某型燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

彭衛(wèi)東，雷陽(yáng)

某型燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

彭衛(wèi)東，雷陽(yáng)

（中國(guó)民航飛行學(xué)院 航空工程學(xué)院，四川 廣漢 618307）

設(shè)計(jì)了某型燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為上位機(jī)、PLC為下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)平臺(tái)數(shù)據(jù)處理與運(yùn)行過程的自動(dòng)控制。上位機(jī)試驗(yàn)監(jiān)控軟件基于LABVIEW開發(fā)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理與顯示等功能，下位機(jī)控制軟件基于TIA Portal V14開發(fā)，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)采集、油液壓力控制、系統(tǒng)保護(hù)等功能，上、下位機(jī)通過OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。試驗(yàn)驗(yàn)證了測(cè)控系統(tǒng)的可行性，試驗(yàn)平臺(tái)可以對(duì)燃油調(diào)節(jié)器進(jìn)行自動(dòng)重復(fù)多次性能測(cè)試，測(cè)試效率高，監(jiān)控界面良好易于操作，能夠滿足實(shí)際使用需求。

燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)臺(tái)；測(cè)控系統(tǒng)；LABVIEW；可編程邏輯控制器；數(shù)據(jù)采集

某型燃油調(diào)節(jié)器作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，可以實(shí)現(xiàn)燃油的計(jì)量和燃油通斷控制，其性能優(yōu)劣決定飛機(jī)飛行的安全性和可靠性[1]。對(duì)于該型燃油調(diào)節(jié)器國(guó)內(nèi)原有的試驗(yàn)臺(tái)采用手動(dòng)方式調(diào)節(jié)燃油流量、壓力，手動(dòng)記錄過程數(shù)據(jù)，人為因素高，檢測(cè)效率低[2]。因此，為了該型提高燃油調(diào)節(jié)器的測(cè)試效率，減少人為因素，提高試驗(yàn)精度，設(shè)計(jì)了一套燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行過程的自動(dòng)控制以及試驗(yàn)參數(shù)實(shí)時(shí)采集、顯示、儲(chǔ)存、打印等功能。

1 燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)臺(tái)

1.1 試驗(yàn)臺(tái)組成與工作原理

燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)臺(tái)主要由液壓系統(tǒng)、負(fù)載模擬系統(tǒng)以及測(cè)控系統(tǒng)三部分組成，液壓系統(tǒng)又由供油系統(tǒng)、回油系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)以及滑油系統(tǒng)四部分組成。試驗(yàn)臺(tái)工作原理框圖如圖1所示：?jiǎn)?dòng)滑油系統(tǒng)對(duì)被試件（機(jī)械密封組件及花鍵）進(jìn)行潤(rùn)滑，待潤(rùn)滑2 min后啟動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)被試件運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)供油系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)給被試件提供一定溫度和壓力的燃油，負(fù)載模擬系統(tǒng)給被試件提供一定的拉壓力，閉環(huán)控制器接收測(cè)控系統(tǒng)的指令，給被試件上的執(zhí)行元件提供激勵(lì)信號(hào)，使執(zhí)行元件打開，回油系統(tǒng)建立被試件的出口壓力，并測(cè)量出口流量。

