CN221039853U - 摇摆台控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测试设备技术领域，提供一种摇摆台控制系统，包括：遥操控制台、综合显控台、伺服控制柜和油源控制柜；综合显控台被配置为接收第一数据采集模块以及视频监控模块发送的数据，并发送至遥操控制台；遥操控制台被配置为接收综合显控台发送的运行状态参数和试验区视频信号，并将生成的控制指令下发给综合显控台；伺服控制柜被配置为接收综合显控台发送的控制指令，以及通过接收第二数据采集模块发送的数据，对摇摆台的液压组件进行控制，从而实现摇摆台的运动姿态控制；油源控制柜被配置为控制油源系统的启动和停止。本实用新型的摇摆台控制系统能够对测试设备进行实时监测和控制，以确保其结构完整性，从而避免设备故障和经济损失。

Description

摇摆台控制系统

技术领域

本实用新型涉及测试设备技术领域，尤其涉及一种摇摆台控制系统。

背景技术

近年来，随着我国航空航天、汽车、舰船等先进制造业的迅猛发展，以及国防事业的需要，迫切地需要一些环境模拟设备来检验装备在实际工作环境中的性能，以提高产品的可靠性，缩短产品研发周期，降低研发成本，因此摇摆台受到了越来越多技术人员的青睐。

摇摆台一般都是多维度的，任何一个维度的作用力变化都有可能导致摇摆台及摇摆台上的测试设备产生结构性破坏，由于摇摆台上的设备一般都精密贵重的设备，对其结构完整性和安全性的实时监测，可以有效预防由于结构损伤造成的设备故障和经济损失。

实用新型内容

本实用新型提供一种摇摆台控制系统，用以解决现有技术中难以对摇摆台的结构完整性和安全性实时监测的问题，旨在对测试设备进行实时监测和控制，以确保其结构完整性，从而避免设备故障和经济损失。

本实用新型提供一种摇摆台控制系统，包括：遥操控制台、综合显控台、伺服控制柜以及油源控制柜；

所述综合显控台被配置为接收第一数据采集模块以及视频监控模块发送的数据，并发送至所述遥操控制台；

所述遥操控制台被配置为接收所述综合显控台发送的运行状态参数和试验区视频信号，并将生成的控制指令下发给所述综合显控台；

所述伺服控制柜被配置为接收所述综合显控台发送的控制指令，以及通过接收第二数据采集模块发送的数据，对摇摆台的液压组件进行控制，从而实现摇摆台的运动姿态控制；

所述油源控制柜被配置为控制油源系统的启动和停止。

根据本实用新型提供的一种摇摆台控制系统，所述第一数据采集模块包括振动采集仪、应力应变测量仪和摇摆台运动姿态测量仪中的至少一种。

根据本实用新型提供的一种摇摆台控制系统，所述第二数据采集模块包括行程开关、陀螺仪以及压力传感器中的至少一种。

根据本实用新型提供的一种摇摆台控制系统，所述综合显控台内设有时钟同步服务器，所述遥操控制台设有时钟同步板卡，所述时钟同步服务器和所述时钟同步板卡形成时钟同步系统。

