CN113104232B - 飞机供电系统地面试验状态监控系统和监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞机供电系统监控技术领域，飞机供电系统地面试验状态监控系统，信号调理模块将采集的被测供电系统的工作状态信号进行调理处理；数据采集模块将信号调理模块调理处理后的工作状态信号转换成生测试数据信息；控制模块控制待被测供电系统进行指定的工作；主控计算机下发控制信号给控制模块以控制待被测供电系统进行指定的工作，以及获取数据采集模块生成的测试数据信息并对测试数据信息进行处理、显示和储存。本系统可对飞机供电系统进行地面试验状态的监控，以实现对飞机供电系统状态的监控。本发明还提供飞机供电系统地面试验状态监控方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞机供电系统监控技术领域，飞机供电系统地面试验状态监控系统和监控方法，特别是涉及一种飞机供电系统在地面试验环境下的状态监测与状态控制系统。
背景技术
供电系统是飞机用电器件的电力保障，主要由电源系统与配电系统两部分组成。随着航空事业的发展，对于飞机供电系统安全的监控也变得越来越重要。因此，需要对电源系统及配电系统的关键参数进行更加科学的监测与控制，以确保飞机配电安全。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出的飞机供电系统地面试验状态监控系统，可对飞机供电系统进行地面试验状态的监控，以实现对飞机供电系统状态的监控，为飞机供电系统的效果与安全评估提供依据。本发明还提供飞机供电系统地面试验状态监控方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
在第一个技术方案中，飞机供电系统地面试验状态监控系统，包括主控计算机、数据采集模块、控制模块、信号调理模块和测试供电模块，其中，
信号调理模块，用于将采集的待被测供电系统的工作状态信号进行调理处理；
数据采集模块，与信号调理模块连接，用于将信号调理模块调理处理后的工作状态信号转换成生测试数据信息；
控制模块，连接待被测供电系统，用于控制待被测供电系统进行指定的工作；
主控计算机，与控制模块和数据采集模块分别连接，主控计算机用于下发控制信号给控制模块以控制待被测供电系统进行指定的工作，以及获取数据采集模块生成的测试数据信息并对测试数据信息进行处理、显示和储存；
测试供电模块，与主控计算机、数据采集模块、控制模块和信号调理模块连接并对其供电。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述数据采集模块和控制模块在内置板卡的PXI工控机中，PXI工控机还内置光纤通讯模块，光纤通讯模块、数据采集模块和控制模块负载在板卡上；所述信号调理模块和测试供电模块在测试机柜中，测试机柜内还具有测试接口模块；
所述主控计算机为工业级工控机，主控计算机通过光纤通讯模块实现与PXI工控机中板卡信息交互，以及通过板卡控制数据采集模块进行采集数据和对控制模块下达控制指令，以及将采集到的数据进行处理、显示与存储。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述光纤通讯模块由NI的PXIe远程控制器组成，用于实现主控计算机对PXI机箱内PXI总线资源的数据交互，以实现采集信息高速传递和控制指令的实时传输。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述数据采集模块包括模拟量采集卡、数字量采集卡以及RS-422通讯卡，
模拟量采集板卡采集待被测供电系统关键点数据；
数字量采集卡采集待被测供电系统继电器状态信息；
RS-422通讯卡采集发电机辅助系统状态信息。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述控制模块为数字量输出卡，数字量输出卡将光纤通讯模块传输的主控计算机的控制信号输出至待被测供电系统，实现对待被测供电系统的控制。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述测试接口模块为多个航空插座，通过对应的插座实现待被测供电系统信息的接收，以及对被测供电系统的控制。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述测试供电系统为集成电源，为监控系统各硬件模块供电。
在第一个技术方案中，作为优选的，所述数据采集模块包括高电压采集卡、低电压采集卡和离散量采集卡，其中，
高电压采集卡，用于采集被测供电系统的交流电压信号和汇流条电压信号；
低电压采集卡，用于采集被测供电系统的电流信号和转速信号；
离散量采集卡，用于采集被测供电系统的开关状态。
在第二个技术方案中，飞机供电系统地面试验状态监控方法，使用第一个技术方案中所述的飞机供电系统地面试验状态监控系统，包括如下步骤，
步骤1.系统自检及初始化：系统软硬件自检，自检无异常后通过主控计算机内置软件对软件进行初始化，等待系统试验；
