CN108153156A - 一种基于labview的测控系统及其测控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于labview的测控系统，包括控制计算机以及与其连接的数据采集卡、阀控制器；数据采集卡，用于接收传感器的测量数据并发送至控制计算机；控制计算机，用于将测量数据进行储存、显示，并发送控制命令至阀控制器；阀控制器，用于根据控制命令控制阀的开闭。测控方法包括：控制计算机根据设定的设备状态编辑通讯信息，发送命令通讯信息给阀控制器；阀控制器收到命令通讯信息后向控制计算机发送应答通讯信息，并打开或关闭相应阀，执行结束后向控制计算机发送应答通讯信息；控制计算机接收到应答通讯信息后，控制数据采集卡采集并存储。本发明不仅具有实时计算，而且具有精确控制能力。相对一般的控制方法大大的减少了系统复杂度和成本。

Description

一种基于labview的测控系统及其测控方法

技术领域

本发明涉及到一种航空航天领域测控系统，准确的说是一种基于时序同步主从控制的测控系统与方法。

背景技术

在航空航天领域，肼推力器广泛用于卫星、运载火箭、飞船等飞行器的姿态轨道控制。随着可返回式飞船，可回收火箭等新需求和高精度的要求，对肼推进装置的要求也越来越严格。肼推力器的地面热试车性能试验决定了肼推力器工作中的实际性能。肼推力器的地面热试车试验核心指标包括开车响应时间和停车响应时间等，控制时序是计算核心指标的必要参数。

目前肼推力器热试车测控系统一般有两种。

一种是由控制控制计算机上位机加数据采集卡的模式组合，并且以上位机软作为核心同时进行测试和控制，由于目前操作系统和软件技术特点，同时进行测试和精确控制会出现时序不准或控制失控等问题。

另一种是由控制控制计算机单独实现控制工作，额外的数据采集仪进行测试工作，由于肼推力器热试车试验的性能评价指标与控制时序是密切结合的，所以这种模式只能得到原始数据，试验性能指标无法进行实时计算，需要额外的人工后续计算，浪费大量时间和人力，并且在出现非正常试验状态时无法自动紧急停车。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种基于labview的测控系统与方法，设计了一种主从控制关系的测控装置，控制控制计算机进行主测控工作，阀控制器进行次测控工作，和同时序的主从控制方法，实现测试与控制有机结合，相辅相成。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种基于labview的测控系统，包括控制计算机以及与其连接的数据采集卡、阀控制器；

数据采集卡，用于接收传感器的测量数据并发送至控制计算机；

控制计算机，用于将测量数据进行储存、显示，并发送控制命令至阀控制器；

阀控制器，用于根据控制命令控制阀的开闭。

一种基于labview的测控系统，还包括建压模块、调压模块、储液模块、测量模块；

测量模块，用于接收调压模块、储液模块中各传感器的反馈信号，并转换成测量数据发送至数据采集卡；

建压模块，用于根据阀控制器的命令启动空压机或者接入外部气源，并输出高压气体至调压模块；

调压模块，用于将来自建压模块的高压气体进行压力调节，并将调压后气体输出至储液模块；将检测的调压后气体压力信号反馈至测量模块；

储液模块，用于将调压后气体挤推高压储液罐内推进剂，使推进剂按期望流速和期望进入时机流入试车载体，将检测的推进剂液位信号和流量信号反馈至测量模块。

所述建压模块包括空气压缩机、电磁阀1、电磁阀2、高压气瓶、单向阀1；空气压缩机出气端通过电磁阀1后，与高压气瓶、调压模块连接，还依次连接电磁阀2和单向阀1；所述单向阀1出口放空；所述电磁阀1、电磁阀2与阀控制器连接。

所述调压模块包括顺序连接的减压阀、比例调节阀、模拟信号发生器，以及比例调节阀入口和出口管路上设置的压力传感器1、压力传感器2，模拟信号发生器与比例调节阀控制端连接；所述模拟信号发生器用于根据阀控制器的命令信号转换成可以控制比例调节阀的模拟信号用来控制比例调节阀的输出压力；所述比例调节阀出口与储液模块连接；所述减压阀用来减小建压模块输出气体压力，防止超过比例调节阀的输入压力上限；压力传感器1、压力传感器2与测量模块连接。

