单位文秘网 2021-07-05 08:14:04 点击: 次
摘要:根据军用飞机修理厂的要求,针对飞机环境控制系统高温大流量压力调节阀测试过程中,温度高、压力高、流量大的特点,我们设计、制造了以数字计算机、电动控制阀为核心高温空气压力调节阀测试系统。本文介绍该系统的基本组成、工作和技术特点。
关键词:压力调节阀;空气;高温;大流量;测试系统
0 引言
“高温空气压力调节阀综合测试系统”是根据军用飞机环境控制系统压力调节阀专用《技术条件》和《试验大纲》而设计的,以数字计算机为核心的,集状态监测、数据采集处理,手动、自动操作为一体的地面综合测试系统。其主要功能是利用工业控制计算机对压力调节阀进行实时控制、数据采集与处理、工况建立。可自动、手动完成歼敌飞机环境控制系统各种高温压力调节阀(QDK-14、QDK-16、CYT-1)的各种性能的测试和调整。同时,可作为研究分析这些元件在使用过程中故障现象、原因的试验设备,对改变修理、维护手段,提高元件工作可靠性和安全性有着重要的指导意义。
1主要测试项目
电器性能:工作电流,打开、关闭时间;气密性:检查产品一定压力下的密封性;减压特性:入口压力0-2.3Mpa,出口压力应保持0.68Mpa;开关特性:检查电磁活门通、断电响应特性。
2系统组成和工作
整个测试系统包括气压传动与控制回路、空气加温系统、工业控制计算机子系统(包括硬件和软件)。在测控软件的支持下,硬件系统控制气压回路、和空气加温系统工作,实现测试工况的自动建立、转换和数据采集处理。
2.1气压传动与控制回路
不同测试项目下测试工况各不相同。图1 为该系统的气压传动与控制回路的原理图,可满足不同高温压力调节阀,不同测试项目的需要。
该回路的特点是利用大流量电动空气减压阀、电磁阀等气电元件,接收计算机指令,实现对流过被测对象空气的压力、流量等参数闭环控制和状态切换。数据采集系统通过各种传感器(压力、流量、空气温度)实时巡回监测测试系统各种性能参数。
测试时,产品进口压力在1~2.3MPa变化时,通过阀的空气流量为2300kg/h,工作时间不大于10min。由于系统瞬间空气消耗量太大,工作时间不长,我们采用充气、储气、放气分时进行的方法,较好的满足了大流量状态下产品压力特性的测试,大大的降低了系统的功耗。
2.2硬件系统
硬件系统主要由工业控制计算机系统、带变送器的相应各类传感器、通用型多功能A/D和D/A接口板、继电器端子板等组成,如图2所示。
所选通用型多功能A/D、D/A、I/O接口卡型号为IPC5472D,其模/数、数/模转换精度为12位,具有8路模拟量输入、2路模拟量输出、开关量输入输出各8路;继电器端子板型号为CNB5336,具有16路固态继电器。
空气温度、压力、流量及电流传感器均带变送器,可输出4~20mA
1、空气压缩机,2、储气罐,3、安全阀,4、11、14、压力传感器,5、空气加温器,6、电动控制阀, 7、8、17、19气压电磁阀,9、涡轮流量传感器(大流量),10、空气温度传感器,12、被测阀夹具,13、被测阀,15、节流孔板,16、消音器,18、涡轮流量传感器(小流量),20、并联分流阀夹具,21、并联分流阀。
图1 气压传动与控制回路原理图
标准信号,可直接与I/O接口卡模拟量输入通道相连,通过多路模拟开关,巡回进行数据采集。
电动控制阀的工作可由计算机经D/A直接控制,出口压力的大小与控制信号一一对应且正比例增加。空气压缩机、空气加温器的启、停,电磁阀的工作状态切换则经I/O卡的开关量输出通道通过继电器来实现。
图2 计算机硬件系统
2.3空气加温系统
空气加温系统采用集束式电加热炉,炉体采用夹套方式设计(如图3所示)。降低了外壁温度,散热损失小。其特点是:容器由受压外筒和非受压内筒两部分组成,容器的外壳受压而不受温,外壳表面温度低(≯50℃),内胆受温但不承压,有效的降低了热损耗,降低了加热器的功率。内部有效截面积远大于管道的截面积,压力降较小。
控制方面选用高精度智能温度控制仪,采用模糊控制理论和传统PID控制相结合的控制方式,响应快,无超调。内设置非线形校正功能,控制重复性好,具有手动采用模块化结构,输出参数用比例式过零触发模块调节。通过控制可控硅的通断时间占空比来实现无级调功,使系统控制处于最佳状态,出口温度20~460℃可调,调节误差±2~5℃。
3 技术特点
“高温空气压力调节阀综合测试系统”在满足产品《技术条件》和《试验大纲》规定的测试需要的前提下,本着自动化程度高、通用性强、可扩充性强、成本低、使用可靠、维修方便、简单安全、检测结果准确的原则,在技术上具有以下特点:
利用计算机控制具有开度反馈的电动控制阀,实现被测压力阀供气流量的无级调节。同时克服了采用手动调节阀转动困难、效率低等缺点。具有流量控制精确、范围大(0~2300kg/h)、可扩充性强等特点。
以数字计算机为核心,利用计算机工业控制、 传感器等技术,实现测试工况的自动转换和系统压力、流量、温度等参数的控制和调节。具有检测和控制精度高、智能化程度高、人机界面友好、操作维护方便等特点。
利用隔离、远距离传输技术实现测试系统的远距离控制,也就是将气源及管路系统安装于远离主控计算机的隔离舱内,实现系统的降噪。
采用万能夹具,使系统具有强大的可扩充性,通过修改软件实现不同飞机不同类型高温压力调节阀(QDK-14、QDK-16、CYT-1)各种性能的测试和调整。
结论
该测试系统的研制成功,实现了军用飞机高温空气压力调节阀在计算机辅助状态下的自动、综合测试。解决了老式试验设备流量控制调节误差大、噪音污染严重、检测手段落后的状况。对提高军用飞机修理厂的修理能力有着重要意义。
参考文献
[1] 陈汉华,等.《歼十型飞机构造》. 空军第一航空学院. 2004年3月.
[2] 徐明,等.《压缩空气站设计手册》.北京:机械工业出版社,1993.
[3] 贾斯法,等.《气体动力学》.空军第一航空学院,1997年3月.
作者简介:程明学,(1964-)男,硕士研究生,毕业于国防科技大学机械电子工程专业,现从事飞机液压/气动领域的教学和科学研究。
(责任编辑:单位文秘网) )地址:https://www.kgf8887.com/show-203-58454-1.html
上一篇:瓷砖分拣设备设计研究
版权声明:
本站由单位文秘网原创策划制作,欢迎订阅或转载,但请注明出处。违者必究。单位文秘网独家运营 版权所有 未经许可不得转载使用