圖1 試驗(yàn)臺(tái)原理框圖

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

試驗(yàn)介質(zhì)：3號(hào)噴氣燃料（GB 6537－2006）。

介質(zhì)溫度：20～110 ℃，控制精度±3 ℃。

供油壓力：-0.06～1 MPa連續(xù)可調(diào)，控制精度±0.01 MPa。

供油流量：≥6500 L/h。

調(diào)節(jié)器出口壓力：0～12 MPa連續(xù)可調(diào)，控制精度±0.05 MPa。

調(diào)節(jié)器出口流量測(cè)量范圍：60～5000 kg/h，測(cè)量精度±0.5%。

電機(jī)要求：12000 r/min，風(fēng)冷型，額定輸出功率≤35 kW。

轉(zhuǎn)速控制精度：±2 r/min以內(nèi)。

轉(zhuǎn)向：雙向可控。

1.3 試驗(yàn)臺(tái)功能

1.3.1 試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)功能

（1）供油系統(tǒng)可以對(duì)被試產(chǎn)品進(jìn)口壓力進(jìn)行控制。

（2）回油系統(tǒng)能建立被試產(chǎn)品的出口壓力，并測(cè)量出口流量。

（3）燃油溫控系統(tǒng)對(duì)被試產(chǎn)品的進(jìn)口燃油溫度進(jìn)行控制。

（4）自循環(huán)過濾系統(tǒng)過濾油箱內(nèi)燃油。

（5）滑油系統(tǒng)對(duì)被試件機(jī)械密封組件及花鍵進(jìn)行潤(rùn)滑。

1.3.2 試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)功能

（1）對(duì)供油壓力、供油溫度、回油壓力、主電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)控制。

（2）能夠完成試驗(yàn)參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、顯示、存儲(chǔ)、打印。

（3）實(shí)時(shí)監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)，在試驗(yàn)過程中檢測(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)扭矩輸出、振動(dòng)、溫度、燃油壓力等，并能在數(shù)據(jù)異常時(shí)記錄該點(diǎn)狀態(tài)，提供報(bào)警信號(hào)。

2 測(cè)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

測(cè)控系統(tǒng)是燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)臺(tái)的重要組成部分，主要由電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)、控制及保護(hù)系統(tǒng)、PXI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電子控制器及上位機(jī)五部分組成。

測(cè)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 測(cè)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

2.1 PXI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PXI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件選用NI PXI平臺(tái)，主要由PXIe-1071機(jī)箱、PXIe-8381高性能遠(yuǎn)程控制卡、PXI-6355數(shù)據(jù)采集卡三部分組成。PXIe-1071機(jī)箱具有三個(gè)混合插槽，每個(gè)插槽高達(dá)1 GB/s的專用帶寬和3 GB/s的系統(tǒng)帶寬，與PXI、PXI Express、Compact PCI和Compact PCI Express模塊兼容。PXI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用一塊PXIe-8381遠(yuǎn)程控制板卡與上位機(jī)系統(tǒng)的PCIe-8381遠(yuǎn)程控制卡通過光纖電纜完成數(shù)據(jù)交匯。PXIe-6355模擬量采集通過遠(yuǎn)程控制卡傳輸至上位機(jī)軟件界面顯示。PXIe-6355數(shù)據(jù)采集卡具備24個(gè)可編程數(shù)字量通道，4個(gè)模擬量輸出通道，80個(gè)單端模擬信號(hào)輸入通道，總采樣率達(dá)1.25 MS/s。按使用50（實(shí)際使用36＋14）個(gè)通道計(jì)算，單通道采樣率可達(dá)25.0 KS/s，滿足單通道采樣率≥20 KS/s的數(shù)據(jù)采集要求。

2.2 電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)及其變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高速軸承座、潤(rùn)滑裝置、扭矩儀等元器件組成。系統(tǒng)選用OPDE-V150A-Txx交流伺服驅(qū)動(dòng)器，具有8個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)、4個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)、3個(gè)模擬量輸入點(diǎn)、2個(gè)模擬量輸出點(diǎn)，輸出頻率不小于100 Hz。選用VM-132M-375伺服電機(jī)，電機(jī)額定功率37.5 kW，最高轉(zhuǎn)速15000 r/min，額定電壓380 V，可以滿足試驗(yàn)最高轉(zhuǎn)速12000 r/min、額定輸出功率≤35 kW的電機(jī)要求。電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.3 控制及保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

控制及保護(hù)系統(tǒng)采用西門子S7-1200PLC可編程控制器搭配其模擬量擴(kuò)展模塊及數(shù)字量擴(kuò)展模塊，完成對(duì)試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)邏輯動(dòng)作控制及信號(hào)狀態(tài)反饋、負(fù)載加載控制以及液壓系統(tǒng)超溫、超壓報(bào)警設(shè)計(jì)。