所述储液模块包括储液罐、电磁阀3、电磁阀4、电磁阀5、电磁阀6、电磁阀7、液位计、流量计、单向阀2、过滤器、文氏管；所述储液罐的第一入口通过电磁阀3与调压模块连接，还经电磁阀7与试车载体连接；储液罐的第一入口还依次连有电磁阀4、单向阀2；所述单向阀2出口放空；储液罐的第二入口与电磁阀5一端连接，电磁阀另一端置空，用于加注时储液罐放气；储液罐的出口管路上依次设有过滤器、文氏管、流量计、电磁阀6；各电磁阀与阀控制器连接，液位计、流量计与测量模块连接；电磁阀6、电磁阀7通过管路与试车载体连接。

一种基于labview的测控方法，包括以下步骤：

控制计算机根据设定的设备状态编辑通讯信息，发送命令通讯信息给阀控制器；

阀控制器收到命令通讯信息后向控制计算机发送应答通讯信息，并根据命令通讯信息执行控制打开或关闭相应阀，执行结束后向控制计算机发送应答通讯信息；

控制计算机接收到工作后的应答通讯信息后，控制数据采集卡开始采集并存储数据，进行波形显示。

所述命令通讯信息格式包括：<数据包开始标志字节><优先级字节><命令字节>[数据1字节][数据2字节]……[数据n字节]<数据包结束标志字节>。

所述<数据包开始标志字节>为十六进制数00H；

<数据包结束标志字节>为十六进制数FFH；

<优先级字节>为十六进制数，10H为高优先级，01H为低优先级；

<命令字节>为ASCII码，包括A，B，C；所述A为执行试验,B为紧急停车，C为工作配置；

所述[数据1字节]为16位2进制数，前8位每一位代表一个阀门，1为使用、0为不使用，后8位代表8位二进制数的循环次数；

所述[数据2字节]为16位2进制数，代表32位的开阀时间高16位；

所述[数据3字节]为16位2进制数，代表32位的开阀时间低16位；

所述[数据4字节]为16位2进制数，代表32位的关阀时间高16位；

所述[数据5字节]为16位2进制数，代表32位的关阀时间低16位。

所述应答通讯信息格式包括：<数据包开始标志字节><应答字节>[数据1字节][数据2字节]……[数据5字节]<数据包结束标志字节>。

所述<数据包开始标志字节>为十六进制数00H；

<数据包结束标志字节>为十六进制数FFH；

<应答字节>为ASCII码，包括a，b，c；所述a为开始试验,b为结束试验，c完成紧急停车；

所述[数据1字节]为16位2进制数，前8位每一位代表一个阀门，1为使用、0为不使用，后8位代表8位二进制数的循环次数；

所述[数据2字节]为16位2进制数，代表32位的开阀时间高16位；

所述[数据3字节]为16位2进制数，代表32位的开阀时间低16位；

所述[数据4字节]为16位2进制数，代表32位的关阀时间高16位；

所述[数据5字节]为16位2进制数，代表32位的关阀时间低16位。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明结构简单、稳定、精准。

2.本发明不仅具有实时计算，而且具有精确控制能力。

3.本发明解决了目前肼推力器热试车试验实时计算和精确控制无法同存的问题

4.本发明相对一般的控制方法大大的减少了系统复杂度和成本。

5.本发明采用的通信格式把复杂的控制工作实现简单精练的通讯，并且结合内部定时，实现检测计算和实时控制的有机结合。

附图说明

图1为本发明的功能结构示意图。

其中，001建压模块、002调压模块、003储液模块、004测量模块、005测控系统、006远端计算机。

图2为本发明的建压模块结构示意图。

其中，101空气压缩机，102电磁阀1，103电磁阀2，104高压气瓶，105单向阀1，106四通接头。

图3为本发明的调压模块结构示意图。

其中，201模拟信号发生器，202减压阀，203压力传感器1，204压力传感器2，205三通接头1，206三通接头2，207比例调节阀。

图4为本发明的储液模块结构示意图。

其中，301高压储液罐，302电磁阀3，303电磁阀4，304电磁阀5，305电磁阀6，306电磁阀7，307三通接头3，308液位计，309流量计，310单向阀2，311过滤器，312文氏管。

图5为本发明的控制方法流程示意图。

图6为本发明的结构示意图。

图7为本发明的控制方法流程图。

图8为本发明的阀控制器控制方法流程图。

图9为本发明的阀控制器控制过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

一种基于labview的测控装置，包括：控制计算机、数据采集卡、阀控制器；控制控制计算机与数据采集卡通过PCI插槽连接，控制控制计算机与阀控制器通过数据线连接；控制计算机安装有labview采用labview编程控制程序，通过设定的命令通讯信息格式实现对各阀的控制。

