基于上下位機(jī)的便攜式流量壓力負(fù)載模擬控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種負(fù)載模擬控制系統(tǒng)，特別是涉及一種基于上下位機(jī)的便攜式流量壓力負(fù)載模擬控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]設(shè)計(jì)飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)初期方案時(shí)，為保證方案的可行性和正確性，需要對(duì)液壓能源系統(tǒng)做原理驗(yàn)證試驗(yàn)，可靠性試驗(yàn)及系統(tǒng)的穩(wěn)定性、匹配性、相容性等試驗(yàn)。以往這些試驗(yàn)多數(shù)是通過(guò)設(shè)計(jì)地面液壓子系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證，但實(shí)現(xiàn)這樣的子系統(tǒng)將會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間、人力和財(cái)力，所以設(shè)計(jì)飛機(jī)流量壓力負(fù)載模擬系統(tǒng)是非常必要的。
[0003]普遍使用的飛機(jī)流量壓力負(fù)載模擬控制系統(tǒng)，由控制柜和負(fù)載模擬閥塊組成?？刂乒袷怯晒た貦C(jī)、相應(yīng)的電路板、電源模塊組成的機(jī)柜。負(fù)載模擬閥塊直接嵌入到試驗(yàn)系統(tǒng)臺(tái)架上。這種設(shè)計(jì)有很多不足之處:(I)負(fù)載模擬控制系統(tǒng)在工作過(guò)程中需要完成信號(hào)的采集、控制算法的計(jì)算、實(shí)時(shí)曲線的顯示及數(shù)據(jù)的保存等功能。由于系統(tǒng)具有復(fù)雜性、非線性的特點(diǎn)，其控制過(guò)程和數(shù)據(jù)處理過(guò)程均需很大的計(jì)算量。現(xiàn)有的工控機(jī)處理方案靠延長(zhǎng)控制周期來(lái)解決此問(wèn)題，但此方法降低了系統(tǒng)的控制精度和控制效率；(2)此類負(fù)載模擬控制系統(tǒng)控制柜的體積大，不易移動(dòng)攜帶，可移植性差?；谏鲜鰡?wèn)題，比較合理的解決方案是將在工控機(jī)中完成的數(shù)據(jù)處理過(guò)程和控制過(guò)程分離開(kāi)來(lái)，分別在上下位機(jī)完成，并將相應(yīng)的電路板、電源模塊和下位機(jī)封裝在一個(gè)便攜式控制箱中。而現(xiàn)有的流量壓力負(fù)載模擬控制系統(tǒng)不具有相關(guān)功能。
[0004]參照?qǐng)D3。文獻(xiàn)“某型飛機(jī)液壓能源系統(tǒng)原理驗(yàn)證試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].袁朝輝，馬科，江輝軍，等.測(cè)控技術(shù)，2010，29(6):48-53.”公開(kāi)了一種負(fù)載模擬控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由總控計(jì)算機(jī)操作臺(tái)和負(fù)載模擬閥塊組成?？偪赜?jì)算機(jī)操作臺(tái)包含模擬輸入板、PLC7112采集卡、PLC836計(jì)數(shù)卡、YGK-DA板卡、L292驅(qū)動(dòng)板。流量傳感器信號(hào)和壓力傳感器信號(hào)通過(guò)航空插頭板進(jìn)入到總控機(jī)柜里，壓力傳感器信號(hào)通過(guò)模擬輸入板把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過(guò)PLC7112采集卡進(jìn)行采集。流量信號(hào)直接通過(guò)PLC836計(jì)數(shù)卡進(jìn)行采集，通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制程序得到控制量，通過(guò)YGK-DA板卡輸出到L292板卡，最后以電流的方式驅(qū)動(dòng)比例節(jié)流閥。
[0005]該流量壓力負(fù)載模擬控制系統(tǒng)，將控制過(guò)程和數(shù)據(jù)處理過(guò)程集中到一臺(tái)工控機(jī)上完成，由于計(jì)算量比較大，導(dǎo)致控制周期變長(zhǎng)，從而降低了控制精度和控制效率。此外，由于控制柜體積較大，不易移動(dòng)攜帶，可移植性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有負(fù)載模擬控制系統(tǒng)控制周期長(zhǎng)的不足，本發(fā)明提供一種基于上下位機(jī)的便攜式流量壓力負(fù)載模擬控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、便攜式控制箱和負(fù)載模擬閥塊。所述上位機(jī)包括曲線顯示模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)保存模塊及人機(jī)交互界面，完成對(duì)下位機(jī)的指令控制和數(shù)據(jù)讀取，并對(duì)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和保存。所述便攜式控制箱包括下位機(jī)、電源模塊、板卡、信號(hào)調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路。下位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的通訊，下位機(jī)接收上位機(jī)的控制信息，并將此控制信息送驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)比例節(jié)流閥的信號(hào)，便攜式控制箱的信號(hào)調(diào)理電路采集負(fù)載模擬閥塊提供的壓力傳感器和流量傳感器信號(hào)，并將采集結(jié)果經(jīng)上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給上位機(jī)。所述負(fù)載模擬閥塊是整個(gè)系統(tǒng)的控制對(duì)象，包括壓力傳感器、流量傳感器和比例節(jié)流閥模擬液壓能源系統(tǒng)的負(fù)載。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將控制過(guò)程和數(shù)據(jù)處理過(guò)程分離，在便攜式控制箱中完成控制過(guò)程，使控制和數(shù)據(jù)處理過(guò)程并行進(jìn)行，從而解決了現(xiàn)有負(fù)載模擬系統(tǒng)控制周期長(zhǎng)的技術(shù)問(wèn)題，提高了系統(tǒng)控制精度和控制效率。