CN103847948B - 一种用于浮空飞行器的地面测控装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于浮空飞行器的地面测控装置，它包括浮空器本体的副气囊地面充气口（1-1）、整流罩地面充气口（1-2）、副气囊空气阀（1-3）、整流罩空气阀（1-4）、气囊地面测压嘴（1-5）、副气囊地面测压嘴（1-6）和整流罩地面测压嘴（1-7），它还有地面测控装置，地面测控装置由一对地面风机（2）、PLC控制器（3）、一组差压传感器（4）和直流稳压电源（5）组成，本发明优点是：地面测控装置采用工业上应用非常成熟的PLC作为控制器，具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、通用性强、性价比高等优点，其它配套设备及附件均为成品件，与浮空器交联接口简单，可快速集成并在短期内形成产品。
Description
技术领域
本发明涉及航空技术领域，具体涉及一种用于浮空飞行器的地面测控装置。
背景技术
目前，浮空器是一种轻于空气的飞行器，主要分为系留气球和飞艇两大类，通常具有充满浮升气体（一般为氦气）的气囊和充满空气的副气囊，依靠充装氦气的气囊产生的浮力来克服其自身的重量以实现留空，通过调节副气囊的空气量来保持气囊压力以维持气动外形。浮空器具有留空时间长、使用经济性好、安全可靠等优点，是目前世界主要发达国家争相研制、开发的一种高科技产品，具有十分广泛的军事和民用用途。
在完成预定的飞行任务外的大多数时间，浮空器产品都是处于日常值机状态。值机状态时的主要工作是监测压力相关参数、控制风机和阀门来实时调节气囊压力在规定范围以内。目前，该项工作通常都是由浮空器产品上配备的球（或艇）载设备完成，而值机状态短则几天、长则数周，严重降低了浮空器球（或艇）载设备的有效使用寿命。因此，研发一套适用于浮空器的通用地面测控装置，在尽量少用或不用球（或艇）载设备的情况下，实现日常值机功能，切实、有效的提高浮空器产品使用寿命。
发明内容
本发明的目的就是针对目前浮空飞行器上述之不足，而提供一种用于浮空飞行器的地面测控装置。
本发明包括浮空器本体的副气囊地面充气口、整流罩地面充气口、副气囊空气阀、整流罩空气阀、气囊地面测压嘴、副气囊地面测压嘴和整流罩地面测压嘴，其特征在于它还有地面测控装置，地面测控装置由一对地面风机、PLC控制器、一组差压传感器和直流稳压电源组成，一对地面风机出风口通过风管分别与浮空器的副气囊地面充气口和整流罩地面充气口相通，PLC控制器采集差压传感器的信号，PLC控制器的信号输出端分别与地面风机、副气囊空气阀和整流罩空气阀信号输入端信号连接，一组差压传感器的负压接口分别与气囊地面测压嘴、副气囊地面测压嘴和整流罩地面测压嘴相通，低压端与外界大气相连，直流稳压电源给副气囊空气阀和整流罩空气阀空气阀供电。
它还有应急控制装置，应急控制装置由一组数显差压计和一对钮子开关组成，将一对钮子开关与副气囊空气阀和整流罩空气阀控制线路并联，通过钮子开关直接控制副气囊空气阀和整流罩空气阀的开闭，将一对地面风机改由人工通过控制通断电来进行控制，将一组数显差压计的高压端分别与一组管路相通，低压端直接与大气相连，由人工直接读取气囊、副气囊和整流罩与大气的压差，通过判定压差的高低来人工控制地面风机和空气阀来调节浮空器压力。
本发明优点是：地面测控装置采用工业上应用非常成熟的PLC作为控制器，具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、使用方便、通用性强、性价比高等优点，其它配套设备及附件均为成品件，与浮空器交联接口简单，可快速集成并在短期内形成产品。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括浮空器本体的副气囊地面充气口1-1、整流罩地面充气口1-2、副气囊空气阀1-3、整流罩空气阀1-4、气囊地面测压嘴1-5、副气囊地面测压嘴1-6和整流罩地面测压嘴1-7，它还有地面测控装置，地面测控装置由一对地面风机2、PLC控制器3、一组差压传感器4和直流稳压电源5组成，一对地面风机2出风口通过风管分别与浮空器的副气囊地面充气口和整流罩地面充气口相通，PLC控制器3采集差压传感器4的信号，PLC控制器3的信号输出端分别与地面风机2、副气囊空气阀1-3和整流罩空气阀1-4信号输入端信号连接，一组差压传感器4的负压接口分别与气囊地面测压嘴1-5、副气囊地面测压嘴1-6和整流罩地面测压嘴1-7相通，低压端与外界大气相连，直流稳压电源5给副气囊空气阀1-3和整流罩空气阀1-4空气阀供电。