阀控制器包括：9针D形接头RX引脚与串口转换器RS端连接，9针D形接头TX引脚与串口转换器TX端连接；串口转换器C1+端、C1-端用104电容连接，串口转换器C2+端、C2-端用104电容连接，串口转换器C1+端、C1-端分别用104电容连接最后并地，串口转换器TXD0端、RXD0端分别连接嵌入式微处理器TXD0端、RXD0端；嵌入式微处理器XTAL1端连接12MHz晶振、晶振另一端连接XTAL2，晶振两端又连接22Pf电容，两电容另外一端共地；嵌入式微处理器的WORK端和WARNING端分别连接1K电阻，电阻另一端分别连接led，led另一端连接3.3V电源；嵌入式微处理器CC1端连接信号放大器的C1端子，信号放大器的K1端子接固态继电器控制端负极，固态继电器控制端正极接+5V电源，固态继电器输出端分别接两口接头；嵌入式微处理器nRST端子连接到复位模块的nRST端，嵌入式微处理器SYS_RST端子连接到复位模块的SYS_RST端，SYS_RST端并连10K电阻到3.3V电源。

一种基于labview的测控装置的测控方法，其步骤为：控制计算机配置设备状态，控制计算机根据所设定的设备状态编辑通讯信息，发发送命令通讯信息给阀控制器；阀控制器的串口转换器接收到通讯信息后，通过串口转换器转换为嵌入式微处理器识别的的通讯信号，嵌入式微处理器收到信号后向控制计算机发送应答通讯信息，并执行相关命令通讯信息指定的工作，工作结束后向控制计算机发送应答通讯信息；所述设备状态包括：“工作配置”，”执行试验”，”紧急停车”；

控制计算机发送”工作配置”命令通讯信息时，阀控模块的嵌入式微处理器I/O输出端输出电平控制固态继电器打开或关闭相应阀门；

控制计算机发送”执行试验”命令通讯信息时，阀控模块发送”执行试验”应答通讯信息给控制控制计算机，并启动微处理器定时器，100ms后嵌入式微处理器I/O输出端输出电平控制固态继电器，固态继电器开始进行开车控制工作；控制控制计算机接收到执行试验应答通讯信息后，控制数据采集卡开始采集存储数据，并进行波形显示，100ms后开始计算数据；阀控制器完成控制工作后向控制控制计算机发送试验结束应答通讯信息，控制控制计算机接收到试验结束应答通讯信息后停止计算数据，100ms后停止采集存储数据，并停止波形显示；

控制控制计算机发送”紧急停车”命令通讯信息时，阀控制器立即停止控制工作后向控制控制计算机发送”紧急停车”应答通讯信息，控制控制计算机接收到”紧急停车”通讯信息后停止计算数据，100ms后停止采集存储数据，并停止波形显示；

所述通讯信息的实现方法：包括控制控制计算机命令通讯信息和阀控制器应答通讯信息；数据格式见表1；

表1数据位数据格式

所述命令通讯信息其格式包括：<数据包开始标志字节><优先级字节><命令字节>[数据1字节][数据2字节]……[数据n字节]<数据包结束标志字节>。

所述应答通讯信息，其格式包括：<数据包开始标志字节><应答字节>[数据1字节][数据2字节]……[数据5字节]<数据包结束标志字节>。

所述<数据包开始标志字节>为十六进制数00H；

所诉<数据包结束标志字节>为十六进制数FFH；

所述<优先级字节>为十六进制数，10H为高优先级，01H为低优先级；

所述<命令字节>为ASCII码，包括A，B，C；所述A为执行试验,B为紧急停车，C为工作配置；

所述<应答字节>为ASCII码，包括a，b，c；所述a为开始试验,b为结束试验，c完成紧急停车；

所述[数据1字节]为16位2进制数，前8位每一位代表一个阀门，1为使用0为不使用，后8位代表8位二进制数的循环次数；

所述[数据2字节]为16位2进制数，代表32位的开阀时间高16位；

所述[数据3字节]为16位2进制数，代表32位的开阀时间低16位；

所述[数据4字节]为16位2进制数，代表32位的关阀时间高16位；

所述[数据5字节]为16位2进制数，代表32位的关阀时间低16位。

本发明包括控制计算机、数据采集卡、阀控制器；提供了一种基于labview的测控系统与方法，设计了一种主从控制关系的测控装置，控制计算机进行主测控工作，阀控制器进行次测控工作，和基于labview的测控系统控制方法，实现测试与控制有机结合，相辅相成。