根据本实用新型提供的一种摇摆台控制系统，所述摇摆台控制系统还包括声光报警模块，所述声光报警模块与所述视频监控模块电性连接。

根据本实用新型提供的一种摇摆台控制系统，所述遥操控制台和所述综合显控台之间的距离大于等于2km。

根据本实用新型提供的一种摇摆台控制系统，所述摇摆台控制系统还包括配电柜，所述综合显控台、所述伺服控制柜以及所述油源控制柜均与所述配电柜电性连接。

根据本实用新型提供的一种摇摆台控制系统，所述摇摆台控制系统还包括远程配电设备，所述远程配电设备与所述遥操控制台电性连接。

根据本实用新型提供的一种摇摆台控制系统，所述遥操控制台包括人机交互模块，所述人机交互模块被配置为输入摇摆台控制参数。

根据本实用新型提供的一种摇摆台控制系统，所述液压组件包括伺服阀、主动缸以及辅助缸中的至少一种。

本实用新型提供的一种摇摆台控制系统，综合显控台被配置为接收第一数据采集模块以及视频监控模块发送的数据，并发送至遥操控制台，遥操控制台被配置为接收综合显控台发送的运行状态参数和试验区视频信号，并将生成的控制指令下发给综合显控台，伺服控制柜被配置为接收综合显控台发送的控制指令，以及通过接收第二数据采集模块发送的数据，对摇摆台的液压组件进行控制，从而实现摇摆台的运动姿态控制，油源控制柜被配置为控制油源系统的启动和停止，能够在对测试设备进行实时监测和控制，以确保其结构完整性，从而避免设备故障和经济损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的摇摆台控制系统的结构框图。

附图标记：

1、遥操控制台；2、伺服控制柜；3、综合显控台；4、油源控制柜；5、配电柜；6、远程配电设备；7、伺服系统；8、数据采集系统；9、时钟同步系统；10、视频监控模块；11、油源系统。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上层”、“靠近”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例的摇摆台控制系统，包括：遥操控制台1、综合显控台3、伺服控制柜2以及油源控制柜4。

综合显控台3被配置为接收第一数据采集模块以及视频监控模块10发送的数据，并发送至遥操控制台1。其中，数据采集系统8包括第一数据采集模块，第一数据采集模块包括振动采集仪、应力应变测量仪和摇摆台运动姿态测量仪中的至少一种。

遥操控制台1被配置为接收综合显控台3发送的运行状态参数和试验区视频信号，并将生成的控制指令下发给综合显控台3。

伺服控制柜2被配置为接收综合显控台3发送的控制指令，以及通过接收第二数据采集模块发送的数据，对摇摆台的液压组件进行控制，从而实现摇摆台的运动姿态控制。

其中，伺服系统7包括第二数据采集模块和液压组件，第二数据采集模块包括行程开关、陀螺仪以及压力传感器中的至少一种，液压组件包括伺服阀、主动缸以及辅助缸中的至少一种。

其中，通过液压组件可以实现摇摆台绕X轴方向的转动，绕Y轴方向的转动以及沿Z轴方向的移动。

另外，油源控制柜4被配置为控制油源系统11的启动和停止。油源系统11作为液压组件所需的液压油的来源。

在本实用新型实施例中，综合显控台3被配置为接收第一数据采集模块以及视频监控模块发送的数据，并发送至遥操控制台1，遥操控制台1被配置为接收综合显控台3发送的运行状态参数和试验区视频信号，并将生成的控制指令下发给综合显控台3，伺服控制柜2被配置为接收综合显控台3发送的控制指令，以及通过接收第二数据采集模块发送的数据，对摇摆台的液压组件进行控制，从而实现摇摆台的运动姿态控制，油源控制柜4被配置为控制油源系统11的启动和停止，能够在对测试设备进行实时监测和控制，以确保其结构完整性，从而避免设备故障和经济损失。

也就是说，摇摆台控制系统主要由遥操控制台1、综合显示控制台、伺服控制柜2、油源控制柜4、配电系统等五大部分构成。

其中，配电系统包括配电柜5和远程配电设备6，综合显控台、伺服控制柜以及油源控制柜均与配电柜电性连接。远程配电设备6与遥操控制台电性连接。

遥操控制台1包括工控机、交换机、数据采集卡、时钟同步板卡、显示器、报警指示装置、操作按钮等。经交换机的光口与综合显控台3的主干网交换机相连。其功能如下：

a)遥操控制台1通过以太网接收综合显控台3发送的各种运行状态参数，以及试验区视频信号，进行存储和实时显示，同时将控制指令下达给综合显控台3。

b)人机交互界面能够远程修改摇摆台控制参数，并实时监视摇摆台的运行姿态、液压状态、应力应变等全部状态信息及实验区的视频信号，对数据进行存储和分析，同时对危险状态进行报警。

c)可查看设备历史运行状态和累计使用时间等运行记录。

d)三维视景显示摇摆台运动姿态。

e)安全保护停机指令的下达。

综合显控台3包括工控机、交换机、数据采集卡、时钟同步服务器、时钟同步板卡，报警指示装置、操作按钮、视频监控模块10等。综合显控台3内设时钟同步服务器，与其它设备内的时钟同步板卡共同组成时钟同步系统9，单独组网。

