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一种机坪管网恒压控制系统模拟装置 Download PDF

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Abstract

一种机坪管网恒压控制系统模拟装置。其包括后台计算机和模拟台；其中模拟台包括：脚轮、框架、彩灯系统、PLC控制系统、机场沙盘演示模型和机坪管网恒压供液系统。本发明优点：通过机场沙盘模型与机坪管网恒压供液系统及彩灯系统的配合使用，直观、立体、动态地演示机坪管网恒压供液系统中各种设施设备和实施情况，有助于学生掌握民航行业规章、管道设计理念、油品输送情况等工程实际问题。以水为介质代替油进行教学，安全便捷。能够根据管网中的压力、流量等参数调节供油泵的转速，从而控制供油泵的输出流量和压力，以满足模拟不同架次飞机恒压加油的要求。

Description

一种机坪管网恒压控制系统模拟装置
技术领域
本发明属于计算机控制技术领域，特别是涉及一种机坪管网恒压控制系统模拟装置。
背景技术
机场油库及机坪管网供油系统是保证机场正常运转的关键输油系统。不同时段，不同机位的航空燃油输出压力和流量是否稳定，决定着飞机油料保障工作是否安全、及时、快捷。在航班密度变化较大的机场，“快速”、“恒压”与“稳流”是检验机场供油系统是否完善的重要指标。
由于机坪供油管网错综复杂的布局结构以及稀疏的仪表分布使其水力学特征难以准确判断，工程技术人员依靠多泵并联变频调速技术实现民用机场飞机供油过程，为了提高教师、学生对机坪管网恒压自动控制系统工作流程的理解，急需研制一种机坪管网恒压控制系统模拟装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种机坪管网恒压控制系统模拟装置。
为了达到上述目的，本发明提供的机坪管网恒压控制系统模拟装置包括后台计算机和模拟台；其中模拟台包括：脚轮、框架、彩灯系统、PLC控制系统、机场沙盘演示模型和机坪管网恒压供液系统；所述的框架包括底板、PLC安装板、中间板、顶板和垂直连接杆；其中顶板通过四根设置在角部的垂直连接杆安装在底板的上方；PLC安装板垂直设置，上下端分别连接在顶板的底面以及底板的表面一侧部位；中间板水平设置在顶板和底板之间，并且两端分别与PLC安装板及两根垂直连接杆相连接；底板的底面四个角部分别安装一个脚轮，因此能够使框架及其上的部件自由移动；PLC控制系统安装在PLC安装板上；机场沙盘演示模型设置在顶板的表面；彩灯系统安装在顶板的底面；机坪管网恒压供液系统安装在底板和中间板上；PLC控制系统分别与后台计算机、机场沙盘演示模型中的电子器件、机坪管网恒压供液系统中的供液装置及彩灯系统电连接。
所述的框架还包括安装在侧面上的透明亚克力板，并且顶板、中间板也采用透明亚克力板。
所述的彩灯系统由LED灯带构成。
所述的机场沙盘演示模型包括沙盘模拟植被、触摸屏操控面板、触屏启动按钮、触屏停止按钮、停车场、机场环形高速路、机场办公楼、机场跑道、航空加油站、机场航站楼、塔台、机场油库及消防楼；其中触摸屏操控面板、触屏启动按钮和触屏停止按钮均与PLC控制系统电连接。
所述的机坪管网恒压供液系统包括盘状管路、电磁阀、供油上管路环形管、恒压管路带表三通连接阀、供油下管路环形管、恒压管路储液箱连接管、供油管路储液箱连接管、储液箱、供油泵、供油泵储液箱连接管路、供液管和进油管；其中储液箱设置在底板表面，内部盛有用于模拟航空油的水；供油泵设置在储液箱的一侧；供油泵储液箱连接管路的一端连接在储液箱的下部侧面，另一端连接在供油泵的吸入口处；供液管一端连接在供油泵的排出口处，另一端与盘状管路的一端相连接，并且供液管上还连接一个恒压管路带表三通连接阀，恒压管路带表三通连接阀的一个端口与恒压管路储液箱连接管的一端相连，恒压管路储液箱连接管的另一端连接在储液箱的顶面上；盘状管路的另一端与供油下管路环形管相连接；进油管的下端连接在供油下管路环形管上，上端连接在供油上管路环形管上；供油管路储液箱连接管的上端连接在供油上管路环形管上，下端连接在储液箱的顶面上，并且进油管安装有一个电磁阀；电磁阀、供油泵与PLC控制系统电连接。