步骤2.系统参数设置：根据具体试验需求和硬件的差异，飞机供电系统地面试验状态监控系统的实验参数进行设置；
步骤3.系统试验：系统试验时，对采集的数据进行解析，并通过调用系统参数设置对解析后的数据进行分配，以可视化界面的形式显示试验信息；
步骤4.数据处理与显示：系统试验过程中，通过可视化界面显示被测供电系统关键点数据和状态信息，同时存储采集的数据；
步骤5.系统状态控制：系统试验过程中，通过可视化界面中设置的控制按钮实现对供电系统的控制；
步骤6.数据存储及回放：系统试验时，系统会将采集到的数据以数据库的形式存储在内存中，方便事后回放和分析；数据回放时，可根据不同的搜索信息进行精确查询。
使用本发明的有益效果是：
本发明提出一种飞机供电系统地面试验状态监控系统，通过运用仪器仪表技术、自动化测试技术，采用PXI总线技术和模块化思想，根据实际测试方法和测试规范，研制出的能够监测供电系统工作状态并对其做出相应控制的稳定可靠、可视化强、开放性高的监控系统。
附图说明
图1为发明飞机供电系统地面试验状态监控系统中模块连接图。
图2为发明飞机供电系统地面试验状态监控系统中PXI工控机模块连接示意图。
图3为发明飞机供电系统地面试验状态监控系统中主控计算机的软件功能示意图。
附图标记包括：
10-主控计算机，20-PXI工控机，21-光纤通讯模块，22-数据采集模块，23-控制模块，30-测试机柜，31-测试接口模块，32-信号调理模块，33-测试供电模块，40-被测供电系统。
具体实施方式
为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。
实施例1
本实施例提出的飞机供电系统地面试验状态监控系统，包括主控计算机10、数据采集模块22、控制模块23、信号调理模块32和测试供电模块33，其中，信号调理模块32，用于将采集的待被测供电系统40的工作状态信号进行调理处理；数据采集模块22，与信号调理模块32连接，用于将信号调理模块32调理处理后的工作状态信号转换成生测试数据信息；控制模块23，连接待被测供电系统40，用于控制待被测供电系统40进行指定的工作；主控计算机10，与控制模块23和数据采集模块22分别连接，主控计算机10用于下发控制信号给控制模块23以控制待被测供电系统40进行指定的工作，以及获取数据采集模块22生成的测试数据信息并对测试数据信息进行处理、显示和储存；测试供电模块33，与主控计算机10、数据采集模块22、控制模块23和信号调理模块32连接并对其供电。
具体的，如图2所示，本实施例中数据采集模块22和控制模块23在内置板卡的PXI工控机20中，PXI工控机20还内置光纤通讯模块21，光纤通讯模块21、数据采集模块22和控制模块23负载在板卡上；信号调理模块32和测试供电模块33在测试机柜30中，测试机柜30内还具有测试接口模块31；主控计算机10为工业级工控机，主控计算机10通过光纤通讯模块21实现与PXI工控机20中板卡信息交互，以及通过板卡控制数据采集模块22进行采集数据和对控制模块23下达控制指令，以及将采集到的数据进行处理、显示与存储。
光纤通讯模块21由NI的PXIe远程控制器组成，用于实现主控计算机10对PXI机箱内PXI总线资源的数据交互，以实现采集信息高速传递和控制指令的实时传输。
数据采集模块22包括模拟量采集卡、数字量采集卡以及RS-422通讯卡，模拟量采集板卡采集待被测供电系统40关键点数据；数字量采集卡采集待被测供电系统40继电器状态信息；RS-422通讯卡采集发电机辅助系统状态信息。模拟量采集板卡采集供电系统关键点数据；数字量采集卡采集供电系统继电器状态信息；RS-422通讯卡采集发电机辅助系统状态信息，采集的数据通过光纤通讯模块21传输到主控计算机10中进行处理与显示。
控制模块23为数字量输出卡，数字量输出卡将光纤通讯模块21传输的主控计算机10的控制信号输出至待被测供电系统40，实现对待被测供电系统40的控制。
信号调理模块32由多个信号调理电路组成，通过对应的调理电路，将供电系统发送的信号转换为采集模块可采集的电信号，实现将被测对象与采集模块光电隔离的同时确保采集精度。
测试接口模块31为多个航空插座，通过对应的插座实现待被测供电系统40信息的接收，以及对被测供电系统40的控制。测试供电系统为集成电源，为监控系统各硬件模块供电。
如图2所示，数据采集模块22包括高电压采集卡、低电压采集卡和离散量采集卡，其中，
高电压采集卡，用于采集被测供电系统40的交流电压信号和汇流条电压信号；低电压采集卡，用于采集被测供电系统40的电流信号和转速信号；离散量采集卡，用于采集被测供电系统40的开关状态。
实施例2
本实施例提出的飞机供电系统地面试验状态监控方法，使用如实施例1中提出的飞机供电系统地面试验状态监控系统，包括如下步骤，
步骤1.系统自检及初始化：系统软硬件自检，自检无异常后通过主控计算机10内置软件对软件进行初始化，等待系统试验；
步骤2.系统参数设置：根据具体试验需求和硬件的差异，飞机供电系统地面试验状态监控系统的实验参数进行设置；
步骤3.系统试验：系统试验时，对采集的数据进行解析，并通过调用系统参数设置对解析后的数据进行分配，以可视化界面的形式显示试验信息；
