CN106762978B - 抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，旨在提供一种可靠性较高、抗干扰能力强的抗干扰测试系统，本发明通过下述技术方案予以实现：在大功率电机的电网中，通过电网连接配电柜的CWY交流参数稳压器(5)，串联接入有抑制高频噪声的EMI滤波器(6)，在测试系统(3)与工控系统(2)之间的点对点信号传输线路中，加装单端输入、单端输出信号隔离器(7)，并将该信号隔离器(7)安放在工控机主站采集输入端前，测试系统(3)分别通过信号隔离器和信号隔离分配器(8)环路连接工控系统(2)组成信号隔离分配器旁接数显接收设备(9)的信号隔离闭环回路。本发明解决了试验台并联设备数目越多，误差越大的问题。

Description

抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统

技术领域

本发明涉及一种液压系统液压收放作动筒类、蓄压器类、液压油箱类、液压活门类测试试验台在安装、调试、使用过程中试验台测试、工控系统受生产现场信号干扰的抗干扰测试系统，尤其适用但不限于专用试验设备的测控系统。

背景技术

液压系统是机械行业产品的重要系统之一。由于液压系统压力高,附件加工精密以及油液容易泄漏等因素,因而故障比较多。为确保设备液压系统的可靠性,液压系统的成、附件必须通过多项性能考核试验才可投入使用。主要用于液压系统液压作动筒类、蓄压器类、液压油箱类、液压活门类等飞机液压附件的强度、气密、流量、流量阻力、性能转换等试验的液压加载测试系统、液压系统综合试验系统需要在实时性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场的要求。收放作动筒试验台主要用于模拟收放作动筒的工作状态，对收放作动筒的最大输出力、工作行程、运动速度等指标进行试验、测试，考核产品的性能及产品可靠性，保证其装机成功具有决定性作用。由于一些抗负载刚性大的装机控制设备的收放及其舱门的开闭是由液压系统通过作动筒来完成，收放作动筒性能测试需要测试试验台来完成。通常收放作动筒试验台的总体结构和系统信号传递，主要由各种传感器组成的测试系统和各种智能仪表、工控机、PLC等组成的工控系统，完成不同的现场控制任务和显示全部试验数据。在设备安装调试期间，因生产现场复杂的电磁环境会使试验台的测试、工控系统中传输的模拟信号受到信号干扰，使测试、工控系统采集的数据发生震荡、漂移，影响试验数据的准确性与可靠性，甚至影响试验台测控系统后续的控制，故会根据现场实际情况会对设备测试、工控系统进行抗干扰处理。在液压加载测试系统中采取一系列抗干扰措施来提高该测试系统的抗干扰性能。目前国内用于液压加载系统的试验测试设备主要是由一些分散的仪表、传感器和一些测试分系统构成。它们仅用来测量和记录某一些主要试验数据，甚至数据记录由人来完成。随着测量参数和测试点的增多，分系统大量增加，溯试设备变得多而复杂，这不仅增加了测试设备的成本和试验周期，测试精度和速度也满足不了要求。

通常的收放作动筒试验台测试、工控系统抗干扰处理方式只是对试验台的控制信号、测量信号的传输线路进行简单的屏蔽、常规的接地；在电源质量较差时，对测试、工控系统的电源进行滤波或者配备一个普通稳压器。未对生产现场和试验台电气系统本身产生信号干扰进行系统性的分析与处理，往往会使试验台的测试、工控系统的抗干扰可靠性差，只能适应使用初期的电磁环境。生产现场电磁环境稍有变动，收放作动筒试验台系统检测到的各种模拟信号可能就会受到干扰，使传感器所测数据不符实际且影响工控系统对液压系统的后续控制。又因试验台测试、工控系统的模拟信号，通常采用带屏蔽层的双绞线作为模拟信号传输导线，若屏蔽层不接地或错误接地则会在导线中产生耦合干扰。非标试验台的控制系统中含有交直流电源回路、信号输入和输出回路、不同接地回路间存在电磁辐射干扰，会引起测控系统输入信号异常、传感器测量数据偏移、仪表数据精度降低等问题。由于试验台的供电线路和信号线是未垂直交叉布置而是并行排布造成导线上的耦合干扰。又因接收设备的输入阻抗对信号的测量会引入误差，而且并联设备数目越多，误差越大。

发明内容

本发明的目的是针对收放作动筒试验台在安装调试过程中的信号干扰问题，提供一种可靠性较高、能够减少干扰路径长度，抗干扰能力强的抗干扰测试系统，即使处于含有变频器、大功率电机的电网中，仍表现良好。

本发明所采用的技术方案是：一种抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，包括：工控系统2、与测试系统3相连的泵站系统4和CWY系列交流参数稳压器5，其特征在于：在大功率电机的电网中，通过电网连接配电柜的CWY交流参数稳压器5，串联接入有抑制高频噪声的EMI滤波器6，在测试系统3与工控系统2之间的点对点信号传输线路中，加装单端输入、单端输出信号隔离器7，并将该信号隔离器7安放在工控机主站采集输入端前，测试系统3分别通过信号隔离器7和信号隔离分配器8环路连接工控系统2组成信号隔离分配器8旁接数显接收设备9的信号隔离闭环回路。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