一种基于labview的测控装置，包括：控制计算机、数据采集卡、阀控制器；控制计算机与数据采集卡通过PCI插槽连接，实现数据采集功能，控制计算机与阀控制器通过数据线连接，实现主从控制和实时控制。

所述阀控制器包括9针D形接头RX引脚与串口转换器RS端连接，9针D形接头TX引脚与串口转换器TX端连接；

串口转换器C1+端、C1-端用104电容连接，串口转换器C2+端、C2-端用104电容连接，串口转换器C1+端、C1-端分别用104电容连接最后并地，串口转换器TXD0端、RXD0端分别连接嵌入式微处理器TXD0端、RXD0端；

嵌入式微处理器XTAL1端连接12MHz晶振、晶振另一端连接XTAL2，晶振两端又连接22Pf电容，两电容另外一端共地；

嵌入式微处理器的WORK端和WARNING端分别连接1K电阻，电阻另一端分别连接led，led另一端连接3.3V电源；

嵌入式微处理器CC1端连接信号放大器的C1端子，信号放大器的K1端子接固态继电器控制端负极，固态继电器控制端正极接+5V电源，固态继电器输出端分别接两口接头；

嵌入式微处理器nRST端子连接到复位模块的nRST端，嵌入式微处理器SYS_RST端子连接到复位模块的SYS_RST端，SYS_RST端并连10K电阻到3.3V电源。

一种基于labview的测控装置的测控方法，其步骤为：控制计算机配置设备状态，控制计算机根据所设定的设备状态编辑通讯信息，发发送命令通讯信息给阀控制器；阀控制器的串口转换器接收到通讯信息后，通过串口转换器转换为嵌入式微处理器识别的的通讯信号，嵌入式微处理器收到信号后向控制计算机发送应答通讯信息，并执行相关命令通讯信息指定的工作，工作结束后向控制计算机发送应答通讯信息；所述设备状态包括：“工作配置”，”执行试验”，”紧急停车”；

控制计算机发送”工作配置”命令通讯信息时，阀控模块的嵌入式微处理器I/O输出端输出电平控制固态继电器打开或关闭相应阀门；

控制计算机发送”执行试验”命令通讯信息时，阀控模块发送”执行试验”应答通讯信息给控制计算机，并启动微处理器定时器，100ms后嵌入式微处理器I/O输出端输出电平控制固态继电器，固态继电器开始进行开车控制工作；控制计算机接收到执行试验应答通讯信息后，控制数据采集卡开始采集存储数据，并进行波形显示，100ms后开始计算数据；阀控制器完成控制工作后向控制计算机发送试验结束应答通讯信息，控制计算机接收到试验结束应答通讯信息后停止计算数据，100ms后停止采集存储数据，并停止波形显示；控制计算机发送”紧急停车”命令通讯信息时，阀控制器立即停止控制工作后向控制计算机发送”紧急停车”应答通讯信息，控制计算机接收到”紧急停车”通讯信息后停止计算数据，100ms后停止采集存储数据，并停止波形显示；

本方案的设计过程如下：

1)根据图6的连接方法实现基于labview的测控装置，设计控制计算机把控制任务交给阀控制器执行，但控制计算机与阀控制器保持时序一致。

2)根据图8实现阀控制器的电路结构。嵌入式微处理器通过串口转换电路与控制计算机通信，通过信号放大电路控制固态继电器驱动器，进而控制所选的阀的开闭；并根据控制计算机的指令，系统定时器在指定时间触发微处理器，进而控制选定阀的开、闭时间。

3)图8中串口转换电路的串口转换器为MAX232，嵌入式微处理器为LPC1768，信号放大电路中的信号放大器为ULN2003，系统定时器中的复位模块为CAT811S。

