CN103869791B - 一种发动机试验集散式控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空航天技术领域。涉及一种发动机试验系统和方法，具体涉及一种发动机试验集散式控制系统及方法。该系统包括基于windows系统下的上位机、基于Linux系统下的多台下位机、实现上、下位机交互的网络交换机以及相应的驱动单元和采集单元；该系统通过上、下位机采用TCP/IP通讯协议，发明人自定义协议包的字段以及协议包采用IP地址和包头绑定校验方式，确保数据的准确、实时的传递。本发明的使用解决了航空、航天技术领域发动机试验控制系统需要进口，从而造成的成本大、后期维护、功能扩展和集成困难大的问题。
Description
技术领域
本发明属于航空航天技术领域。涉及一种发动机试验系统和方法，具体涉及一种发动机试验集散式控制系统及方法。
背景技术
航天、航空发动机点火试验一般采用的基本设备包括各类型阀门、储箱及相应的管道、控制系统等。在储箱中储存的发动机试验所需的各类燃料经过闭环压力调节，达到系统所需的压力后，将发动机试验所需的各类燃料经管道再通过各类型阀门按照一定时序的开关动作，最终输送至发动机处，由此发动机点火开始进行试验。
另外，试验过程中控制系统的驱动单元在接收到下位机指令后，产生阀门动作所需的电压、电流条件，从而按照相应的控制时序驱动阀门的开、关动作。采集单元主要用来实时采集阀门的开、关状态，并将其送入下位机中。
目前国内在航空、航天发动机试验控制领域，大多数开发者和使用者会选用进口控制设备或实时操作系统，作为开发平台，这样虽然可以提高开发的效率，但是试验成本较高，而且给系统后续的维护、功能扩展、集成带来了一定的困难。因此，开发一种自主的发动机试验控制系统是目前继续解决的问题。
发明内容
本发明提出一种自主研发的发动机试验集散式控制系统及方法，解决了航空、航天发动机试验时，控制系统需要进口，从而造成的成本大、后期维护、功能扩展和集成困难大的问题。
本发明的具体技术方案是：
一种发动机试验集散式控制系统，包括上位机、网络交换机、至少四台下位机以及相应的驱动单元和采集单元；所述上位机采用windows系统；所述下位机采用Linux系统；所述上位机和下位机通过以太网进行数据交互；
所述每一台下位机均通过驱动单元控制若干路阀门的开关，同时通过采集单元采集若干路阀门的开关状态；
其中，一台下位机还通过驱动单元实现若干储箱压力的闭环调节，同时通过采集单元实时采集若干储箱的压力。
上述下位机为四台，其中下位机一具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，完成发动机一的时序控制；
下位机二具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，完成发动机二的时序控制；
下位机三具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，8路模拟量采集通道，8路储箱压力闭环调节功能；
下位机四具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，完成发动机三的时序控制。
上述下位机一按设定的时间向下位机二发送控制信号。
基于上述控制系统，现提出该控制系统的控制方法，具体包括以下步骤：
1)系统上电，启动上、下位机程序；
2)上位机配置时序以及闭环压力调节参数；
3)启动闭环压力调节：
3.1)上位机设定目标压力；
3.2)上位机从所有增压阀门中选择增压时需要使用的阀门；
3.3)上位机向下位机发送压力调节数据；
3.4)系统进行闭环压力调节；
4)上位机进行时序校验；
5)上位机向下位机发送时序：
5.1)上位机发送数据包；所述数据包包括IP地址、数据头和数据；其中，IP地址和下位机一一对应；数据头的自定义数据和下位机绑定；数据包括阀门的开关动作及相应的时序；
5.2)下位机接收并解析IP地址和数据头；若IP地址和数据头同时与该下位机匹配，则开始接收解析数据；反之，该下位机不进行任何操作；
6)上位机发送启动指令；
7)发动机试验：
7.1)下位机根据解析的数据，执行阀门动作指令；
7.2)下位机按设定的时间同步上传阀门开关状态；
7.3)上位机显示相应的阀门状态；
8)下位机工作结束，并上传实际执行的时序至上位机，上位机开始自动判读时序并记录判读结果；
9)系统工作结束。
上述步骤7.1还包括：一台下位机可按设定的时间触发另一台下位机。
本发明优点在于：
1、本发明采用集散式控制方式，使得系统成本低，功能扩展性好；
2、本发明采用IP地址、数据头两个数据进行绑定校验，可以确保下位机接收到自己的数据，可靠性高。
3、本发明中一台下位机可按设定的时间触发另一台下位机，因此上位机的死机或重启，不会影响的时序执行，提高了系统的可靠性。
4、本发明采用压力闭环调节技术，压力控制精度可达0.01Mpa，提高了系统的调节精度。
附图说明
图1为本发明的系统结构简图。
具体实施方式
结合国内航天、航空发动机试验的情况，本申请的发明人自主研发了一套发动机试验集散式控制系统及方法，解决了进口控制系统造成的成本大、后期维护、功能扩展和集成困难大的问题。
以下结合附图1对本发明的系统结构进行描述：
该控制系统，包括上位机、网络交换机、至少四台下位机以及相应的驱动单元和采集单元；其中，上位机采用windows系统；下位机采用Linux系统；上位机和下位机通过以太网进行数据交互；每一台下位机均通过驱动单元控制若干路阀门的开关，同时通过采集单元采集若干路阀门的开关状态；
其中，一台下位机还通过驱动单元实现若干储箱压力的闭环自动调节，同时通过采集单元实时采集若干储箱的压力。
在实际试验过程中，上述系统中的下位机一般设置四台；
其中，下位机一具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，完成发动机一时序控制；
下位机二具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，完成发动机二的时序控制；
下位机三具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，8路模拟量采集通道，8路储箱压力闭环调节功能；
下位机四具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，完成发动机三的时序控制。
该系统还可以根据设计的需求，增加下位机的数量，最多时可以增加到255台下位机。
根据上述系统，现对本发明的控制方法进行详细说明,具体的方法步骤是：
步骤1)系统上电，启动上、下位机程序；
步骤2)上位机配置时序以及闭环压力调节参数；
步骤3)启动闭环压力调节：