2.3.1 液壓系統(tǒng)及負(fù)載加載控制

液壓系統(tǒng)的邏輯動(dòng)作控制及狀態(tài)信號(hào)反饋均通過西門子S7-1200PLC的數(shù)字I/O通道進(jìn)行控制，動(dòng)作控制主要包括油泵電機(jī)、各種電動(dòng)閥門、電加熱器、照明、風(fēng)扇等。狀態(tài)信號(hào)反饋主要包括閥門開關(guān)狀態(tài)、油濾堵塞狀態(tài)、油箱液位等。液壓系統(tǒng)控制原理圖如圖4所示。

負(fù)載加載控制由PLC控制器、電磁比例調(diào)壓閥、磁致位移傳感器以及拉壓力傳感器組成。負(fù)載加載控制原理圖如圖5所示。

圖3 電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

圖4 液壓系統(tǒng)控制原理圖

圖5 負(fù)載加載控制原理圖

2.3.2 液壓系統(tǒng)超溫、超壓報(bào)警設(shè)計(jì)

液壓系統(tǒng)超溫報(bào)警原理如圖6所示。液壓系統(tǒng)的超溫報(bào)警主要由安裝在液壓系統(tǒng)中需要溫度控制位置的溫度傳感器來檢測(cè)溫度是否達(dá)到設(shè)定的上限來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)這些溫度傳感器檢測(cè)到該點(diǎn)溫度超過軟件和儀表設(shè)定的超溫值時(shí)，軟件和儀表就會(huì)將發(fā)熱管的加熱電源切斷，起到超溫保護(hù)的作用。超溫保護(hù)設(shè)置了兩路來進(jìn)行保護(hù)，一路是在溫控儀表上設(shè)置上限報(bào)警并切斷加熱電源，一路是在軟件上檢測(cè)到溫度超出設(shè)置上限報(bào)警并切斷加熱電源，這樣設(shè)計(jì)可以防止當(dāng)工控機(jī)遇到故障或者死機(jī)斷電的情況下系統(tǒng)仍然有安全保護(hù)。

液壓系統(tǒng)超壓報(bào)警原理如圖7所示。液壓系統(tǒng)的超壓報(bào)警主要由安裝在液壓系統(tǒng)管道、油箱等位置的壓力傳感器來檢測(cè)液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力是否達(dá)到設(shè)定的上限來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)這些壓力傳感器還負(fù)責(zé)液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力的實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示。當(dāng)壓力傳感器檢測(cè)到液壓系統(tǒng)的壓力超過軟件和儀表設(shè)定的超壓值時(shí)，軟件和儀表就會(huì)將報(bào)警信號(hào)發(fā)送到蜂鳴報(bào)警燈，同時(shí)關(guān)斷相對(duì)應(yīng)的油泵，起到超壓保護(hù)的作用。超壓保護(hù)設(shè)置了兩路來進(jìn)行保護(hù)，一路是在壓力顯示儀表上設(shè)置上限報(bào)警，一路是在軟件上檢測(cè)到壓力超出設(shè)置上限報(bào)警并關(guān)斷相對(duì)應(yīng)的油泵，這樣設(shè)計(jì)可以防止當(dāng)工控機(jī)遇到故障或者死機(jī)斷電的情況下系統(tǒng)仍然有安全保護(hù)。

圖6 液壓系統(tǒng)超溫報(bào)警原理圖

圖7 液壓系統(tǒng)超壓報(bào)警原理圖

2.4 電子控制器及上位機(jī)設(shè)計(jì)