4)根据图7和图8的系统工作流程图，控制计算机端软件进行初始化、配置参数，数据采集子程序和阀控制器通讯子程序双线程循环工作。

5)根据图9阀控制器的嵌入式软件执行过程为等待-执行-执行完毕-等待循环。

6)举个例子，假设设备状态为试验运行，开第0阀关其他阀，开阀时间1ms，关阀时间为1ms，重复1次；

命令通讯信息内容为<00H><01H><ASCII A>[0000000100000001][00H][01H][00H][01H]<FFH>；

响应通讯信息内容为<00H><ASCII a>[0000000100000001][00H][01H][00H][01H]<FFH>。

本实施例采用一种肼分解催化剂试车装置及方法。该系统结构简单、全自动化、稳定、准确，采用一个结构多个功能复用的方法，大大减少了系统复杂度，降低成本。并且实现仅需要一根网线就可以远距离随时操控和监视测试试车过程，增加了信号准确性和测试试车过程安全性。实现完全自动化控制设计，大大的减少测试试车人员和测试试车成本，提高了工作效率。

一种肼分解催化剂试车装置，包括建压模块、调压模块、储液模块、测量模块、测控系统；

测控系统：包括阀控制器和测控模块，测控模块包括相互连接的数据采集卡和控制计算机；阀控制器用于根据控制计算机的命令控制建压模块、调压模块、储液模块的运行，数据采集卡接收测量模块反馈的传感器数据至控制计算机；

测量模块，用于接收调压模块、储液模块中各传感器的反馈信号，并转换成测量数据发送至测控系统；

建压模块，用于根据测控系统的命令启动空压机或者接入外部气源，并输出高压气体至调压模块；

调压模块，用于将来自建压模块的高压气体进行压力调节，并将调压后气体输出至储液模块；将检测的调压后气体压力信号反馈至测量模块；

储液模块，用于将调压后气体挤推高压储液罐内推进剂，使推进剂按期望流速和期望进入时机流入试车载体，将检测的推进剂液位信号和流量信号反馈至测量模块。

所述建压模块包括空气压缩机、电磁阀1、电磁阀2、高压气瓶、单向阀1；空气压缩机出气端通过电磁阀1后，与高压气瓶、调压模块连接，还依次连接电磁阀2和单向阀1；所述单向阀1出口放空；所述电磁阀1、电磁阀2与测控系统连接。

所述调压模块包括顺序连接的减压阀、比例调节阀、模拟信号发生器，以及比例调节阀入口和出口管路上设置的压力传感器1、压力传感器2，模拟信号发生器与比例调节阀控制端连接；所述模拟信号发生器用于根据测控系统的命令信号转换成可以控制比例调节阀的模拟信号用来控制比例调节阀的输出压力；所述比例调节阀出口与储液模块连接；所述减压阀用来减小建压模块输出气体压力，防止超过比例调节阀的输入压力上限；压力传感器1、压力传感器2与测量模块连接。

所述储液模块包括储液罐、电磁阀3、电磁阀4、电磁阀5、电磁阀6、电磁阀7、液位计、流量计、单向阀2、过滤器、文氏管；所述储液罐的第一入口通过电磁阀3与调压模块连接，还经电磁阀7与试车载体连接；储液罐的第一入口还依次连有电磁阀4、单向阀2；所述单向阀2出口放空；储液罐的第二入口与电磁阀5一端连接，电磁阀另一端置空，用于加注时储液罐放气；储液罐的出口管路上依次设有过滤器、文氏管、流量计、电磁阀6；各电磁阀与测控系统连接，液位计、流量计与测量模块连接；电磁阀6、电磁阀7通过管路与试车载体连接。

一种肼分解催化剂试车方法，包括以下步骤：

1)测控系统根据试车工作状态，控制建压模块、调压模块、储液模块中各阀的开闭；所述试车工作状态包括：建压、外部气源接入、调压、泄压、加注和泄压；

2)测控系统根据试车试验状态，控制建压模块、调压模块、储液模块中各阀的开闭；所述试车试验状态自动控制的实现，包括开车、停车；

3)调压模块、储液模块将检测的传感器信息经测量模块反馈至测控系统。

建压包括以下步骤：

测控系统控制建压模块的电磁阀1打开、关闭电磁阀2，启动空气压缩机，高压气瓶内气体达到额定压力后空气压缩机自动停止工作；

外部气源接入包括以下步骤：

测控系统控制建压模块的电磁阀2打开，关闭电磁阀1，实现外部气源接入；当高压气瓶内压力等于外部气源压力时，单向阀1正向无气体流通，逆向截止，停止外部气源接入。

所述调压包括以下步骤：

测控系统控制电磁阀1、电磁阀3打开，关闭所有模块其他电磁阀；测控系统根据压力传感器1，压力传感器2反馈的压力信号，输出调压信号给调压模块的模拟信号发生器控制比例调节阀调节到设定压力，使管路内气体达到设定的工作压力；