测试系统与控制系统的可靠性较高。本发明采用CWY交流参数稳压器5串联接入抑制高频噪声的EMI滤波器6获得高质量的电源信号，改善电源质量，滤除电网及负载所产生的各种频率的脉冲及电压冲击，使工控系统2、测试系统3和泵站系统4的低压设备在工作时不受供电网络的浪涌、欠压、正负脉冲的影响。电网接入CWY交流参数稳压器5获得稳定输出电压，通过CWY交流参数稳压器5输出接入EMI滤波器6，抑制供电网络进入的高频噪声，通过EMI滤波器6还可以获得高质量的电源信号，为后续低压设备供电。即使处于含有变频器、大功率电机的电网中，仍表现良好。

场地限制小。本发明采用的信号隔离器7可对各种模拟信号进行输入、输出、电源三端隔离，通过采用信号隔离器7能解决由于场地大小所限的问题。

减少了干扰的路径长度。本发明针对试验台的供电线路和信号线未垂直交叉布置，采用并行排布造成导线上的耦合干扰，以及因接收设备的输入阻抗对信号的测量会引入误差，并联设备数目越多，误差越大的问题，故在同一路信号需要多个接收设备时，使用既可保证原始输入信号的质量又能隔绝传输线路耦合干扰的信号隔离分配器8，同时在点对点信号传输线路中加装单端输入、单端输出信号隔离器7，并将信号隔离器7安放在工控机主站采集输入端前，可以充分减少信号在传输线路受到干扰的路径长度。

测试系统与控制系统抗干扰能力强。本发明在测试系统3与工控系统2之间的点对点信号传输线路中加装单端输入、单端输出信号隔离器7，将隔离器安放在工控机主站采集输入端前，充分减少信号在传输线路受到干扰的路径长度。通过此方法，各处信号干扰得到有效抑制，有良好的抗干扰效果，不仅提高了设备测试结果的准确度而且使系统控制更加稳定。根据测试系统3信号输出端口和工控系统2采集输入端口形式，采用只在测试系统3信号源处接地或只在工控系统2采集设备处接地两种屏蔽层单端接地方式，避免了因不同接地点间存在地点位差引起的环路电流。在同一路信号的多个接收设备的情况时，使用信号隔离分配器8处理传输线路干扰，既保证了原始输入信号的质量又能隔绝传输线路耦合干扰。通过本发明建立具有实时数据采集、分析、记录和显示功能的测试系统大幅缩短了测试时间。通过该系统所提供的信息和自动化功能，以前需要几个月的飞行测试时间现在只需几周时间,甚至几天的时间。使用发明搭建的数据采集和控制系统，不仅减少了联合测试的时间，而且所用成本也比原来测试设备成本要低得多。从而能大大降低作动筒液压测试系统的测试设备成本；其测试精度高、开发时间短；能自动实现各测试点数据的实时采集、记录，并能进行一系列相关的事后分析，大大减少作动筒改进试验的工作量、缩短试验周期，提高液压作动筒设计水平和安全检查效率。

本发明应用于专用试验设备控制系统。

附图说明

图1是本发明抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统结构原理示意图。

图2是本发明另一实施例的抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统结构原理示意图。

图中：1为配电柜、2为工控系统、3为测试系统、4为泵站系统、5为CWY系列交流参数稳压器、6为EMI滤波器、7为信号隔离器、8为信号隔离分配器、9为数显接收设备。其中，点画线表示供电关系，虚线表示检测量输入(模拟信号、数字信号、开关信号)，实线表示控制输出(继电器输出，数字输出，控制油路)。

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新。

具体实施方式

参阅图1。在以下描述的实施例中，一种抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，包括：工控系统2、与测试系统3相连的泵站系统4和CWY系列交流参数稳压器5。在大功率电机的电网中，通过电网连接配电柜的CWY交流参数稳压器5，串联接入有抑制高频噪声的EMI滤波器6，在测试系统3与工控系统2之间的点对点信号传输线路中，加装单端输入、单端输出信号隔离器7，并将该信号隔离器7安放在工控机主站采集输入端前，测试系统3分别通过信号隔离器7和信号隔离分配器8环路连接工控系统2组成信号隔离分配器8旁接数显接收设备9的信号隔离闭环回路。

试验台安装时，配电柜1通过稳压器5和EMI滤波器6分别向工控系统2、测试系统3和泵站系统4提供电源。滤波器6、信号隔离闭环回路和泵站系统4采用带屏蔽层的双绞线作为模拟信号传输导线，将检测量输入模拟信号、数字信号和开关信号传输到工控系统2。信号隔离分配器8将检测量输入模拟信号、数字信号和开关信号传输到旁接的数显接收设备9。工控系统2通过泵站系统4将继电器输出，数字输出，控制油路信号传输到测试系统3，在测试系统3与泵站系统4之间双线传输来自工控系统2继电器输出，数字输出，控制油路的信号。