综合显控台3同时接收振动采集仪、应力应变测量装置和摇摆台运动姿态测量装置等设备发送的数据。振动采集仪和应力应变测量装置通过自带的以太网口和综合显控台3的主干网交互机相连；摇摆台运动姿态测量装置自带CAN总线接口，通过CAN转以太网模块和综合显控台3的主干网交互机相连。采集的数据用于状态监测及故障报警，实时监测摇摆台的工作状态。

其中，视频监控模块10包括24个(可扩展)360°网络摄像头，高清录像机以及监控硬盘，用于实景显示摇摆台的运行状态。

另外，伺服控制柜2包括可编程控制器、触摸屏、输入输出接口模块、网络模块和时钟模块，具备就地和远程遥操工况。远程工况下通过以太网接收综合显控台3的控制指令，通过采集行程开关和压力传感器等信号，并采用内置的计算模块，对摇摆台伺服阀、主动缸、辅助缸等液压部件进行控制，从而实现运动姿态控制。

在实际应用中，油源控制柜4包括可编程控制器、触摸屏、输入输出接口模块、时钟模块和网络通讯模块，具备就地和远程遥操工况，主要具备油源系统11的启、停控制，状态监控、故障报警和远程通讯功能。

以下对摇摆台控制系统的网络配置进行说明。

因综合显控台3遥操控制台1有约两公里的距离，该段必须通过光纤传输。各控制室内分别配置具有一定数量光纤接口的交换机，其中遥操控制室配备一台交换机，综合控制室配备两台交换机，控制室内所有工控机主机选用支持同IP的冗余网卡。伺服控制柜2和油源控制柜4的PLC配置EN2TR双网口模块，该网卡模块有两个网口，可根据网络实际状态，实时切换网络链路。在伺服控制柜2内设有CAN转以太网模块，与摇摆台运动姿态测量装置CAN输出口连接，将运动姿态数据传输至伺服控制柜2。

遥操控制台1设备较为简单，共计两台工控机和一台交换机，用交换机的电口和工控机的双网口组成环网。利用单模多芯光纤的特点，在相呼应的光纤两端分别制作两个光纤接头，同时充分利用交换机上的光口，用不同光口链接综合显控室内的两台主干网交换机。

在综合显控台3内，所需联网的设备种类较多，包含PLC、智能仪表等，为保证网络链接可靠，在综合显控室内搭建双星形网络结构。每个设备的两个网口分别接入两台主干网交换机，构建双星冗余网络。根据网络实际状态，实时切换网络链路。虽然网络结构较为复杂，但从物理特性上解决了网络链路的冗余问题，比软件冗余更可靠。

远程遥操控制台1包括两台工控机以及四台显示器。一台工控机作为备份数据库，每天从主数据库更新一次数据。一台工控机用于接收综合显控台3的各种运行状态信息，试验区视频信号，同时可给综合显控台3发送控制指令。两台工控机配置与综合显控台3一样，第一，这样可以减少开发过程中工作量；第二，可做系统镜像，互为备份。除了数据库、操作部位切换功能外，软件开发环境也与综合显控台3相同。

综合显控台3包括两台工控机、四台显示器和视频监控模块10。一台工控机作为主数据库，一台用于下发指令和监控试验过程。数据库系统采用SQL Server平台搭建。监控画面也采用C#开发，以保证实时性。监控程序通过Socket方式与PLC通信，通过ADO的方式访问数据库。工控机均配置RAID 1双硬盘和冗余网卡。RAID 1网卡可实现双硬盘同时读写，冗余网卡是双网卡，同一个IP，从物理特性上解决冗余问题。