所述的机坪管网恒压供液系统还包括供油管路进口压力表、流量传感器、恒压管路压力表、恒压管路手阀、进油管路手阀；其中供油管路进口压力表和流量传感器安装在盘状管路上，并且流量传感器与PLC控制系统电连接；恒压管路压力表安装在恒压管路带表三通连接阀上；恒压管路手阀设置在供液管上；进油管路手阀安装在进油管上。
所述的盘状管路设置在底板的表面；供油下管路环形管设置在中间板的表面，供油上管路环形管固定在顶板的底面上。
所述的供油泵为两台，相应地供油泵储液箱连接管路、供液管、恒压管路储液箱连接管也设置两根；进油管为多根。
相对于现有技术，本发明提供的机坪管网恒压控制系统模拟装置具有以下优点：
(1)通过机场沙盘模型与机坪管网恒压供液系统及彩灯系统的配合使用，直观、立体、动态地演示机坪管网恒压供液系统中各种设施设备和实施情况，有助于学生掌握民航行业规章、管道设计理念、油品输送情况等工程实际问题。
(2)以水为介质代替油进行教学，安全便捷。
(3)能够根据管网中的压力、流量等参数调节供油泵的转速，从而控制供油泵的输出流量和压力，以满足模拟不同架次飞机恒压加油的要求。
附图说明
图1为本发明提供的机坪管网恒压控制系统模拟装置结构立体图。
图2为本发明提供的机坪管网恒压控制系统模拟装置结构俯视图。
图3为本发明提供的机坪管网恒压控制系统模拟装置中机坪管网恒压供液系统立体图。
图4本发明提供的机坪管网恒压控制系统模拟装置左视图。
图5为本发明提供的机坪管网恒压控制系统模拟装置中控制系统构成框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的机坪管网恒压控制系统模拟装置进行详细说明。
如图1至图5所示，本发明提供的机坪管网恒压控制系统模拟装置包括后台计算机10和模拟台；其中模拟台包括：脚轮1、框架3、彩灯系统、PLC控制系统4、机场沙盘演示模型7和机坪管网恒压供液系统8；所述的框架3包括底板2、PLC安装板5、中间板9、顶板6和垂直连接杆11；其中顶板6通过四根设置在角部的垂直连接杆11安装在底板2的上方；PLC安装板5垂直设置，上下端分别连接在顶板6的底面以及底板2的表面一侧部位；中间板9水平设置在顶板6和底板2之间，并且两端分别与PLC安装板5及两根垂直连接杆11相连接；底板2的底面四个角部分别安装一个脚轮1，因此能够使框架3及其上的部件自由移动；PLC控制系统4安装在PLC安装板5上；机场沙盘演示模型7设置在顶板6的表面；彩灯系统安装在顶板6的底面；机坪管网恒压供液系统8安装在底板2和中间板9上；PLC控制系统4分别与后台计算机10、机场沙盘演示模型7中的电子器件、机坪管网恒压供液系统8中的供液装置及彩灯系统电连接。
所述的框架3还包括安装在侧面上的透明亚克力板，并且顶板6、中间板9也采用透明亚克力板，目的是便于学生观察本装置中各个部件的结构及运行状态。
所述的彩灯系统由LED灯带构成，用于模拟交叉复杂的输油管道。
所述的机场沙盘演示模型7包括沙盘模拟植被71、触摸屏操控面板72、触屏启动按钮73、触屏停止按钮74、停车场75、机场环形高速路76、机场办公楼77、机场跑道78、航空加油站79、机场航站楼710、塔台711、机场油库712及消防楼713；其中触摸屏操控面板72、触屏启动按钮73和触屏停止按钮74均与PLC控制系统4电连接。