上位機(jī)硬件系統(tǒng)由在線式UPS不間斷電源、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PCI串口卡、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和觸摸顯示器等構(gòu)成。電子控制器由閉環(huán)電子控制器、等效電子控制器、控制盒三部分組成。電子控制器作為下位機(jī)及模擬電路系統(tǒng)的重要組成部分，具備自檢功能。通過上位機(jī)試驗(yàn)測(cè)試軟件的設(shè)置，電子控制器精確給定相應(yīng)電壓信號(hào)、電流信號(hào)以及激勵(lì)信號(hào)輸入給被試件相應(yīng)的電磁閥、電液伺服閥、LVDT等執(zhí)行元件，并可以精確地測(cè)量加載于被試件執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動(dòng)電壓、電流等信號(hào)以及執(zhí)行元件的響應(yīng)信號(hào)，并將采集的信號(hào)上傳至上位機(jī)進(jìn)行顯示。

3 測(cè)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)軟件由上位機(jī)試驗(yàn)監(jiān)控軟件和下位機(jī)控制軟件兩部分組成。上位機(jī)采用LABVIEW軟件對(duì)測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)，主要負(fù)責(zé)控制參數(shù)的設(shè)定和試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和存儲(chǔ)等[3]；下位機(jī)控制軟件采用TIA Portal V14開發(fā)，運(yùn)行于PLC中，用于實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)邏輯動(dòng)作控制及信號(hào)狀態(tài)反饋、負(fù)載加載控制以及液壓系統(tǒng)超溫、超壓報(bào)警等功能。上位機(jī)試驗(yàn)監(jiān)控軟件與下位機(jī)控制軟件之間的數(shù)據(jù)通訊通過NI OPC servers實(shí)現(xiàn)[4]。

3.1 下位機(jī)控制軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)控制軟件采用TIA Portal V14開發(fā)，運(yùn)行于PLC中，用于實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)邏輯動(dòng)作控制及信號(hào)狀態(tài)反饋、負(fù)載加載控制以及液壓系統(tǒng)超溫、超壓報(bào)警等功能。采用西門子工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的新型全集成自動(dòng)化軟件TIA Portal V14編寫下位機(jī)控制程序[5-6]。該程序采用結(jié)構(gòu)化的程序結(jié)構(gòu)，啟動(dòng)組織塊OB100用于程序中參數(shù)的復(fù)位，各功能FC（FC7～FC13）主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分控制功能，循環(huán)組織塊OB1作為主程序，主要用于各FC（FC7～FC13）的分條件調(diào)用，循環(huán)中斷組織塊OB30調(diào)用FC1，實(shí)現(xiàn)PLC模擬量采集功能。

3.1.1 模擬量采集

在燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行過程中，PLC采集的模擬量有燃油油箱液位、電加熱器溫度、燃油油箱溫度、滑油油箱溫度、加載油箱溫度、燃油進(jìn)口溫度、加載油液壓力、電機(jī)轉(zhuǎn)速、燃油進(jìn)口壓力、燃油油箱壓力、增壓泵出口壓力、軸承座壓力、泵出口壓力以及加載拉壓力。PLC的模擬量擴(kuò)展模塊采集上述模擬量對(duì)應(yīng)的傳感器輸送過來的電壓或電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換成PLC能夠處理的數(shù)值，這些數(shù)值再經(jīng)過線性轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成各自對(duì)應(yīng)的工程量。

3.1.2 試驗(yàn)參數(shù)控制

在燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行過程中，PLC需要對(duì)供油壓力、供油溫度、滑油壓力、加載拉壓力等試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行控制，使用西門子PLC內(nèi)部的PID指令對(duì)變頻器、電加熱器、電磁比例調(diào)壓閥等執(zhí)行元件進(jìn)行控制，從而到達(dá)給定值與實(shí)際測(cè)量值相等的目的。

