调试总结报告.doc

PAGE PAGE 1 TPS专用控制系统调试总结报告 （共9 页） 编写 年 月 日 校对 年 月 日 审核 年 月 日 批准 年 月 日 哈尔滨工程大学科技园发展有限公司 引言 在喷气发动机的动力模拟风洞实验中，发动机动力模拟器是一个重要的实验设备，国外目前大多数使用涡轮动力模拟器（Turbine powered simulator简称TPS）进行飞机模型的带动力实验。进行1079A型TPS是用压缩空气驱动两级涡轮带动同轴的两极风扇，压缩空气和风扇由自由流吸进的空气分别流过TPS的内、外涵道，在由尾喷管排出。1079A型TPS全部采用防腐材料，并配有轴承热点偶和磁性速度传感器。1079A型TPS典型的工作点是外涵出口落压比为1.65，转速为70500r/min，外涵气流流量为0.92kg/s，对应的涡轮驱动空气要求是：入口压力为2.3Mpa，在60(15C)时流量为0.54kg/s。在TPS专用测控系统完成之后，进行了调试。本报告对该系统在TPS实验中的调试作具体的分析总结。 TPS供气系统 由于TPS的高速旋转需要以高压气体作为动力，因此在进行测控系统调试之前，有必要介绍FL-8风洞的高压供气系统。 TPS供气系统主要由以下几部分组成： a. 压缩空气：TPS的压缩空气气源由FL-8风洞的11个气瓶提供，供气压力可以达到6.4Mpa。 b. 稳压罐阀门和闸阀：都是管路上的截止阀，在实验时可以根据所需流量的大小对阀门作适当的开关调整。 c. 电动调压阀：可以自动调节TPS压缩空气压力的大小，使压力符合实验的要求。 过滤器：TPS涡轮工作转速很高，一般可以达到40000~50000转/分，因此要求驱动气体一定要干净，限定最大颗粒尺寸，以免损坏涡轮，因此必须有专用过滤器。 加热器：在TPS实验中，都采用冷的压缩空气源作为驱动压力，当高压空气在TPS涡轮处膨胀时，温度降低，可能在短舱部分和涡轮叶片处形成结冰，改变TPS构件的几何尺寸和形状，给出不正确的实验结果，也可能阻塞测压孔通路。为避免上述现象的发生，除对压缩空气的含水量进行控制外，还应对冷的压缩空气进行加热。 数字调压阀：精确调节TPS进气流量，提供稳定的工作压力。 下图是TPS供气系统的流程图：（箭头所指为气体流动方向） 电动调压阀闸阀稳压罐阀门 电动调压阀 闸阀 稳压罐阀门 压缩空气 压缩空气 流量计安全阀过滤器加热器 流量计 安全阀 过滤器 加热器 TPS数字调压阀 TPS 数字调压阀 TPS实验时整个测控系统的组成情况 TPS实验时测控系统由三部分组成： a. 压力控制节点； b. 加热器温度控制节点； TPS专用控制系统（哈尔滨工程大学科技园制作）。 TPS专用测控系统在完成后可以同FL-8号风洞的压力控制、加热器控制协调一致共同完成TPS实验任务，实验时以上三个部分并行工作，相互之间可以通过网络进行通信。 下面是在做TPS实验时系统的各个组成部分及框图： a a 交流伺服电机PCI-8164 交流伺服电机 PCI-8164 网关 PCI NI-6024E温度、压力 NI-6024E 温度、压力 强电控制、限位数字I/O 强电控制、限位 数字I/O b b I/U 变换入口、出口温度单片 I/U 变换 入口、出口温度 单 片 机 ADC 0832 数码显示MAX7219 数码显示 MAX7219 加热器控制柜继电器驱动器 加热器控制柜 继电器 驱动器 c c 数字阀油泵 数字阀 油泵 继电器组PCI-6503 继电器组 PCI-6503 PCI 入口、出口温度PCI-4351 入口、出口温度 PCI-4351 转速速度/频率变换PCI-6602 转速 速度/频率变换 PCI-6602 该系统以高速实时局域网作为中枢，由计算机、单片机组成分布式计算机控制系统，具有模块化、开放式的结构。从上面的系统结构图中可以了解到整个控制系统的各个组成部分。 压力控制节点：压力控制节点是TPS实验系统中比较重要的一个节点，是保证TPS正常运转的前提条件。该节点采用工控机作为主控机，通过NI公司的6024E数据采集板对温度、压力、位移等信号进行采集。该板卡同时具有数字量输入输出功能，可以控制闸阀等一些截止阀。对调压阀的控制采用的是凌华PCI-8164四轴电机驱动卡，采用位控的方式对松下伺服电机进行控制。该节点在实时调节压力的同时，将温度、压力、位移等参数通过高速局域网传送到主控机，同时接受主控机发送的命令。 (2) 加热器控制节点：采用以89C2051单片机，该单片机具有2K字