所述泄压包括以下步骤：

测控系统控制储液模块的电磁阀5、电磁阀3开启，关闭所有模块其他电磁阀，实现泄压。

所述加注包括以下步骤：

测控系统开启储液模块电磁阀4和电磁阀5，关闭所有模块其他电磁阀，并且依据测控系统接收的液位计输出的液位信号来控制加注量，实现加注。

所述开车包括以下步骤：

①开启电磁阀3，关闭所有模块其他电磁阀；

②测控系统根据设置工况对电磁阀6进行开启关闭控制，进而实现推进剂的注入控制；所述工况包括开阀时间、关阀时间、循环次数；

所述停车包括以下步骤：

1)打开电磁阀7同时关闭所有模块其他电磁阀，持续若干秒；

2)关闭所有模块中所有电磁阀。

如图1所示，肼分解催化剂试车装置包括建压模块、调压模块、储液模块、测量模块、测控系统、远端计算机，电源模块；

建压模块、调压模块、储液模块、通过带密封接头的管路顺次连接；

电源模块输出端通过电缆依次连接到建压模块、调压模块、储液模块、测量模块、测控系统、远端计算机的电源接入端；

远端计算机与测控系统(中的控制计算机)通过网线连接；远端计算机用于设备远程操作和监视，与测控系统用网线连接；测控系统：用于仪器操控、数据采集，数据存储、数据计算、波形显示、工况设置。

测控系统的数据采集卡输入端与测量模块的输出端通过数据线连接；

测控系统的输出端与调压模块的模拟信号发生器输入端通过数据线连接；

测量模块的压力变送器输入端与调压模块的压力传感器1，压力传感器2分别用信号线连接；

测量模块的4-20mA变送器输入端与储液模块的液位计用信号线连接；

测量模块的频率变送器与储液模块的的流量计用信号线连接；

测控系统的固态继电器输出端与建压模块、储液模块的电磁阀用电缆连接；

测控系统的固态继电器输出端与建压模块的空气压缩机用电缆连接；

如图2所示，建压模块包括空气压缩机，电磁阀1，电磁阀2，高压气瓶，单向阀1，四通接头等组成；空气压缩机出气端通过带密封接头的管路与电磁阀1入口端连接；电磁阀1出口端通过带密封接头的管路与四通接头第一端接口连接；四通接头第二端接口通过带密封接头的管路与高压气瓶连接，四通接头第二端接口通过带密封接头的管路依次与电磁阀2、单向阀1连接。

建压模块，用于根据测控系统的命令启动空压机或者接入外部气源，并输出高压气体至调压模块；一般认为绝对压力大于2倍的大气压为高压，0.2-12Mp。

如图3所示，调压模块包括模拟信号发生器，减压阀，压力传感器1，压力传感器2，三通接头1，三通接头2，比例调节阀等；模拟信号发生器与比例调节阀通过信号线连接；减压阀出口端与三通接头1第一端接口通过带密封接头的管路连接；三通接头1第二端接口与压力传感器1通过带密封接头的管路连接；三通接头1第三端接口与比例调节阀入口端通过带密封接头的管路连接；比例调节阀出口端与三通接头2第一端接口通过带密封接头的管路连接；三通接头2第二端接口与压力传感器2通过带密封接头的管路连接。

如图4所示，储液模块包括高压储液罐，电磁阀3，电磁阀4，电磁阀5，电磁阀6，电磁阀7三通接头3，液位计，流量计，单向阀2，过滤器，文氏管等。电磁阀3出口端与三通接头3第一端接口通过带密封接头的管路连接；三通接头3第二端接口依次与电磁阀4，单向阀2通过带密封接头的管路连接；三通接头3第三端接口与高压储液罐入气口通过带密封接头的管路连接；高压储液罐测量口与液位计通过带密封接头的管路连接；高压储液罐出气口与电磁阀5通过带密封接头的管路连接；高压储液罐出液口，过滤器，文氏管，流量计，电磁阀6通过带密封接头的管路依次连接。