供油壓力控制采用西門子PLC內(nèi)部的PID指令對(duì)變頻器進(jìn)行控制，從而改變油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到供油壓力給定值與實(shí)際測(cè)量值相等的目的。壓力變送器把管道的壓力轉(zhuǎn)換成4～20 mA的電流信號(hào)，PLC通過A/D模擬量模塊將壓力變送器傳送來的模擬量轉(zhuǎn)換成能夠處理的數(shù)值，然后，PLC把需要調(diào)節(jié)的數(shù)值通過D/A模塊轉(zhuǎn)換成電壓，電壓作為輸入去控制變頻器的頻率，從而改變油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

3.1.3 相關(guān)措施保護(hù)

系統(tǒng)設(shè)置兩路急停，一路在面板、一路安裝在工件旁。系統(tǒng)將各傳感器或者是變送器傳送過來的4～20 mA電流信號(hào)通過1入2出信號(hào)隔離模塊直接接入PLC控制器，當(dāng)其值超過上位機(jī)設(shè)定值時(shí)，PLC控制器會(huì)使某一執(zhí)行元件打開或關(guān)閉，從而起到系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)的作用。

3.2 上位機(jī)試驗(yàn)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)

3.2.1 上位機(jī)試驗(yàn)監(jiān)控軟件功能

（1）實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)的壓力、位移、流量、溫度、轉(zhuǎn)速、電壓、電流等參數(shù)實(shí)時(shí)采集、顯示。

（2）通過試驗(yàn)過程設(shè)定系統(tǒng)界面內(nèi)，簡(jiǎn)單參數(shù)的設(shè)置（如壓力、轉(zhuǎn)速、溫度等參數(shù)的載荷譜），滿足不同產(chǎn)品試驗(yàn)要求，具備一定自動(dòng)化能力。

（3）對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的燃油進(jìn)口壓力、滑油壓力、燃油溫度、滑油溫度、主電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)控制。

（4）根據(jù)試驗(yàn)需要，繪制任意試驗(yàn)參數(shù)隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化曲線，動(dòng)態(tài)變化曲線可集于一個(gè)動(dòng)態(tài)曲線圖內(nèi)，也可以根據(jù)需要單獨(dú)顯示，并對(duì)顯示曲線進(jìn)行采樣率、幅值的調(diào)整、截屏、X/Y軸調(diào)整、直接打印等功能。

3.2.2 Labview程序設(shè)計(jì)

采用LABVIEW 2018編寫上位機(jī)試驗(yàn)測(cè)試程序，簡(jiǎn)稱VI。VI由前面板和程序框圖組成。前面板用于人機(jī)交互，而程序框圖則為定義VI功能的圖形源代碼，采用數(shù)據(jù)流的方式將各指令模塊以連線的方式連接，從而完成某一特定功能[7]。LABVIEW在燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)平臺(tái)中主要用于數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)顯示及儲(chǔ)存、報(bào)表打印等。前面板作為人機(jī)交互界面，由以下幾部分組成：運(yùn)行狀態(tài)、試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定、急停及故障復(fù)位。在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)界面，將顯示系統(tǒng)當(dāng)前所有元件的運(yùn)行狀態(tài)，以及系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)瞬時(shí)的壓力、流量、振動(dòng)量、轉(zhuǎn)速、扭矩等值。試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定界面用于人機(jī)交互時(shí)手動(dòng)輸入控制指令。急停及故障復(fù)位用于試驗(yàn)臺(tái)的急停操作和某些故障的復(fù)位。

