電氣自動化在航空實驗中的應(yīng)用

來興勝++劉尚杰

摘要：本文從航空設(shè)備的類型 組成 原理現(xiàn)狀 等闡述了電氣自動化控制在航空試驗中的重要性。

關(guān)鍵詞：爆炸減壓艙；真空泵；艙體 ；航空模擬環(huán)境；電氣控制

航空業(yè)的發(fā)展是一個國家綜合實力和社會進步的重要標(biāo)志。近幾年來我國在民用航空領(lǐng)域和軍事航空領(lǐng)域均取得了長足的發(fā)展。航空器的飛行安全，事故預(yù)防和災(zāi)難應(yīng)急處置等方面的研究變得尤為重要。航空實驗艙可通過創(chuàng)造不同的壓力，溫度環(huán)境及迅速減壓過程，真實地模擬航空器在不同的高度所處的低壓低溫環(huán)境及航空器受損后失密狀態(tài)，展開飛行員航空生理測試，裝備試驗及災(zāi)難應(yīng)急處理研究有著重要而深遠(yuǎn)的意義。

系統(tǒng)組成

低壓溫度復(fù)合及爆炸減壓艙主要由艙體總成、操作控制中心、真空動力系統(tǒng)、供排氧系統(tǒng)（呼吸氣系統(tǒng)）、溫控系統(tǒng)、加濕加熱系統(tǒng)、生理測試系統(tǒng)、爆炸減壓系統(tǒng)、攝像監(jiān)視及通訊系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、計算機自動化操作控制系統(tǒng)等組成。

電氣系統(tǒng)的應(yīng)用

計算機自動化操作控制系統(tǒng)

該設(shè)備的操作控制方式為手動+計算機自動化操作控制兩種方式，其中計算機自動化操作為主要操作方式，手動為安全保障和輔助操作方式，計算機自動化操作控制具備按程序?qū)崿F(xiàn)模擬高度、升降速及通風(fēng)換氣等功能，要求具備以下功能：

1.系統(tǒng)工作原理

通過各種傳感器采集到所對應(yīng)的各種相關(guān)模擬高度、升降速率、溫濕度O2濃度、CO2濃度等數(shù)據(jù)，輸入系統(tǒng)處理中樞，經(jīng)計算機運算并在顯示屏上顯示，計算機系統(tǒng)可依據(jù)采集的各種數(shù)據(jù)自動實現(xiàn)模擬高度、升降速、通風(fēng)量等試驗狀態(tài)

2.計算機自動跟蹤監(jiān)測與控制運行模式

2.1模擬高度狀態(tài)

計算機自動跟蹤監(jiān)測系統(tǒng)通過傳感器自動跟蹤監(jiān)測艙內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)，根據(jù)實驗所需高度升降速、通風(fēng)量等相關(guān)參數(shù)的要求，按預(yù)設(shè)方案自動調(diào)節(jié)真空泵工作狀態(tài)和進出風(fēng)量的大小，實現(xiàn)實驗所需的模擬狀態(tài)，滿足以下參數(shù)的要求。

a、模擬高度：0～30000m，高度誤差<10m。

最大升降速率：上升速度40m/s，下降速度60m/s。

c、艙室通風(fēng)量：10m3/h.人

d、模擬高度顯示精度：±1m

2.2模擬通風(fēng)量狀態(tài)

根據(jù)工作時艙內(nèi)人員的數(shù)量及通風(fēng)量要求編制相應(yīng)程序輸入計算機系統(tǒng)，系統(tǒng)經(jīng)處理后，按設(shè)定的程序化方案對循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)實施自動化控制，以達到實驗所需要的通風(fēng)要求，可確保通風(fēng)量為10m3/人.h。

2.3在滿足以上實驗狀態(tài)的自動模擬控制功能外，計算機系統(tǒng)還具備以下功能：

a、故障自檢功能：系統(tǒng)軟件具有故障導(dǎo)引排除和應(yīng)急處理程序，當(dāng)自動控制的傳感器或執(zhí)行元件發(fā)生故障時，系統(tǒng)軟件自動檢測到錯誤并給出處理方案。

b、軟件系統(tǒng)一鍵還原：當(dāng)系統(tǒng)文件故障而不能打開微機時，系統(tǒng)具有一鍵還原功能，只要在重新啟動微機時按F11鍵，系統(tǒng)將自動恢復(fù)到調(diào)試好的正常狀態(tài)。

c、斷電自保：當(dāng)出現(xiàn)停電等不可預(yù)計的情況時，微機系統(tǒng)自動關(guān)閉，系統(tǒng)所有參與自動控制的閥門及傳感機構(gòu)立刻回到零狀態(tài)，自動閥門關(guān)閉，保持艙內(nèi)狀態(tài)不便，立刻轉(zhuǎn)為手動。斷電后當(dāng)重新獲得電能時，打開微機系統(tǒng)，微機系統(tǒng)自動進入艙內(nèi)狀態(tài)情況，重新開始工作，微機系統(tǒng)將接續(xù)艙內(nèi)狀態(tài)繼續(xù)工作。

d、語音提示：實驗過程中自動對艙內(nèi)人員進行必要的語音提示，包括進艙須知、實驗要求、注意事項等信息。

e、智能記錄：只要打開微機系統(tǒng)，軟件就具有自動記錄功能，在沒有開始自動工作的情況下，系統(tǒng)自動繪制壓力與時間的曲線關(guān)系圖。在自動工作情況下，對于操艙人員的操作，如暫停、修改方案、終止等都給予記錄。

f、智能客戶接口：系統(tǒng)軟件具有完善的客戶接口，當(dāng)過程控制不穩(wěn)定時，客戶在廠家的指導(dǎo)下可以輕松地進行調(diào)整。

g、網(wǎng)絡(luò)連接及遠(yuǎn)程傳輸功能：計算機自動化模擬控制系統(tǒng)可與網(wǎng)絡(luò)連接并進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)及圖像傳輸，為多方參與實驗及會診提供條件。

h、記錄、存檔和打?。?/p>

①記錄：全程實驗過程記錄一次的內(nèi)容：運行日期、實驗編號、實驗方案、方案修改等；全程每2分鐘記錄一次的內(nèi)容：時間、氧濃度、CO2濃度、艙壓等參數(shù)。

②存檔：對記錄內(nèi)容以圖象和數(shù)據(jù)的格式自動存檔，具有大于二年的存儲量。

③打?。河脩艨呻S時調(diào)出已存檔的記錄文件并進行打印。

2.4 數(shù)字一體化集中顯示控制系統(tǒng)

采用數(shù)字采集顯示控制技術(shù)，將各艙室的高度、溫度、濕度、通風(fēng)量、O2、CO2氣體濃度等環(huán)境控制指標(biāo)和艙內(nèi)每個位置的吸氧量和吸排氧狀況等相關(guān)參數(shù)集中模塊化數(shù)字顯示，并對對講系統(tǒng)、DVD、音響系統(tǒng)、試驗用語音播放系統(tǒng)進行一體化集中控制，其中對艙內(nèi)每個位置的吸氧量計量達到了國際水平，有一定的實驗價值

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作者簡介：來興勝，1979.09.24，山東濟寧，本科，學(xué)位碩士，職位項目部部長，研究方向電氣自動化控制，現(xiàn)煙臺宏遠(yuǎn)氧業(yè)有限公司項目部部長

劉尚杰，1969.08.24，機械設(shè)計與制冷，現(xiàn)煙臺宏遠(yuǎn)氧業(yè)有限公司副總經(jīng)理endprint