伺服控制柜2和油源控制柜4选用AB公司的1756系列的PLC作为本系统的可编程控制器。该控制器支持Matlab算法的模块下载功能。配置1756EN2TR和1756EN2T模块，支持PtP对时协议，支持TCP/IP以太网通讯。接收综合显控台3的控制指令，通过压力传感器识别摇摆台状态信息，更改当前工况参数，实现对摇摆台伺服阀、主动缸、辅助缸等液压部件的控制，实现按规定轨迹运动。

台体上安装有摇摆台运动姿态测量装置、应变片、振动检测元件，用于设备的运动姿态检测。摇摆台运动姿态测量装置通过CAN以太网转换模块连接到伺服控制柜2；应力应变测量仪和振动检测仪自带以太网接口，直接连接到综合显控台3的主干网交换机。

摆台控制系统的使用环境适应性要求具体为：

a)工作温度:0℃～30℃；

b)存储温度:-20℃～50℃；

c)相对湿度:≤95％(25℃)。

摆台控制系统的可靠性要求具体为：

在正常测试条件下使用，不得出现按键失效、误动作、软件卡死、测量数据误差超过规定值等故障状态。平均故障间隔时间MTBF≥12h。

摆台控制系统的安全性功能具体为：

a)关键传感器数据、重要信号采用双冗余设计，并能实时监测、及时上报；

b)设置极限限位传感器，设计保护控制，确保设备自身安全；

c)控制系统设置硬件看门狗，防止系统软件跑飞；

d)系统提供安全急停功能。一旦发生应急事故，操作人员能够在第一时间，触发相应的操作按钮或开关，执行特定的安全操作流程，确保试验台架，设备和人员安全；

e)控制系统应具有声光报警装置，在监测到试验设备运行异常时进行报警提示；出现重大异常故障时，本地控制柜和综合显控台3同时启动紧急保护指令对液压系统进行卸荷；

f)在进行摇摆运动控制前应进行1分钟的声光报警提示；

g)提供安全锁定开关钥匙，在安全锁定状态，禁止一切运动控制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种摇摆台控制系统，其特征在于，包括：遥操控制台、综合显控台、伺服控制柜以及油源控制柜；

所述综合显控台被配置为接收第一数据采集模块以及视频监控模块发送的数据，并发送至所述遥操控制台；

所述遥操控制台被配置为接收所述综合显控台发送的运行状态参数和试验区视频信号，并将生成的控制指令下发给所述综合显控台；

所述伺服控制柜被配置为接收所述综合显控台发送的控制指令，以及通过接收第二数据采集模块发送的数据，对摇摆台的液压组件进行控制，从而实现摇摆台的运动姿态控制；

所述油源控制柜被配置为控制油源系统的启动和停止。

2.根据权利要求1所述的摇摆台控制系统，其特征在于，所述第一数据采集模块包括振动采集仪、应力应变测量仪和摇摆台运动姿态测量仪中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的摇摆台控制系统，其特征在于，所述第二数据采集模块包括行程开关、陀螺仪以及压力传感器中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的摇摆台控制系统，其特征在于，所述综合显控台内设有时钟同步服务器，所述遥操控制台设有时钟同步板卡，所述时钟同步服务器和所述时钟同步板卡形成时钟同步系统。

5.根据权利要求1所述的摇摆台控制系统，其特征在于，所述摇摆台控制系统还包括声光报警模块，所述声光报警模块与所述视频监控模块电性连接。

6.根据权利要求1所述的摇摆台控制系统，其特征在于，所述遥操控制台和所述综合显控台之间的距离大于等于2km。

7.根据权利要求1所述的摇摆台控制系统，其特征在于，所述摇摆台控制系统还包括配电柜，所述综合显控台、所述伺服控制柜以及所述油源控制柜均与所述配电柜电性连接。

8.根据权利要求1所述的摇摆台控制系统，其特征在于，所述摇摆台控制系统还包括远程配电设备，所述远程配电设备与所述遥操控制台电性连接。

9.根据权利要求1所述的摇摆台控制系统，其特征在于，所述遥操控制台包括人机交互模块，所述人机交互模块被配置为输入摇摆台控制参数。

10.根据权利要求1所述的摇摆台控制系统，其特征在于，所述液压组件包括伺服阀、主动缸以及辅助缸中的至少一种。