本發(fā)明將下位機(jī)、電源模塊和相應(yīng)的電路板集成在便攜式控制箱中，并將負(fù)載模擬閥塊做成可移動(dòng)的，從而使系統(tǒng)易移動(dòng)攜帶，提高了系統(tǒng)的可移植性。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種基于上下位機(jī)的便攜式流量壓力負(fù)載模擬控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是包括上位機(jī)、便攜式控制箱和負(fù)載模擬閥塊。所述上位機(jī)包括曲線顯示模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)保存模塊及人機(jī)交互界面。所述便攜式控制箱包括下位機(jī)、電源模塊、板卡、信號(hào)調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路，其中電源模塊分別給下位機(jī)、板卡和信號(hào)調(diào)理電路供電。所述負(fù)載模擬閥塊是整個(gè)系統(tǒng)的控制對(duì)象，包括壓力傳感器、流量傳感器和比例節(jié)流閥，比例節(jié)流閥模擬液壓能源系統(tǒng)的負(fù)載。用戶通過(guò)人機(jī)交互界面將控制信息輸入到上位機(jī)中，上位機(jī)通過(guò)通信模塊將控制信息傳輸?shù)奖銛y式控制箱的下位機(jī)中，下位機(jī)將控制信息經(jīng)過(guò)板卡送入驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路將控制信息轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)比例節(jié)流閥的信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)送入負(fù)載模擬閥塊中的比例節(jié)流閥，從而完成系統(tǒng)的控制過(guò)程。信號(hào)調(diào)理電路將壓力傳感器和流量傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換為板卡能夠采集的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入到板卡中，板卡將采集的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)PC104總線送入到下位機(jī)中，上位機(jī)通過(guò)通信模塊讀取下位機(jī)的采集數(shù)據(jù)，將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在曲線顯示模塊，并將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)保存模塊。
[0008]所述下位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、便攜式控制箱和負(fù)載模擬閥塊。所述上位機(jī)包括曲線顯示模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)保存模塊及人機(jī)交互界面，完成對(duì)下位機(jī)的指令控制和數(shù)據(jù)讀取，并對(duì)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和保存。所述便攜式控制箱包括下位機(jī)、電源模塊、板卡、信號(hào)調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路。下位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的通訊，下位機(jī)接收上位機(jī)的控制信息，并將此控制信息送驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路輸出驅(qū)動(dòng)比例節(jié)流閥的信號(hào)，便攜式控制箱的信號(hào)調(diào)理電路采集負(fù)載模擬閥塊提供的壓力傳感器和流量傳感器信號(hào)，并將采集結(jié)果經(jīng)上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給上位機(jī)。所述負(fù)載模擬閥塊是整個(gè)系統(tǒng)的控制對(duì)象，包括壓力傳感器、流量傳感器和比例節(jié)流閥模擬液壓能源系統(tǒng)的負(fù)載。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將控制過(guò)程和數(shù)據(jù)處理過(guò)程分離，在便攜式控制箱中完成控制過(guò)程，使控制和數(shù)據(jù)處理過(guò)程并行進(jìn)行，從而解決了現(xiàn)有負(fù)載模擬系統(tǒng)控制周期長(zhǎng)的技術(shù)問(wèn)題，提高了系統(tǒng)控制精度和控制效率。本發(fā)明將下位機(jī)、電源模塊和相應(yīng)的電路板集成在便攜式控制箱中，并將負(fù)載模擬閥塊做成可移動(dòng)的，從而使系統(tǒng)易移動(dòng)攜帶，提高了系統(tǒng)的可移植性。
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明基于上下位機(jī)的便攜式流量壓力負(fù)載模擬控制系統(tǒng)的整體框圖。
[0012]圖2是本發(fā)明基于上下位機(jī)的便攜式流量壓力負(fù)載模擬控制系統(tǒng)控制流程圖。
[0013]圖3是【背景技術(shù)】負(fù)載模擬控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參照?qǐng)D1-2。本發(fā)明基于上下位機(jī)的便攜式流量壓力負(fù)載模擬控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、便攜式控制箱和負(fù)載模擬閥塊。所述上位機(jī)包括曲線顯示模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)保存模塊及人機(jī)交互界面。所述便攜式控制箱包括下位機(jī)、電源模塊、板卡、信號(hào)調(diào)理電路和驅(qū)動(dòng)電路，其中電源模塊分別給下位機(jī)、板卡和信號(hào)調(diào)理電路供電。所述負(fù)載模擬閥塊是整個(gè)系統(tǒng)的控制對(duì)象，包括壓力傳感器、流量傳感器和比例節(jié)流閥，比例節(jié)流閥模擬液壓能源系統(tǒng)的負(fù)載。用戶通過(guò)人機(jī)交互界面將控制信息輸入到上位機(jī)中，上位機(jī)通過(guò)通信模塊將控制信息傳輸?shù)奖銛y式控制箱的下位機(jī)中，下位機(jī)將控制信息經(jīng)過(guò)