一种通用型电力加载装置及采用其的航空发动机试验台制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种通用型电力加载装置及采用其的航空发动机试验台，所述通用型电力加载装置通过采用2421BCD编码按一定的数字化规则映射到负载档位，并且可以有效地分离出小数位档、整数个位档、整数十位档和整数百位档，甚至整数千位档，档位设计规则合理，可扩展性和通用性强，可以有效解决各试验台电力加载装置不兼容的问题，推动了航空试车台的标准化进程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
一种通用型电力加载装置及采用其的航空发动机试验台


[0001]本专利技术涉及航空发动机试验台
，特别地，涉及一种通用型电力加载装置，另外，还涉及一种采用上述通用型电力加载装置的航空发动机试验台。

技术介绍

[0002]电力加载装置广泛应用于航空发动机的电功率测量，其用于吸收发电机输出功率。如图1所示，传统的电力加载装置主要由加载箱、控制面板、控制单元、测量单元、发电机及导线等组成。控制面板包括操作按钮及档位，用于操作人员通过按钮来选定相应某个档位或多个档位组合，以实现加载目标功率值的本地控制方式。控制单元包括可编程控制器的数字输入/输出模块，其中输入模块接口与按钮连接，输出模块接口与发电加载箱中接触器(KM)线圈连接，以实现相应功率档位接通与关断。加载箱中布置有电阻棒及其对应的接触器(KM)，各档位的电阻棒具有不同阻值(R)和不同根数(n)。每个档位包含三相电阻负载(U相、V相、W相)，每相负载阻值和根数相同且并联连接。测量单元包括传感器、变送器及仪表，用于发电电流和电压测量。发电机输出电功率通过电阻箱进行功率吸收和功率测量。
[0003]现有的航空发动机试验台电力加载装置，由于档位设计考虑不周到，使得发电加载系统的档位呈现随意性，如表1所示。由于档位设计差异，编写的软件程序不同，导致试车台的各个发电加载系统不能相互使用，一旦某个试车台的电力加载装置故障检修需要借用另一试车台的电力加载装置时，出现电力加载装置的硬件、软件与该试验台控制系统不兼容，通常要改造试验台控制系统使之匹配，这不仅耗费时间和人力，更重要是影响试验进度。另外，试车台需扩展功率时，由于无合理档位设计，也不能方便扩容，往往重新设计或订购，造成资源的浪费。因此，档位设计不合理既不满足试车台对负载系统的通用性要求，也不易于负载系统的扩展。
[0004]表1、现有电力加载装置的档位设计
[0005][0006]另外，除了档位设计不合理外，传统的试验台发电加载装置在选择硬软件时存在着差异，比如控制器选择单片机开发或者PLC等，监控软件选择VB开发或组态软件等，这种差异导致了该装置在硬件和软件层面上就存在差异，其软件程序及硬件接口无法统一，不利于该装置在试验车台的通用化应用。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种通用型电力加载装置及采用其的航空发动机试验台，以解决传统的电力加载装置存在的通用性差、扩展性差的技术问题。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供一种通用型电力加载装置，适用于航空发动机试验
台，包括：
[0009]PLC控制器，基于2421BCD编码将目标功率值的档位设计为整数档和小数档，用于根据输入的目标功率值输出对应的档位信号；
[0010]控制单元，用于根据所述PLC控制器输出的档位信号输出对应的控制信号至加载箱；
[0011]加载箱，用于根据所述控制单元输出的控制信号进行目标功率值的加载。
[0012]进一步地，所述PLC控制器中设计有三个函数，分别为浮点数拆分函数、整数部分转化函数和小数部分转化函数，其中，所述浮点数拆分函数用于将输入的目标功率值拆分成整数部分和小数部分，所述整数部分转化函数用于将拆分出来的整数部分转化为2421BCD编码后输出，所述小数部分转化函数用于将拆分出来的小数部分转化为2421BCD编码后输出。
[0013]进一步地，所述浮点数拆分函数将输入的目标功率值拆分成整数部分和小数部分的具体过程为：
[0014]通过TRUNC函数从以浮点数形式表示的目标功率值中提取出整数部分，然后通过DI_R函数将该整数部分转变为浮点数，再利用SUB函数将目标功率值与转化为浮点数的整数部分作差，从而拆分出小数部分。
[0015]进一步地，所述整数部分转化函数将拆分出来的整数部分转化为2421BCD编码的具体过程为：
[0016]将整数部分通过DIV_R函数缩小10倍后储存为中间变量，若该中间变量小于1，则整数部分的最高权位为个位，直接输出个位字节QB1，而十位字节QB2和百位字节QB3均为0，否则通过TRUNC函数将中间变量转化为双整形数值，并通过DI_R函数将双整形数值转化为浮点型数值，与中间变量相减后取其绝对值，以分离出个位，同时储存剩余整数部分，然后将该绝对值通过MUL_R函数扩大10倍后去掉小数点，再通过ROUND函数转换成双整形数，并利用MOVE函数提取双整形数的高字节，再使用I_BCD函数转成8421BCD码，若该8421BCD码大于或等于十进制8，则在该8421BCD码的基础上加上十进制6，即可变成对应的2421BCD码，否则，该8421BCD码与2421BCD码等价，然后将2421BCD码输出至个位字节QB1；