步骤3.1)上位机设定目标压力；
步骤3.2)上位机从所有增压阀门中选择增压时需要使用的阀门；
步骤3.3)上位机向下位机发送压力调节数据；
步骤3.4)系统进行闭环压力调节；
步骤4)上位机进行时序校验；
步骤5)上位机向下位机发送时序：
步骤5.1)上位机发送数据包；所述数据包包括IP地址、数据头和数据；其中，IP地址和下位机一一对应；数据头的自定义数据和下位机绑定；数据包括阀门的开关动作及相应的时序；
步骤5.2)下位机接收并解析IP地址和数据头；若IP地址和数据头同时与该下位机匹配，则开始接收解析数据；反之，该下位机不进行任何操作；
步骤6)上位机发送启动指令；
步骤7)发动机试验：
步骤7.1)下位机根据解析的数据，执行阀门动作指令；
步骤7.2)下位机按设定的时间同步上传阀门开关状态；
步骤7.3)上位机显示相应的阀门状态；
步骤8)下位机工作结束，并上传实际执行的时序至上位机，上位机开始自动判读时序并记录判读结果；
步骤9)系统工作结束。
基于Linux系统本申请提出的发动机控制系统，采用集散式控制系统，选用上下位机的控制模式，上位机选用Windowss XP系统，完成指令的发送、数据的接受等功能，下位机选用Linux系统，完成发动机的时序控制，采用中断的定时方式，定时精度为1ms，这在Windowss系统是无法实现的。
Claims (4)
1.一种发动机试验集散式控制系统，包括上位机、网络交换机、至少四台下位机以及相应的驱动单元和采集单元；所述上位机采用windows系统；所述下位机采用Linux系统；所述上位机和下位机通过以太网进行数据交互；
所述每一台下位机均通过驱动单元控制若干路阀门的开关，同时通过采集单元采集若干路阀门的开关状态；
其中，一台下位机还通过驱动单元实现若干储箱压力的闭环调节，同时通过采集单元实时采集若干储箱的压力；
所述下位机为四台，其中下位机一具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，完成发动机一的时序控制；
下位机二具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，完成发动机二的时序控制；
下位机三具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，8路模拟量采集通道，8路储箱压力闭环调节功能；
下位机四具有48路数字输出通道，96路数字输入通道，完成发动机三的时序控制；
所述下位机一按设定的时间向下位机二发送控制信号。
2.一种发动机试验集散式控制方法，包括以下步骤：
1)系统上电，启动上、下位机程序；
2)上位机配置时序以及闭环压力调节参数；
3)启动闭环压力调节：
3.1)上位机设定目标压力；
3.2)上位机从所有增压阀门中选择增压时需要使用的阀门；
3.3)上位机向下位机发送压力调节数据；
3.4)系统进行闭环压力调节；
4)上位机进行时序校验；
5)上位机向下位机发送时序：
5.1)上位机发送数据包；所述数据包包括IP地址、数据头和数据；其中，IP地址和下位机一一对应；数据头的自定义数据和下位机绑定；数据包括阀门的开关动作及相应的时序；
5.2)下位机接收并解析IP地址和数据头；若IP地址和数据头同时与该下位机匹配，则开始接收解析数据；反之，该下位机不进行任何操作；
6)上位机发送启动指令；
7)发动机试验：
7.1)下位机根据解析的数据，执行阀门动作指令；
7.2)下位机按设定的时间同步上传阀门开关状态；
7.3)上位机显示相应的阀门状态；
8)下位机工作结束，并上传实际执行的时序至上位机，上位机开始自动判读时序并记录判读结果；
9)系统工作结束。
3.根据权利要求2所述的发动机试验集散式控制方法，其特征在于：所述上位机采用windows系统；所述下位机采用Linux系统。
4.根据权利要求2或3所述的发动机试验集散式控制方法，其特征在于：所述步骤7.1还包括：一台下位机可按设定的时间触发另一台下位机。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010037362A1 (en) * | 1998-11-24 | 2001-11-01 | Gerhard Maitz | Automation system for solving a technical-process task and corresponding method |
| US20080150713A1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-06-26 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Method and system for secure data transmission |
| CN101449052A (zh) * | 2006-03-24 | 2009-06-03 | 通用电气航空系统有限责任公司 | 航空发动机起动器/发电机以及控制器 |
| CN101705872A (zh) * | 2009-11-10 | 2010-05-12 | 南京航空航天大学 | 基于fpga的片内分布式航空发动机电子控制器及控制方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010037362A1 (en) * | 1998-11-24 | 2001-11-01 | Gerhard Maitz | Automation system for solving a technical-process task and corresponding method |
| CN101449052A (zh) * | 2006-03-24 | 2009-06-03 | 通用电气航空系统有限责任公司 | 航空发动机起动器/发电机以及控制器 |
| US20080150713A1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-06-26 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Method and system for secure data transmission |
| CN101705872A (zh) * | 2009-11-10 | 2010-05-12 | 南京航空航天大学 | 基于fpga的片内分布式航空发动机电子控制器及控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
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