提高試車臺信號故障的分析、排查效率，且加快了對保護(hù)參數(shù)的掃描頻率并減少了停車延遲，使得停車時的保護(hù)參數(shù)采集值更接近設(shè)置值，更迅速有效的控制發(fā)動機(jī)超溫超轉(zhuǎn)的程度，從而進(jìn)一步減少設(shè)備不穩(wěn)定性與人為差錯對保護(hù)系統(tǒng)的影響。
[0033]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0034]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0035]圖1是現(xiàn)有的航空發(fā)動機(jī)試車臺測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例發(fā)動機(jī)試車的停車保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]附圖標(biāo)記說明:
[0038]10、信號隔離模塊；
[0039]20、第一數(shù)采模塊；
[0040]30、第二數(shù)采模塊；
[0041]40、PLC;
[0042]50、工控機(jī)；
[0043]60、VXI I/O 模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0044]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0045]參照圖2，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種發(fā)動機(jī)試車的停車保護(hù)系統(tǒng)，本實(shí)施例停車保護(hù)系統(tǒng)包括:
[0046]第一數(shù)采模塊20，用于采集發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)和試車臺的控制參數(shù)并將采集的參數(shù)信息傳遞給PLC 40 ;
[0047]第二數(shù)采模塊30，用于采集發(fā)動機(jī)狀態(tài)參數(shù)和試車臺的控制參數(shù)并將采集的參數(shù)信息傳遞給工控機(jī)50 ;
[0048]第一數(shù)采模塊20和第二數(shù)采模塊30經(jīng)一進(jìn)二出且三端隔離的信號隔離模塊10連接用于參數(shù)采集的傳感器；
[0049]PLC 40與工控機(jī)50并行獨(dú)立地對發(fā)動機(jī)試車進(jìn)行停車保護(hù)。
[0050]本實(shí)施例在發(fā)動機(jī)試車過程中，對設(shè)置了保護(hù)值的參數(shù)采用傳感器進(jìn)行實(shí)時檢測，譬如，發(fā)動機(jī)的試車轉(zhuǎn)速及工作溫度經(jīng)轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器檢測，且傳感器檢測的信號經(jīng)信號隔離模塊10轉(zhuǎn)換為互相隔離的兩路信號，其中，一路參數(shù)信號經(jīng)第一數(shù)采模塊20傳遞給PLC 40，另一路參數(shù)信號經(jīng)第二數(shù)采模塊30傳遞給工控機(jī)50。PLC 40與工控機(jī)50并行獨(dú)立地對發(fā)動機(jī)試車進(jìn)行停車保護(hù)，如PLC 40自主掃描采集的轉(zhuǎn)速、溫度等保護(hù)參數(shù)并與存儲單元中的數(shù)值比較判斷，經(jīng)I/O模塊輸出指令控制發(fā)動機(jī)運(yùn)行活門關(guān)閉、