摘 要：討論了某型燃起渦輪起動(dòng)機(jī)試車臺(tái)測試系統(tǒng)的開發(fā);系統(tǒng)硬件以PC-7483板為核心;軟件采用WINDOWS環(huán)境下的CVI語言編制而成;對渦輪起動(dòng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)完成測試、數(shù)據(jù)處理、并動(dòng)態(tài)顯示地面試車數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞：燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī);試車臺(tái);CVI;PC-7483;研制 0 引言 　　燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)試車臺(tái)是一種新型的全自動(dòng)檢測設(shè)備試驗(yàn)臺(tái)，在地面試車時(shí)可實(shí)時(shí)監(jiān)控渦輪起動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，顯示處理結(jié)果、渦輪起動(dòng)機(jī)試車參數(shù)以及故障的診斷結(jié)果，有效提高了檢測設(shè)備的自動(dòng)化水平和檢測精度。 1 試車臺(tái)測試系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路 　　小型渦輪起動(dòng)機(jī)由電機(jī)帶動(dòng)工作，通過計(jì)算機(jī)控制的燃油系統(tǒng)，按控制程序或操作人員指令向發(fā)動(dòng)機(jī)輸送燃油，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。測試系統(tǒng)將傳感器傳輸?shù)男盘枺?jīng)計(jì)算機(jī)處理后由表盤顯示發(fā)動(dòng)機(jī)主要工作參數(shù)、工作狀態(tài)等，并給出需要的發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線。安全監(jiān)控系統(tǒng)感受參數(shù)變化情況，及時(shí)給出故障信息，保證工作安全。 　　燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)的組成如圖1所示。試車臺(tái)主要有燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)、電渦流測功機(jī)、JZⅡ型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速 [align=center] 圖1 試車臺(tái)組成[/align] 　　傳感器、試車臺(tái)架、燃油及滑油箱、信號采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)安裝在試車臺(tái)架上，試車臺(tái)架上設(shè)有燃油、滑油、控制和測試等接口，燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)經(jīng)接口與燃油、滑油、控制和測試等系統(tǒng)連接;由計(jì)算機(jī)控制的燃油供油系統(tǒng)，按控制程序或操作人員指令控制燃油供油量以控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，并且在起動(dòng)過程控制起動(dòng)供油量;滑油系統(tǒng)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供溫度合適的、清潔的、循環(huán)使用的滑油;控制裝置控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，以滿足工作需要;測試系統(tǒng)將傳感器傳輸?shù)男盘?，?jīng)信號采集電路至計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理由顯示裝置指示發(fā)動(dòng)機(jī)主要工作參數(shù)、工作狀態(tài)等;安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排氣溫度、振動(dòng)值等參數(shù)變化情況，達(dá)到安全限制值時(shí)告警、并自動(dòng)降低工作狀態(tài)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成轉(zhuǎn)速控制、數(shù)據(jù)采集與換算、特性繪制、指示與數(shù)據(jù)歸檔。 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 　　系統(tǒng)硬件以PC-7483板為核心，PC-7483板是為工業(yè)PC機(jī)或PC兼容機(jī)設(shè)計(jì)的一種多功能綜合接口板。板上有12位16路A/D輸入、4路8位獨(dú)立D/A輸出、24路開關(guān)量輸入/輸出、3路脈沖計(jì)數(shù)/定時(shí)中斷等多項(xiàng)功能。其工作原理如圖2所示。 [align=center] 圖2 PC-7483邏輯方框圖[/align] 　　工作中，相應(yīng)電路將從渦輪起動(dòng)機(jī)及附件上采集到的燃油壓力及溫度、滑油壓力及溫度、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速經(jīng)傳感器調(diào)理為0-10V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號讀入A/D后由工控計(jì)算機(jī)處理;從發(fā)動(dòng)機(jī)上提取的燃?xì)鉁u輪和自由渦輪轉(zhuǎn)速信號為三相正弦信號，取任意兩相調(diào)理為方波計(jì)數(shù)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)電壓幅值為0.2-10V，直接作為計(jì)數(shù)器的閘門信號采用周期測量法來計(jì)算轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速由計(jì)數(shù)器板讀取并交由工控計(jì)算機(jī)計(jì)算;電源及試車臺(tái)相關(guān)附件泵開關(guān)量信號由光電隔離后讀入高速數(shù)字I/O板由計(jì)算機(jī)輔助判斷各個(gè)泵的狀態(tài)和可能存在的故障;通過轉(zhuǎn)速和電門位置由程序后臺(tái)計(jì)算加速性、轉(zhuǎn)子慣性、起動(dòng)時(shí)間等技術(shù)參數(shù);起動(dòng)機(jī)出現(xiàn)排氣超溫等故障時(shí)發(fā)出警報(bào)，保證安全。 