试车载体用于容纳肼分解催化剂，包括喷头，催化床，其中储液模块的电磁阀6305和电磁阀5 306经管路合流后与喷头连接。

测控系统为基于labview的测控系统。

测量模块包括压力变送器，温度变送器，4-20mA变送器，频率变送器等。

电源模块包括蓄电池，24V直流变压器，5V直流变压器等，蓄电池输出端与24V直流变压器，5V直流变压器输入端用电缆连接。

如图5所示，肼分解催化剂试车方法的实施步骤如下：

1.设备进行初始化工作,包括硬件配置读取，串口设置读取，上次工况读取，工作状态恢复默认值，远端映射连接；

所述硬件配置包括硬件地址，驱动信息等；

所述串口设置包括串口号，波特率，验校位等信息；

所述上次工况包括，工况序号，开时间，关时间，循环次数；

所述工作状态恢复默认值为所有阀置关闭；

所述远端映射连接为设备调用操作系统远端映射程序，连接远程计算机进行远端映射；

2.设备进行系统设定,包括工况设定，波形显示设定，数据采集率设定，数据存储间隔设定；

所述工况设定包括设定工况序号，开时间，关时间，循环次数；

所述波形显示设定包括设定信号个数，颜色，范围；

所述采集率设定包括设定硬件采样率；

3.设备通过测控系统进行工作状态设定,包括建压，外接气源，调压，泄压，加注；

所述测控系统包括测控模块(数据采集卡与控制计算机)和阀控模块(阀控制器)；

所述建压：控制计算机向阀控模块输出建压信号，阀控模块打开建压模块的电磁阀1，关闭电磁阀2，启动空气压缩机，达到额定压力后空气压缩机自动停止工作；

所述外部气源接入：控制计算机向阀控模块输出外部气源接入信号，阀控模块打开建压模块的电磁阀2，关闭电磁阀1，即可实现外部气源接入；

所述调压：控制计算机向阀控模块、储液模块、调压模块输出控制信号，阀控模块打开储液模块的电磁阀1，关闭其他电磁阀；

调压模块的比例调节阀调节到合适压力，压力传感器1，压力传感器2输出调节后压力给测量模块，最终反馈给测控模块；

所述泄压：控制计算机向阀控模块、储液模块、输出控制信号，开启储液模块的电磁阀1、电磁阀3，关闭其他电磁阀，实现泄压；

所述加注：控制计算机向阀控模块、储液模块、输出控制信号，开启储液模块电磁阀2，电磁阀3，关闭其他电磁阀实现加注。

4.确认完成工作状态设置后，进入试验状态设定；

5.设备进行试验状态设定,包括工况号设置，报警设置，紧急停车设置；

所述工况号设置包括输入将要运行的工况序号；

所述报警设置为设置某路信号的数值达到设定值时设备报警；

所述紧急停车设置为设定某路信号值达到设定值强制关闭阀5；

所述计算设置为添加某路信号进行预先设定好计算方法进行数据计算；

6.确认完成试验状态设置后，开始运行试验，进入试验运行状态；

所述试验运行状态包括：数据采集，波形显示，数据计算存储，工况执行；

所述工况执行包括依照工况的开时间，关时间，循环次数控制储液模块电磁阀5进行试验控制。

7.工况执行完毕后，停止数据采集存储，停止波形显示，显示计算结果。

Claims (10)