根据测试系统3信号输出端和工控系统2采集输入端口形式，采用了只在测试系统3的信号源处接地或只在工控系统2采集设备处接地两种信号线屏蔽层单端接地方式，以避免因不同接地点间存在地点位差，引起的环路电流，影响系统正常工作。

泵站系统4通过控制线路一端连接工控系统2，另一端连接测试系统3以准确实现泵启停，阀开闭等功能。配电柜1通过滤除电网及负载所产生的各种频率的脉冲及电压冲击，经CWY交流参数稳压器5送入EMI滤波器6滤波抑制高频噪声，通过信号隔离器7将处理后的信号输入工控机主站，测试系统3通过信号隔离器7对各种模拟信号进行输入、输出、电源进行三端隔离，通过信号隔离分配器8隔绝原始输入信号传输线路耦合干扰，将点对点信号传输线路中获得的高质量电源信号输入工控机主站，使工控系统能准确显示测试系统传输的数据，使设备能准确执行工控系统所发出的命令，信号隔离分配器8旁接数显接收设备9。

参阅图2，试验台安装时，配电柜1分别向工控系统2、测试系统3和泵站系统4提供电源。测试系统3、泵站系统4采用带屏蔽层的双绞线作为模拟信号传输导线，将检测量输入模拟信号、数字信号和开关信号传输到工控系统2。测试系统3将检测量输入模拟信号、数字信号和开关信号传输到旁接的数显接收设备9。工控系统2通过泵站系统4将继电器输出，数字输出，控制油路信号传输到测试系统3，在测试系统3与泵站系统4之间双线传输来自工控系统2继电器输出，数字输出，控制油路的信号。

Claims (10)

1.一种抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，包括：工控系统（2）、与测试系统（3）相连的泵站系统（4）和CWY系列交流参数稳压器（5），其特征在于：在大功率电机的电网中，通过电网连接配电柜（1）的CWY交流参数稳压器（5），串联接入有抑制高频噪声的EMI滤波器（6），在测试系统（3）与工控系统（2）之间的点对点信号传输线路中，加装单端输入、单端输出信号隔离器（7），并将该信号隔离器（7）安放在工控机主站采集输入端前，测试系统（3）分别通过信号隔离器（7）和信号隔离分配器（8）环路连接工控系统（2）组成信号隔离闭环回路；配电柜（1）通过滤除电网及负载所产生的各种频率的脉冲及电压冲击，经CWY交流参数稳压器（5）送入 EMI滤波器（6）滤波抑制高频噪声，通过信号隔离器（7）将处理后的信号输入工控机主站，测试系统（3）通过信号隔离器（7）对各种模拟信号进行输入、输出、电源进行三端隔离，通过信号隔离分配器（8）隔绝原始输入信号传输线路耦合干扰，将点对点信号传输线路中获得的高质量电源信号输入工控机主站，使工控系统能准确显示测试系统传输的数据，使设备能准确执行工控系统所发出的命令。

2.如权利要求1所述的抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，其特征在于：信号隔离分配器（8）旁接数显接收设备（9）。

3.如权利要求1所述的抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，其特征在于：配电柜（1）通过稳压器（5）和EMI滤波器（6）分别向工控系统（2）、测试系统（3）和泵站系统（4）提供电源。

4.如权利要求1所述的抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，其特征在于：滤波器（6）、信号隔离闭环回路和泵站系统（4）采用带屏蔽层的传输导线，将检测量输入模拟信号、数字信号和开关信号传输到工控系统（2）。

5.如权利要求1所述的抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，其特征在于：信号隔离分配器（8）将检测量输入模拟信号、数字信号和开关信号传输到旁接的数显接收设备（9）。

6.如权利要求1所述的抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，其特征在于：工控系统（2）通过泵站系统（4）将继电器输出，数字输出，控制油路信号传输到测试系统（3），在测试系统（3）与泵站系统（4）之间双线传输来自工控系统（2）继电器输出，数字输出，控制油路的信号。

7.如权利要求1所述的抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，其特征在于：根据测试系统（3）信号输出端和工控系统（2）采集输入端口形式，采用了只在测试系统（3）的信号源处接地或只在工控系统（2）采集设备处接地两种信号线屏蔽层单端接地方式。

8.如权利要求1所述的抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，其特征在于：测试系统（3）将检测量输入模拟信号、数字信号和开关信号传输到旁接的数显接收设备（9）。

9.如权利要求1所述的抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，其特征在于：泵站系统（4）通过控制线路一端连接工控系统（2），另一端连接测试系统（3），以准确实现泵启停和阀开闭。

10.如权利要求1所述的抗干扰测试收放作动筒类试验台信号测试系统，其特征在于：工控系统（2）通过泵站系统（4）将继电器输出，数字输出，控制油路信号传输到测试系统（3），在测试系统（3）与泵站系统（4）之间双线传输来自工控系统（2）继电器输出，数字输出，控制油路的信号。