所述的机坪管网恒压供液系统8包括盘状管路81、电磁阀84、供油上管路环形管87、恒压管路带表三通连接阀89、供油下管路环形管810、恒压管路储液箱连接管811、供油管路储液箱连接管812、储液箱813、供油泵814、供油泵储液箱连接管路815、供液管816和进油管817；其中储液箱813设置在底板2表面，内部盛有用于模拟航空油的水；供油泵814设置在储液箱813的一侧；供油泵储液箱连接管路815的一端连接在储液箱813的下部侧面，另一端连接在供油泵814的吸入口处；供液管816一端连接在供油泵814的排出口处，另一端与盘状管路81的一端相连接，并且供液管816上还连接一个恒压管路带表三通连接阀89，恒压管路带表三通连接阀89的一个端口与恒压管路储液箱连接管811的一端相连，恒压管路储液箱连接管811的另一端连接在储液箱813的顶面上；盘状管路81的另一端与供油下管路环形管810相连接；进油管817的下端连接在供油下管路环形管810上，上端连接在供油上管路环形管87上；供油管路储液箱连接管812的上端连接在供油上管路环形管87上，下端连接在储液箱813的顶面上，并且进油管817安装有一个电磁阀84；电磁阀84、供油泵814与PLC控制系统4电连接。
所述的机坪管网恒压供液系统8还包括供油管路进口压力表82、流量传感器83、恒压管路压力表88、恒压管路手阀85、进油管路手阀86；其中供油管路进口压力表82和流量传感器83安装在盘状管路81上，并且流量传感器83与PLC控制系统4电连接；恒压管路压力表88安装在恒压管路带表三通连接阀89上；恒压管路手阀85设置在供液管816上；进油管路手阀86安装在进油管817上。
所述的盘状管路81设置在底板2的表面；供油下管路环形管810设置在中间板9的表面，供油上管路环形管87固定在顶板6的底面上。
所述的供油泵814为两台，相应地供油泵储液箱连接管路815、供液管816、恒压管路储液箱连接管811也设置两根；进油管817为多根。
现将本发明提供的机坪管网恒压控制系统模拟装置的使用方法阐述如下：
在实验前，实验人员可通过后台计算机10设定实验参数、程序等内容。开始实验时，首先由实验人员启动触屏启动按钮73，在PLC控制系统4的控制下开启触摸屏操控面板72，然后开启彩灯系统。启动两个供油泵814中的其中一个，整个机坪管网恒压供液系统8开始工作，当电磁阀84不启动时，模拟整个机坪尚未有飞机进行加油作业过程，首先供油泵814通过供油泵储液箱连接管路815将储液箱813内的水提供给供液管816，然后水从恒压管路带表三通连接阀89处经过恒压管路储液箱连接管811直接返回储液箱813，以模拟机场供油管路系统内保持恒压过程。当电磁阀84开始工作时，供液管816内的水将经过盘状管路81流入供油下管路环形管810，然后经过进油管817流入供油上管路环形管87，最后通过供油管路储液箱连接管812返回储液箱813。盘状管路81的作用是模拟机场供油管路的摩擦阻力。在上述实验过程中，彩灯系统可演示利用机坪管网恒压供液系统8对飞机进行加油的过程。可通过触摸屏操控面板72来调节管网恒压供液系统8中管道内的压力，当压力降低至一定值时，启动另一个供油泵814，以增加机坪管网恒压供液系统8中管路内的压力，从而实现整个系统的恒压工作过程。在此过程中，利用流量传感器83采集盘状管路81内水的流量信息，然后传送给PLC控制系统4；同时利用供油管路进口压力表82和恒压管路压力表88来观察盘状管路81及供液管816内水的压力，这样实验人员就可根据管网中的压力、流量等参数来调节供油泵814的转速，从而控制供油泵814的输出流量和压力，而且还可利用恒压管路手阀85和进油管路手阀86来调节供液管816和进油管817的流量。

Claims (4)