1.一种基于labview的测控系统，其特征在于：包括控制计算机以及与其连接的数据采集卡、阀控制器；

数据采集卡，用于接收传感器的测量数据并发送至控制计算机；

控制计算机，用于将测量数据进行储存、显示，并发送控制命令至阀控制器；

阀控制器，用于根据控制命令控制阀的开闭。

2.根据权利要求1所述的一种基于labview的测控系统，其特征在于还包括建压模块、调压模块、储液模块、测量模块；

测量模块，用于接收调压模块、储液模块中各传感器的反馈信号，并转换成测量数据发送至数据采集卡；

建压模块，用于根据阀控制器的命令启动空压机或者接入外部气源，并输出高压气体至调压模块；

调压模块，用于将来自建压模块的高压气体进行压力调节，并将调压后气体输出至储液模块；将检测的调压后气体压力信号反馈至测量模块；

储液模块，用于将调压后气体挤推高压储液罐内推进剂，使推进剂按期望流速和期望进入时机流入试车载体，将检测的推进剂液位信号和流量信号反馈至测量模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于labview的测控系统，其特征在于所述建压模块包括空气压缩机(101)、电磁阀1(102)、电磁阀2(103)、高压气瓶(104)、单向阀1(105)；空气压缩机(101)出气端通过电磁阀1(102)后，与高压气瓶(104)、调压模块连接，还依次连接电磁阀2(103)和单向阀1(105)；所述单向阀1(105)出口放空；所述电磁阀1(102)、电磁阀2(103)与阀控制器连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于labview的测控系统，其特征在于所述调压模块包括顺序连接的减压阀(202)、比例调节阀(207)、模拟信号发生器(201)，以及比例调节阀(207)入口和出口管路上设置的压力传感器1(203)、压力传感器2(204)，模拟信号发生器(201)与比例调节阀(207)控制端连接；所述模拟信号发生器(201)用于根据阀控制器的命令信号转换成可以控制比例调节阀(207)的模拟信号用来控制比例调节阀(207)的输出压力；所述比例调节阀(207)出口与储液模块连接；所述减压阀(202)用来减小建压模块输出气体压力，防止超过比例调节阀(207)的输入压力上限；压力传感器1(203)、压力传感器2(204)与测量模块连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于labview的测控系统，其特征在于所述储液模块包括储液罐(301)、电磁阀3(302)、电磁阀4(303)、电磁阀5(304)、电磁阀6(305)、电磁阀7(306)、液位计(308)、流量计(309)、单向阀2(310)、过滤器(311)、文氏管(312)；所述储液罐(301)的第一入口通过电磁阀3(302)与调压模块连接，还经电磁阀7(306)与试车载体连接；储液罐(301)的第一入口还依次连有电磁阀4(303)、单向阀2(310)；所述单向阀2(310)出口放空；储液罐(301)的第二入口与电磁阀5(304)一端连接，电磁阀另一端置空，用于加注时储液罐放气；储液罐(301)的出口管路上依次设有过滤器(311)、文氏管(312)、流量计(309)、电磁阀6(305)；各电磁阀与阀控制器连接，液位计(308)、流量计(309)与测量模块连接；电磁阀6(305)、电磁阀7(306)通过管路与试车载体连接。

6.一种基于labview的测控方法，其特征在于包括以下步骤：

控制计算机根据设定的设备状态编辑通讯信息，发送命令通讯信息给阀控制器；

阀控制器收到命令通讯信息后向控制计算机发送应答通讯信息，并根据命令通讯信息执行控制打开或关闭相应阀，执行结束后向控制计算机发送应答通讯信息；

控制计算机接收到工作后的应答通讯信息后，控制数据采集卡开始采集并存储数据，进行波形显示。

7.根据权利要求6所述的一种基于labview的测控方法，其特征在于所述命令通讯信息格式包括：<数据包开始标志字节><优先级字节><命令字节>[数据1字节][数据2字节]……[数据n字节]<数据包结束标志字节>。

8.根据权利要求7所述的一种基于labview的测控方法，其特征在于所述<数据包开始标志字节>为十六进制数00H；

<数据包结束标志字节>为十六进制数FFH；

<优先级字节>为十六进制数，10H为高优先级，01H为低优先级；

<命令字节>为ASCII码，包括A，B，C；所述A为执行试验,B为紧急停车，C为工作配置；

所述[数据1字节]为16位2进制数，前8位每一位代表一个阀门，1为使用、0为不使用，后8位代表8位二进制数的循环次数；

所述[数据2字节]为16位2进制数，代表32位的开阀时间高16位；

所述[数据3字节]为16位2进制数，代表32位的开阀时间低16位；

所述[数据4字节]为16位2进制数，代表32位的关阀时间高16位；

所述[数据5字节]为16位2进制数，代表32位的关阀时间低16位。

9.根据权利要求6所述的一种基于labview的测控方法，其特征在于所述应答通讯信息格式包括：<数据包开始标志字节><应答字节>[数据1字节][数据2字节]……[数据5字节]<数据包结束标志字节>。

10.根据权利要求9所述的一种基于labview的测控方法，其特征在于所述<数据包开始标志字节>为十六进制数00H；

<数据包结束标志字节>为十六进制数FFH；

<应答字节>为ASCII码，包括a，b，c；所述a为开始试验,b为结束试验，c完成紧急停车；

所述[数据1字节]为16位2进制数，前8位每一位代表一个阀门，1为使用、0为不使用，后8位代表8位二进制数的循环次数；

所述[数据2字节]为16位2进制数，代表32位的开阀时间高16位；

所述[数据3字节]为16位2进制数，代表32位的开阀时间低16位；

所述[数据4字节]为16位2进制数，代表32位的关阀时间高16位；

所述[数据5字节]为16位2进制数，代表32位的关阀时间低16位。