[0017]剩余整数部分中包含十位和/或百位，则将剩余整数部分作为输入，并重复调用整数部分转化函数以重复执行上述过程，即可输出十位字节的2421BCD编码和/或百位字节的2421BCD编码。
[0018]进一步地，所述小数部分转化函数将拆分出来的小数部分转化为2421BCD编码的具体过程为：
[0019]将小数部分通过MUL_R函数扩大10倍后去掉小数点，再通过ROUND函数转换成双整形数，利用MOVE函数提取双整形数的高字节，再使用I_BCD函数转成8421BCD码，若该8421BCD码大于或等于十进制8，则在8421BCD码的基础上加上十进制6，即可变成对应的2421BCD码，否则，该8421BCD码与2421BCD码等价，最后将2421BCD码输出至小数位字节QB0。
[0020]进一步地，所述三个函数被配置为模块化函数块，并预留输出地址参数和接口，在使用时从所述PLC控制器的OB1中直接调用即可完成2421BCD编码方式下的档位控制。
[0021]进一步地，还包括WinCC工控机，作为监控软件，用于组态人机交互界面和进行远程控制，所述PLC控制器负责处理逻辑控制程序，所述WinCC工控机与所述PLC控制器之间通
讯的物理接口为工业以太网，采用Profinet协议进行连接。
[0022]进一步地，当需要进行负载功率扩展时，只需通过Profinet接口直接调用模块化函数块和输出地址参数，即可在原有档位基础上进行扩展。
[0023]进一步地，还包括电流互感器和电压互感器，用于对发电回路进行电流和电压测量，测量的模拟量信号经PLC控制器的PLC模拟量模块进行采集。
[0024]另外，本专利技术还提供一种航空发动机试验台，采用如上所述的通用型电力加载装置。
[0025]本专利技术具有以下效果：
[0026]本专利技术的通用型电力加载装置，通过采用2421BCD编码按一定的数字化规则映射到负载档位，并且可以有效地分离出小数位档、整数个位档、整数十位档和整数百位档，甚至整数千位档，档位设计规则合理，可扩展性和通用性强，可以有效解决各试验台电力加载装置不兼容的问题，推动了航空试车台的标准化进程。
[0027]另外，本专利技术的航空发动机试验台同样具有上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用型电力加载装置，适用于航空发动机试验台，其特征在于，包括：PLC控制器，基于2421BCD编码将目标功率值的档位设计为整数档和小数档，用于根据输入的目标功率值输出对应的档位信号；控制单元，用于根据所述PLC控制器输出的档位信号输出对应的控制信号至加载箱；加载箱，用于根据所述控制单元输出的控制信号进行目标功率值的加载。2.如权利要求1所述的通用型电力加载装置，其特征在于，所述PLC控制器中设计有三个函数，分别为浮点数拆分函数、整数部分转化函数和小数部分转化函数，其中，所述浮点数拆分函数用于将输入的目标功率值拆分成整数部分和小数部分，所述整数部分转化函数用于将拆分出来的整数部分转化为2421BCD编码后输出，所述小数部分转化函数用于将拆分出来的小数部分转化为2421BCD编码后输出。3.如权利要求2所述的通用型电力加载装置，其特征在于，所述浮点数拆分函数将输入的目标功率值拆分成整数部分和小数部分的具体过程为：通过TRUNC函数从以浮点数形式表示的目标功率值中提取出整数部分，然后通过DI_R函数将该整数部分转变为浮点数，再利用SUB函数将目标功率值与转化为浮点数的整数部分作差，从而拆分出小数部分。4.如权利要求2所述的通用型电力加载装置，其特征在于，所述整数部分转化函数将拆分出来的整数部分转化为2421BCD编码的具体过程为：将整数部分通过DIV_R函数缩小10倍后储存为中间变量，若该中间变量小于1，则整数部分的最高权位为个位，直接输出个位字节QB1，而十位字节QB2和百位字节QB3均为0，否则通过TRUNC函数将中间变量转化为双整形数值，并通过DI_R函数将双整形数值转化为浮点型数值，与中间变量相减后取其绝对值，以分离出个位，同时储存剩余整数部分，然后将该绝对值通过MUL_R函数扩大10倍后去掉小数点，再通过ROUND函数转换成双整形数，并利用MOVE函数提取双整形数的高字节，再使用I_BCD函数转成8421BCD码，若该8421BCD码大于或等于十进制8，则在该8421BCD码的基础上加上十进制6，即可变...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，蔡衍，于海燕，刘丹宁，言洁奕，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：