CN108954000A - 一种远程控制自动化供气系统 - Google Patents

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吴怀明
沈传兵
吴光中
于海磊
王孝
陈宇泽
陈文丽
卜玉
尚凯伦
赵耀中
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Abstract

本发明涉及一种远程控制自动化供气系统，主要应用于火箭发动机试验地面过程中，为其提供稳定气源，包括空气、氮气或氦气，在保障系统稳定供气前提下，实现系统远程自动化控制。该系统主要包括远程控制自动化供气系统组态、现场控制系统和配气台系统组成，所述的远程控制自动化供气系统组态主要由浙大中控的VxSCADA组态在工业控制计算机上完成上位机的编写，将采集数据信号上传到上位机进行数据处理与数据分析后发出控制指令，经冗余的光纤通信网络传输给现场控制系统，现场控制系统通过冗余的控制器将接收的指令传输给配气台系统上冗余的供气管路上的电磁阀、电动球阀和电动减压器，从而保证实现远程控制供气、远程控制放气、自动切换、数据状态显示及无人值守等功能。

Description

一种远程控制自动化供气系统
技术领域
本发明涉及一种远程控制自动化供气系统应用于火箭发动机地面试验过程中，为其提供安全、稳定可靠的供气气源，实现供气系统远程自动化控制。
背景技术
目前国内火箭发动机试验现场的供气系统自动化程度不足，大多数供气系统仍以手动操作为主，通过岗位人员操控配气系统的手动截止阀和减压阀来实现气源的通断连接，满足用户供气的需求。随着用户在对这个供气过程中的压力、清洁度的指标要求越来越高，使得供气系统工作灵活性高、持续时间长、工序复杂等特性凸显，如果出现系统故障后依然依赖人工排故的模式，将增大操作人员在工作中的危险性，因此研制一套远程控制自动化供气系统，该系统将大大提高现场操作人员的安全性和工作效率。
发明内容
本发明的目的在于能够在火箭发动机地面试验供气过程中增加操作人员的安全性、减少劳动强度、提高工作效率，故而研制一套远程控制自动化供气系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
这种远程控制自动化供气系统主要包括：远程控制自动化供气系统组态、现场控制系统和配气台系统。其中：远程控制自动化供气系统组态用于工业控制计算机上安装、编写、实现，方便操作人员远程控制；现场控制系统用于通过光纤通信网络连接到上位机，上位机将控制命令传输给控制器，发出相应的控制信号给配气台系统；配气台系统用于通过接收现场控制系统发出的控制信号来传递给供气管路执行相应的功能，从而实现了远程控制供气、远程控制放气、自动切换及无人值守功能。
所述的远程控制自动化供气系统组态实现过程为：以浙大中控的VxSCADA组态为平台，建立供气系统自动工作流程模型，通过冗余的光纤通信网络连接到现场控制系统上，实现远程控制供气、远程控制放气、自动切换及无人值守等功能。
所述的现场控制系统实现过称为：以浙大中控的PLC作为控制设备，光纤通信网络连接到冗余的控制器GCU511，保证系统出现故障时稳定可靠的工作，控制器通过数据总线连接到模拟量输入/输出模块和数字量输入/输出模块，接收上位机发出的指令，实现数据采集和阀门的控制功能。
所述的配气台系统实现过程为：由气源供气管路连接冗余的供气管路上的电磁阀、电动球阀和电动减压器构成，现场控制系统通过数据总线发出相应的指令传输到供气管路上的电磁阀、电动球阀和电动减压器，保证出现故障时可以稳定的工作，从而实现远程控制和自动切换功能。
经由上述方案可知，本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明在应用中保障了操作岗位人员安全，减少了劳动强度，提高了工作效率，实现了供气系统的远程控制供气、远程控制放气、自动切换、数据状态显示及无人值守等功能。
(2)本发明在硬件设计中采用冗余的主控制器、冗余的光纤通信网络及供气管路冗余备份，保证系统在出现故障时能够自动切换稳定工作，在现场供气过程中有强抗干扰能力，实现远距离控制电磁阀、电动球阀和电动减压器。
(3)本发明在组态设计过程中实现多线程任务处理，系统资源调用优化处理，界面操作方便，可视化效果好，与现场控制系统配合完美。
附图说明
图1是本发明一种远程控制自动化供气系统的结构原理框图；
图2是本发明一种远程控制自动化供气系统组态的工作流程框图；
具体实施方式
如图1所示，本发明研制的远程控制自动化供气系统主要由工业控制计算机11、现场控制系统12、配气台系统13、冗余的控制器14、冗余的通信光纤网络15、供气管路系统16、电磁阀17、电动球阀18、电动减压器19组成。其中各部分的具体连接结构和连接关系如下：
工业控制计算机11主要用来编写浙大中控的VxSCADA组态，建立供气系统自动工作流程模型，通过冗余的光纤通信网络连接到现场控制系统上，实现远程控制供气、远程控制放气、自动切换及无人值守等功能。
现场控制系统12主要由浙大中控的PLC作为控制设备，光纤通信网络连接到冗余的控制器GCU511，保证系统出现故障时稳定可靠的工作，控制器通过数据总线连接到模拟量输入/输出模块和数字量输入/输出模块，接收上位机发出的指令，实现数据采集功能和阀门的控制功能。
配气台系统13主要由气源供气管路连接冗余的供气管路上的电磁阀、电动球阀和电动减压器构成，现场控制系统通过数据总线发出相应的指令传输到供气管路上的电磁阀、电动球阀和电动减压器，保证出现故障时可以稳定的工作，从而达到远程控制和自动切换功能。
如图2所示，本发明研制的远程控制自动化供气系统的工作流程框图，首先系统对气源压力状态自检，检查是否符合供气要求，进而判断管路有无泄漏，如有问题进行检修，没有问题进入下一步供气系统工作模式判别，选择自动模式供气和人工设定模式供气，选择人工设定模式供气，进行手动参数设置，组态发出控制指令传输给现场控制系统，现场控制系统根据采集的信号发送指令控制电磁阀、电动球阀和电动减压器来完成供气功能，选择自动供气模式实现无人值守功能，读取供气计划参数，系统组态发出控制指令传输给现场控制系统，同样现场控制系统PLC设备根据采集信号控制电磁阀、电动球阀和电动减压器，来完成供气。