步骤4.数据处理与显示：系统试验过程中，通过可视化界面显示被测供电系统40关键点数据和状态信息，同时存储采集的数据；
步骤5.系统状态控制：系统试验过程中，通过可视化界面中设置的控制按钮实现对供电系统的控制；
步骤6.数据存储及回放：系统试验时，系统会将采集到的数据以数据库的形式存储在内存中，方便事后回放和分析；数据回放时，可根据不同的搜索信息进行精确查询。
如图3所示，在主控计算机中进行用户登录，用户登录后主控计算机10系统软硬件自检，主控计算机10内置软件对软件进行初始化，等待系统试验，根据具体试验需求和硬件的差异，飞机供电系统地面试验状态监控系统的实验参数进行设置，主控计算机10通过光纤通讯模块21向数据采集模块22和控制模块23下发控制信号，数据采集模块22启动采集工作，控制模块23根据控制信号控制被测供电系统40的工作状态，实现状态控制输出，被测供电系统40开始进入工作状态。被测供电系统40的工作状态通过信号调理模块32进行调理处理，信号调理模块32由多个信号调理电路组成，通过对应的调理电路，将供电系统发送的信号转换为采集模块可采集的电信号，实现将被测对象与采集模块光电隔离的同时确保采集精度。采集的信号经经调理后由数据采集模块22转换生成数据信息经光纤通讯模块21传至主控计算机10进行最终的处理与显示，主控计算机10最终可以显示的内容包括但不限于供电系统状态及拓扑显示、交流发电机系统状态显示和状态回放，最终完成飞机供电系统的测试。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。
Claims (5)
1.飞机供电系统地面试验状态监控系统，其特征在于：包括主控计算机、数据采集模块、控制模块、信号调理模块和测试供电模块，其中，
信号调理模块，用于将采集的被测供电系统的工作状态信号进行调理处理；
数据采集模块，与信号调理模块连接，用于将信号调理模块调理处理后的工作状态信号转换生成测试数据信息；
控制模块，连接被测供电系统，用于控制被测供电系统进行指定的工作；
主控计算机，与控制模块和数据采集模块分别连接，主控计算机用于下发控制信号给控制模块以控制被测供电系统进行指定的工作，以及获取数据采集模块生成的测试数据信息并对测试数据信息进行处理、显示和储存；
测试供电模块，与主控计算机、数据采集模块、控制模块和信号调理模块连接并对其供电；
所述数据采集模块和控制模块在内置板卡的PXI工控机中，PXI工控机还内置光纤通讯模块，光纤通讯模块、数据采集模块和控制模块负载在板卡上；所述信号调理模块和测试供电模块在测试机柜中，测试机柜内还具有测试接口模块；
所述主控计算机为工业级工控机，主控计算机通过光纤通讯模块实现与PXI工控机中板卡信息交互，以及通过板卡控制数据采集模块进行采集数据和对控制模块下达控制指令，以及将采集到的数据进行处理、显示与存储；
所述数据采集模块包括模拟量采集卡、数字量采集卡以及RS-422通讯卡，
模拟量采集板卡采集被测供电系统关键点数据；
数字量采集卡采集被测供电系统继电器状态信息；
RS-422通讯卡采集发电机辅助系统状态信息；
所述数据采集模块包括高电压采集卡、低电压采集卡和离散量采集卡，其中，
高电压采集卡，用于采集被测供电系统的交流电压信号和汇流条电压信号；
低电压采集卡，用于采集被测供电系统的电流信号和转速信号；
离散量采集卡，用于采集被测供电系统的开关状态。
2.根据权利要求1所述的飞机供电系统地面试验状态监控系统，其特征在于：所述光纤通讯模块由NI的PXIe远程控制器组成，用于实现主控计算机对PXI机箱内PXI总线资源的数据交互，以实现采集信息高速传递和控制指令的实时传输。
3.根据权利要求1所述的飞机供电系统地面试验状态监控系统，其特征在于：所述控制模块为数字量输出卡，数字量输出卡将光纤通讯模块传输的主控计算机的控制信号输出至被测供电系统，实现对被测供电系统的控制。
4.根据权利要求1所述的飞机供电系统地面试验状态监控系统，其特征在于：所述测试接口模块为多个航空插座，通过对应的插座实现被测供电系统信息的接收，以及对被测供电系统的控制。
5.飞机供电系统地面试验状态监控方法，使用如权利要求1-4任一项所述的飞机供电系统地面试验状态监控系统，其特征在于：包括如下步骤，
步骤1.系统自检及初始化：系统软硬件自检，自检无异常后通过主控计算机内置软件对软件进行初始化，等待系统试验；
步骤2.系统参数设置：根据具体试验需求和硬件的差异，对飞机供电系统地面试验状态监控系统的实验参数进行设置；
步骤3.系统试验：系统试验时，对采集的数据进行解析，并通过调用系统参数设置对解析后的数据进行分配，以可视化界面的形式显示试验信息；
步骤4.数据处理与显示：系统试验过程中，通过可视化界面显示被测供电系统关键点数据和状态信息，同时存储采集的数据；
步骤5.系统状态控制：系统试验过程中，通过可视化界面中设置的控制按钮实现对供电系统的控制；
步骤6.数据存储及回放：系统试验时，系统会将采集到的数据以数据库的形式存储在内存中，方便事后回放和分析；数据回放时，可根据不同的搜索信息进行精确查询。
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