1.一种机坪管网恒压控制系统模拟装置，所述的机坪管网恒压控制系统模拟装置包括后台计算机(10)和模拟台；其中模拟台包括：脚轮(1)、框架(3)、彩灯系统、PLC控制系统(4)、机场沙盘演示模型(7)和机坪管网恒压供液系统(8)；所述的框架(3)包括底板(2)、PLC安装板(5)、中间板(9)、顶板(6)和垂直连接杆(11)；其中顶板(6)通过四根设置在角部的垂直连接杆(11)安装在底板(2)的上方；PLC安装板(5)垂直设置，上下端分别连接在顶板(6)的底面以及底板(2)的表面一侧部位；中间板(9)水平设置在顶板(6)和底板(2)之间，并且两端分别与PLC安装板(5)及两根垂直连接杆(11)相连接；底板(2)的底面四个角部分别安装一个脚轮(1)，因此能够使框架(3)及其上的部件自由移动；PLC控制系统(4)安装在PLC安装板(5)上；机场沙盘演示模型(7)设置在顶板(6)的表面；彩灯系统安装在顶板(6)的底面；机坪管网恒压供液系统(8)安装在底板(2)和中间板(9)上；PLC控制系统(4)分别与后台计算机(10)、机场沙盘演示模型(7)中的电子器件、机坪管网恒压供液系统(8)中的供液装置及彩灯系统电连接；
其特征在于：所述的机坪管网恒压供液系统(8)包括盘状管路(81)、电磁阀(84)、供油上管路环形管(87)、恒压管路带表三通连接阀(89)、供油下管路环形管(810)、恒压管路储液箱连接管(811)、供油管路储液箱连接管(812)、储液箱(813)、供油泵(814)、供油泵储液箱连接管路(815)、供液管(816)和进油管(817)；其中储液箱(813)设置在底板(2)表面，内部盛有用于模拟航空油的水；供油泵(814)设置在储液箱(813)的一侧；供油泵储液箱连接管路(815)的一端连接在储液箱(813)的下部侧面，另一端连接在供油泵(814)的吸入口处；供液管(816)一端连接在供油泵(814)的排出口处，另一端与盘状管路(81)的一端相连接，并且供液管(816)上还连接一个恒压管路带表三通连接阀(89)，恒压管路带表三通连接阀(89)的一个端口与恒压管路储液箱连接管(811)的一端相连，恒压管路储液箱连接管(811)的另一端连接在储液箱(813)的顶面上；盘状管路(81)的另一端与供油下管路环形管(810)相连接；进油管(817)的下端连接在供油下管路环形管(810)上，上端连接在供油上管路环形管(87)上；供油管路储液箱连接管(812)的上端连接在供油上管路环形管(87)上，下端连接在储液箱(813)的顶面上，并且进油管(817)安装有一个电磁阀(84)；电磁阀(84)、供油泵(814)与PLC控制系统(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的机坪管网恒压控制系统模拟装置，其特征在于：所述的机坪管网恒压供液系统(8)还包括供油管路进口压力表(82)、流量传感器(83)、恒压管路压力表(88)、恒压管路手阀(85)、进油管路手阀(86)；其中供油管路进口压力表(82)和流量传感器(83)安装在盘状管路(81)上，并且流量传感器(83)与PLC控制系统(4)电连接；恒压管路压力表(88)安装在恒压管路带表三通连接阀(89)上；恒压管路手阀(85)设置在供液管(816)上；进油管路手阀(86)安装在进油管(817)上。
3.根据权利要求1所述的机坪管网恒压控制系统模拟装置，其特征在于：所述的盘状管路(81)设置在底板(2)的表面；供油下管路环形管(810)设置在中间板(9)的表面，供油上管路环形管(87)固定在顶板(6)的底面上。
4.根据权利要求1所述的机坪管网恒压控制系统模拟装置，其特征在于：所述的供油泵(814)为两台，相应地供油泵储液箱连接管路(815)、供液管(816)、恒压管路储液箱连接管(811)也设置两根；进油管(817)为多根。
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