3.2.3 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集程序采用DAQMX函數(shù)，主要包括以下幾部分：創(chuàng)建通道、設(shè)置定時(shí)、配置TDMS文件、讀取數(shù)據(jù)、任務(wù)清除。因?yàn)槿加驼{(diào)節(jié)器試驗(yàn)臺(tái)采集的試驗(yàn)參數(shù)有38個(gè)，每個(gè)參數(shù)都有自己一個(gè)獨(dú)立的物理通道，每個(gè)通道采集的電壓量程為0～10 V，所以采用for循環(huán)和數(shù)組，在for循環(huán)中創(chuàng)建一個(gè)虛擬通道，在模擬輸入選擇電壓，最大值和最小值設(shè)為10 V和0 V，用一維數(shù)組常量表示每個(gè)物理通道。然后設(shè)置采樣時(shí)鐘、采樣模式和采樣率，根據(jù)技術(shù)要求將采樣率設(shè)為1000，即每秒鐘每個(gè)通道采集1000 個(gè)數(shù)據(jù)。由于采集的數(shù)據(jù)量比較大，且要求讀取和寫入的速度快，故采用TDMS文件格式進(jìn)行存儲(chǔ)[8]。然后創(chuàng)建一個(gè)While循環(huán)結(jié)構(gòu)和一個(gè)事件結(jié)構(gòu)，在事件結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建“DAQmx讀取”VI，在包含多個(gè)模擬輸入通道的任務(wù)中，讀取多個(gè)波形[9]。最后，在While循環(huán)外插入一個(gè)“DAQmx清除任務(wù)”VI。這樣就能實(shí)現(xiàn)多個(gè)通道的數(shù)據(jù)采集。

4 試驗(yàn)

為了驗(yàn)證本文測(cè)控系統(tǒng)的性能，在燃油調(diào)節(jié)器試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)燃油調(diào)節(jié)器進(jìn)行出口流量測(cè)試，給定試驗(yàn)轉(zhuǎn)速2650 r/min，將溫度為65℃和壓力為0.155 MPa的燃油通入燃油調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)電液伺服給定電流，測(cè)得的燃油調(diào)節(jié)器出口流量變化曲線如圖8所示可以直觀地看出，燃油調(diào)節(jié)器的出口流量與活門的正向行程成正比、與活門的反向行程成反比，并且活門在同一位置的正反兩個(gè)行程的流量具有對(duì)稱性，活門正向行程最大時(shí)，調(diào)節(jié)器出口流量為638.876 kg/h，滿足該試驗(yàn)下燃油調(diào)節(jié)器出口流量≤650 kg/h的測(cè)試要求。

圖8 燃油調(diào)節(jié)器出口流量時(shí)間曲線

5 結(jié)論

目前，該試驗(yàn)臺(tái)已應(yīng)用到某型燃油調(diào)節(jié)器的性能參數(shù)測(cè)試中，完成了數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)以及試驗(yàn)轉(zhuǎn)速、載荷等參數(shù)控制功能。在試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行過程中，測(cè)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)燃油調(diào)節(jié)器的自動(dòng)化測(cè)試功能，達(dá)到了試驗(yàn)測(cè)試精度。

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Design of Measurement and Control System for a Fuel Regulator Test Bed

PENG Weidong，LEI Yang

(College of Aeronautical Engineering, Civil Aviation Flight University of China, Guanghan 618307, China )

The measurement and control system of a fuel regulator test-bed is designed. The system consist of industrial control computer that is taken as the upper computer and PLC that is taken as the lower computer to realize the data processing and automatic control in the operation process of the test platform. The upper computer test monitoring software is developed based on LabVIEW, which realizes the functions of data acquisition, processing and display. The control software of the lower computer is developed based on TIA portal V14, which realizes the function of analog signal acquisition, oil pressure control and system protection. The upper and lower computers realize data transmission through OPC Technology. The test results verify the feasibility of the measurement and control system. The test platform can automatically repeat the performance test of the fuel regulator for many times with high efficiency , and it is easy to operate the monitoring interface, which can meet the actual use requirements.

Fuel regulator test bench；measurement and control system；LABVIEW；PLC；data acquisition

V233.7

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2021.02.008

1006－0316 (2021) 02－0058－08

2020－07－06

彭衛(wèi)東（1968－），男，四川仁壽縣人，碩士，教授、碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)測(cè)控、計(jì)算機(jī)仿真、故障診斷、傳感器技術(shù)；雷陽(yáng)（1994－），男，湖北孝感人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)闄C(jī)載設(shè)備智能檢測(cè)與故障診斷，E-mail：2528342253@qq.com。