它还有应急控制装置，应急控制装置由一组数显差压计和一对钮子开关组成，将一对钮子开关与副气囊空气阀1-3和整流罩空气阀1-4控制线路并联，通过钮子开关直接控制副气囊空气阀1-3和整流罩空气阀1-4的开闭，将一对地面风机2改由人工通过控制通断电来进行控制，将一组数显差压计的高压端分别与一组管路相通，低压端直接与大气相连，由人工直接读取气囊、副气囊和整流罩与大气的压差，通过判定压差的高低来人工控制地面风机和空气阀来调节浮空器压力。
工作方式：使用时，通过PLC控制器3打开一对风机2向浮空器本体内加压，PLC控制器3采集传感器4的信号，进入程序运算，控制地面风机2和空气阀（副气囊空气阀1-3和整流罩空气阀1-4）的开闭来调节气囊压力。
当PLC出现故障时，将一组数显差压计安装到管路4-1上（见图1），直接来监视球（或艇）体压力，然后通过开关电源5打开或关闭副气囊空气阀、整流罩空气阀，当副气囊和整流罩内的气压达标后，开关电源5关闭即可。
硬件设计：地面测控装置的PLC控制器3选用S7-200SMARTPLC，CPU模块采用SR40AC/DC/继电器，为实现差压传感器数据的采集，采用了EM231CN模拟量输入扩展模块；采用Smart700IE触摸屏作为地面测控装置的人机交互界面；采用SITOP开关直流稳压电源作为球上阀门的供电电源；采用MK6000差压传感器来测量气囊、副气囊和整流罩压力；采用EKI-6311无线网桥作为信息无线传输的通道。
软件设计：地面测控装置的软件由两部分组成，分别是基于SETP7-Micro/WinSMART软件平台开发的S7-200SmartPLC测控软件，以及基于WinCCflexible2008软件平台开发的Smart700IE显控软件。测控软件的主要功能是采集差压传感器数据和阀门反馈信号，实现地面风机、阀门的手动和自动控制；显控软件正是基于该平台开发。地面测控装置的显控软件主要是实现参数及设备状态的图形化显示进行参数及故障告警。
Claims (1)
1.一种用于浮空飞行器的地面测控装置，它包括浮空器本体的副气囊地面充气口（1-1）、整流罩地面充气口(1-2)、副气囊空气阀(1-3)、整流罩空气阀（1-4）、气囊地面测压嘴(1-5)、副气囊地面测压嘴（1-6）和整流罩地面测压嘴(1-7)，其特征在于它还有地面测控装置，地面测控装置由一对地面风机（2）、PLC控制器（3）、一组差压传感器(4)和直流稳压电源(5)组成，一对地面风机(2)出风口通过风管分别与浮空器的副气囊地面充气口和整流罩地面充气口相通，PLC控制器(3)采集差压传感器(4)的信号，PLC控制器(3)的信号输出端分别与地面风机(2)、副气囊空气阀(1-3)和整流罩空气阀(1-4)信号输入端信号连接，一组差压传感器(4)的负压接口分别与气囊地面测压嘴(1-5)、副气囊地面测压嘴(1-6)和整流罩地面测压嘴(1-7)相通，低压端与外界大气相连，直流稳压电源(5)给副气囊空气阀(1-3)和整流罩空气阀(1-4)空气阀供电；它还有应急控制装置，应急控制装置由一组数显差压计和一对钮子开关组成，将一对钮子开关与副气囊空气阀（1-3）和整流罩空气阀（1-4）控制线路并联，通过钮子开关直接控制副气囊空气阀（1-3）和整流罩空气阀（1-4）的开闭，将一对地面风机（2）改由人工通过控制通断电来进行控制，将一组数显差压计的高压端分别与一组管路相通，低压端直接与大气相连，由人工直接读取气囊、副气囊和整流罩与大气的压差，通过判定压差的高低来人工控制地面风机和空气阀来调节浮空器压力。
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