Claims (4)

1.一种远程控制自动化供气系统，其特征在于，远程控制自动化供气系统组态、现场控制系统和配气台系统。其中：远程控制自动化供气系统组态用于工业控制计算机上安装、编写、实现，方便操作人员远程控制；现场控制系统用于通过光纤通信网络连接到上位机，上位机将控制命令传输给控制器，发出相应的控制信号给配气台系统；配气台系统用于通过接收现场控制系统发出的控制信号来传递给供气管路执行相应的功能，从而实现了远程控制供气、远程控制放气、自动切换及无人值守功能。
2.根据权利要求1所述的远程控制自动化供气系统组态，其特征在于所述的远程控制自动化供气系统组态实现过程以浙大中控的VxSCADA组态为平台，建立供气系统自动工作流程模型，通过冗余的光纤通信网络连接到现场控制系统上，实现远程控制供气、远程控制放气及无人值守等功能。
3.根据权利要求1所述的现场控制系统，其特征在于所述的现场控制系统实现过程以浙大中控的PLC作为控制设备，光纤通信网络连接到冗余的控制器GCU511，保证系统出现故障时稳定可靠的工作，控制器通过数据总线连接到模拟量输入/输出模块和数字量输入/输出模块，接收上位机发出的指令，实现数据采集和阀门的控制功能。
4.根据权利要求1所述的配气台系统，其特征在于所述的配气台系统实现过程由气源供气管路连接冗余的供气管路上的电磁阀、电动球阀和电动减压器构成，现场控制系统通过数据总线发出相应的指令传输到供气管路上的电磁阀、电动球阀和电动减压器，保证出现故障时，可以稳定的工作，从而实现远程控制和自动切换功能。
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