[发明专利]航空发动机粒子分离器流量控制的试车系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种航空发动机粒子分离器流量控制的试车系统及控制方法，该试车系统包括试验流道，试验流道设有用于连接待测试验件的入口、用于排出测试气流的出口及用于带动试验流道内气流运动的风机，还包括用于采集试验流道对应的工作状态的数采系统、用于控制风机工作状态的控制系统，控制系统包括连接于风机控制端的变频器及与变频器相连的可编程控制器，可编程控制器与数采系统之间经配置有LABVIEW软件的LABVIEW上位机通信连接，用于对试验流道内的流量进行闭环控制。本发明经数采系统、LABVIEW上位机、可编程控制器、变频器实现了闭环控制，从而保证了航空发动机试车系统的流量控制精度与调节速率。

技术领域

本发明涉及航空发动机试车领域，特别地，涉及一种航空发动机粒子分离器流量控制的试车系统及控制方法。

背景技术

为了防止地面上的砂石随气流被发动机吸入，损坏压气机叶片或者其他机械部分，在发动机进口前增设粒子分离器，因此，发动机试车时需要对粒子分离器的流量进行控制，以检测粒子分离器的性能。现有技术中，参照图1，在航空试车台IPS(粒子分离器)流量控制中，通常采用开环控制方式，WINCC上位机1’或者触摸屏为人机界面，PLC控制器2’为下位机，PLC控制器2’控制着测试管道上调节阀3’的开度，进而控制流道流量。PLC控制器2’经软起动器4’起动风机5’，风机5’起动后保持恒定的转速，带动叶片6’抽气，流量计7’为流量传感器，数据采集系统8’对流量进行测量、处理、显示及存储。现有的数据采集系统8’一般采用VB、C++等编程语言进行数据采集，现有的PLC控制器2’接收人机界面输入的指令对调节阀3’进行开环控制，其缺乏闭环控制，且风机转速、流道本身存在不确定性，使得流量的控制精度和调节速度得不到保证，时常出现流量调节不及时导致气流憋压，最终导致沙尘分离效率计算不精确、PIV(粒子成像测速)测量失真、试验结果可比性差及试验件被损害风险增加等问题。

发明内容

本发明提供了一种航空发动机粒子分离器流量控制的试车系统及控制方法，以解决现有的航空发动机试车系统中流量调节不及时、流量的控制精度和调节速度得不到保证，导致的试验结果可比性差、试验件被损害风险大的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种航空发动机粒子分离器流量控制的试车系统，包括试验流道，试验流道设有用于连接待测试验件的入口、用于排出测试气流的出口及用于带动试验流道内气流运动的风机，还包括用于采集试验流道对应的工作状态的数采系统、用于控制风机工作状态的控制系统，控制系统包括连接于风机控制端的变频器及与变频器相连的可编程控制器，可编程控制器与数采系统之间经配置有LABVIEW软件的LABVIEW上位机通信连接，用于对试验流道内的流量进行闭环控制。

进一步地，数采系统包括设于试验流道中的文丘里管、用于静压检测的压力扫描阀、用于大气压力检测的压力计、用于大气温度检测的温度计，压力扫描阀、压力计、温度计均经采集端口连接至数据采集处理器，数据采集处理器用于对接收的采集数据经公式换算为标态流量。

进一步地，LABVIEW上位机与数据采集处理器之间经TCP/IP协议通信连接，其中，数据采集处理器作为服务器，LABVIEW上位机作为客户机。

进一步地，LABVIEW上位机与可编程控制器之间应用NI OPC Server和DataSocket技术实现二者之间的实时通讯。

进一步地，可编程控制器与变频器之间经Profibus-DP总线通讯连接。

进一步地，可编程控制器包括：用于供电的PLC电源、用于进行PID闭环控制的处理器、数字量输入输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、用于与变频器通信连接的DP通讯模块、用于LABVIEW上位机通讯连接的以太网通讯模块。

进一步地，变频器根据可编程控制器的指令调节风机的转速，实现流量精确控制。