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 　　為了實(shí)現(xiàn)對燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)狀態(tài)的模糊監(jiān)控，系統(tǒng)軟件選用穩(wěn)定性好、控制能力強(qiáng)、執(zhí)行速度快的CVI語言。軟件提供的全圖形友好界面易懂易操作。程序運(yùn)行時(shí)，對試車過程進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，自動(dòng)分析試車狀態(tài)，處理、記錄試車數(shù)據(jù)。程序采用模塊化設(shè)計(jì)，主循環(huán)包括系統(tǒng)起動(dòng)模塊、系統(tǒng)工作狀態(tài)測試顯示模塊、系統(tǒng)工作狀態(tài)控制模塊、試車曲線參數(shù)查看模塊等，各模塊的作用及操作特性清晰。 　　3.1 起動(dòng)模塊 　　如圖3所示，是試車臺(tái)主操作顯示界面。在WINDOWS環(huán)境下打開試車臺(tái)系統(tǒng)后，操作人員可以利用控制面板上的按鍵進(jìn)行操作。按下“總電源”使設(shè)備通電，然后依次分別按“+27V”“+12V”“+5V”鍵進(jìn)行檢查。隨后進(jìn)行油啟封和冷開車，最后按下起動(dòng)按鈕進(jìn)行磨合試車。 　　在主程序界面，選擇“退出”按鈕，可退出軟件運(yùn)行環(huán)境，之后關(guān)閉電源。 [align=center] 圖3主操作顯示界面[/align] 　　3.2 工作參數(shù)顯示模塊 　　如圖4所示，在工作狀態(tài)顯示模塊中，程序?qū)崟r(shí)監(jiān)控渦輪起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、滑油和煤油壓力、排氣溫度以及振動(dòng)值等參數(shù)，在顯示屏上以表盤形式顯示出來。此外，還可指示轉(zhuǎn)速、油壓等參數(shù)的擺動(dòng)情況，便于發(fā)現(xiàn)懸掛、喘振等故障征候，而且可指示試車人員在一些敏感狀態(tài)的停留時(shí)間，判斷試車操作是否規(guī)范。 [align=center] 圖4 試車臺(tái)工作參數(shù)顯示界面[/align] 　　3.3系統(tǒng)工作狀態(tài)控制模塊 　　系統(tǒng)工作狀態(tài)控制界面如圖5所示。計(jì)算機(jī)還對所測參數(shù)進(jìn)行分析處理，智能分析渦輪起動(dòng)機(jī)所處的工作狀態(tài)、判斷起動(dòng)機(jī)相應(yīng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)速、油壓、排氣溫度等參數(shù)是否符合規(guī)定;操作人員根據(jù)系統(tǒng)工作界面的警告信號對控制界面進(jìn)行操作。當(dāng)系統(tǒng)壓力超出正常范圍時(shí)，系統(tǒng)警告燈閃亮，操作人員針對相應(yīng)油泵按鈕采取措施。 [align=center] 圖5 系統(tǒng)工作狀態(tài)控制界面[/align] 　　3.4 試車曲線參數(shù)查看模塊 　　試車結(jié)束之后，操作人員需要分析所得的試車數(shù)據(jù)。試車參數(shù)查看模塊就可以再現(xiàn)渦輪起動(dòng)機(jī)試車過程，將渦輪起動(dòng)機(jī)的各種參數(shù)顯示出來，使得操作人員可以直觀的根據(jù)試車參數(shù)，分析的渦輪起動(dòng)機(jī)狀態(tài)。試車曲線參數(shù)查看界面如圖6所示。 [align=center] 圖6 試車曲線參數(shù)查看界面[/align] 　　3.5 CVI程序設(shè)計(jì)舉例 　　僅列舉渦輪起動(dòng)機(jī)主泵操縱控制語句： 　　int CVICALLBACK fuelpump （int panel, int control, int event, 　　void ＊callbackData, int eventData1, int eventData2） 　?。? 　　int P_Std,Std; 　　switch （event） 　　｛ 　　case EVENT_COMMIT: 　　GetCtrlVal （panelHandle, Testengine_POWER_SW, &P_Std）; 　　if （!P_Std）｛ 　　MessagePopup （"提示信息", "請打開總電源。"）;// 　　SetCtrlVal （panelHandle, Testengine_FUELPUMP, OFF）; 　　break; 　?。? 　　GetCtrlVal （panelHandle, Testengine_FUELPUMP, &Std）; 　　if （Std） relay_on（FULL_PUMP）; 　　else relay_off（FULL_PUMP）; 　　break; 　　｝ 　　return 0; 　?。? 4 結(jié)束語 　　創(chuàng)新點(diǎn):本文設(shè)計(jì)了一套全新的燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)試車臺(tái)測試系統(tǒng)，采用windows環(huán)境下的CVI語言編程，較好的實(shí)現(xiàn)了與PC-7483綜合板的數(shù)據(jù)采集、傳輸和控制。在研制中，解決了實(shí)時(shí)性、抗干擾性以及小轉(zhuǎn)速精確測量等多個(gè)難點(diǎn)問題，具有綜合化、自動(dòng)化程度高、測試精度高、可靠性好等特點(diǎn)。渦輪起動(dòng)機(jī)試車臺(tái)是一種智能化、綜合化的參數(shù)采集檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對燃起渦輪起動(dòng)機(jī)性能的綜合測試。 參考文獻(xiàn): 　　[1] 樊尚春. 信號與測試技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社 2002. 　　[2] 吳建強(qiáng). 數(shù)字集成電路應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京:航空工業(yè)出版社 1994. 　　[3] 陳惠文. 航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制[M].河南:空軍第一航空學(xué)院 2002. 　　[4] 胡記文, 陳建輝, 劉金寧. 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