一种机载液氮致冷剂播撒设备控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种机载液氮致冷剂播撒设备控制系统及控制方法，其方法包括：S1：上位机开机后，系统初始化并自动发送查询指令查询液氮罐状态信息并开启预增压，以使液氮罐实时压力值达到预增压力值；S2：在上位机上选择播撒档位并启动播撒，执行控制器根据上位机上的播撒档位、液氮罐的实时压力值及/或飞机的飞行高度信号执行液氮播撒作业；S3：在播撒作业时，执行控制器实时进行液氮播撒余量及播撒压力检测扫描；S4：在上位机上中止播撒作业。在上位机上中止播撒作业。在上位机上中止播撒作业。

【技术实现步骤摘要】
一种机载液氮致冷剂播撒设备控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及机载液氮播撒作业，具体而言，涉及一种机载液氮致冷剂播撒设备控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]目前已经有的机载液氮播撒作业系统通常采用铝质真空液氮罐(又称杜瓦罐)，其配套播撒系统中一般没有设置监控和控制装置，排液压力基本采用人工脚踏式增压泵以50
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60次/min的频率踩踏脚踏板进行增压排液，作业飞机在不同气压高度播撒作业时的流量也不可调整，即无法掌控播撒流量也不能应对气象条件的变化。此外，系统中的液氮罐通常没有超压保护措施，在实施作业时不能有效的保证人机安全。
[0003]综上所述，需要一种具有自动播撒功能及系统自检功能的控制系统及控制方法，以在机载液氮致冷剂播撒时对整个系统的各个设备进行实时控制。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种机载液氮致冷剂播撒设备控制系统及控制方法，其通过根据飞机实时飞行高度及所选的喷洒方式，实时监控液氮罐的压力并进行对应调整，以确保液氮罐的安全；同时，能够依据气象条件的变化适时调整播撒压力来控制播撒流量，监控液氮罐的液位，以实时掌控播撒流量。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供了一种机载液氮致冷剂播撒设备控制系统，其包括：
[0006]一液氮罐组，其包括4个自增压液氮罐，每个自增压液氮罐内设置有一液位计、一压力传感器、一增压电磁阀及一排放电磁阀，且所述液位计、所述压力传感器、所述增压电磁阀及所述排放电磁阀均电性连接到设置于对应自增压液氮罐上的接口模块；
[0007]一喷嘴装置，其包括一液氮排液电磁阀及与所述液氮排液电磁阀电性连接的一喷嘴；
[0008]一执行控制器，其包括：
[0009]一CPU模块，通过通讯接口与飞机系统的飞机任务集成系统电性连接；
[0010]一电源模块，其输入端通过一电源保护模块与飞机系统的机载电源电性连接，用于为所述执行控制器、所述液氮罐组以及所述喷嘴装置提供工作电压；
[0011]一通讯模块，与所述CPU模块电性连接，且所述通讯模块还通过一通讯接口模块连接到飞机系统的飞行高度信号模块，用于获取飞机的飞行高度信号；
[0012]一A/D转换模块，分别与所述CPU模块、所述通讯模块通过总线电性连接；
[0013]一光电隔离模块，其输入端分别连接到每个自增压液氮罐上的所述接口模块，其输出端连接到所述A/D转换模块；
[0014]一I/O模块，分别与所述CPU模块、所述通讯模块及所述A/D转换模块通过总线电性连接；
[0015]一继电器输出模块，与一续流二极管模块电性连接，且所述继电器输出模块的输
入端连接到所述I/O模块，所述继电器输出模块的输出端连接到所述液氮排液电磁阀及每个自增压液氮罐上的所述接口模块，用于连接对应的增压电磁阀与排放电磁阀；
[0016]所述续流二极管模块的输出端还分别连接到每个自增压液氮罐上的所述接口模块及所述液氮排液电磁阀。
[0017]在本专利技术一实施例中，其中，所述电源模块的输出电压为24VDC。
[0018]为达到上述目的，本专利技术还提供了一种机载液氮致冷剂播撒设备控制方法，其包括：
[0019]步骤S1：上位机开机后，系统初始化并自动发送查询指令查询液氮罐状态信息并开启预增压，以使液氮罐实时压力值达到预增压力值；
[0020]步骤S2：在上位机上选择播撒档位并启动播撒，执行控制器根据上位机上的播撒档位、液氮罐的实时压力值及/或飞机的飞行高度信号执行液氮播撒作业；
[0021]步骤S3：在播撒作业时，执行控制器实时进行液氮播撒余量、播撒压力检测扫描；
[0022]步骤S4：在上位机上中止播撒作业。
[0023]在本专利技术一实施例中，其中，步骤S1中上位机发送查询指令查询液氮罐状态信息并开启预增压的过程具体包括：
[0024]步骤S11：上位机发送读指令给执行控制器；
[0025]步骤S12：如果执行控制器自动返回读指令响应，则表示通讯握手成功；
[0026]如果执行控制器没有响应，则系统在第一延时时间后再次发送读指令；
[0027]如果系统发送读指令3次后执行控制器仍没有响应，则向上位机返回通讯失败结果；
[0028]步骤S13：通讯握手成功后，执行控制器实时获取每个液氮罐的液位计采集的液位值与压力传感器采集的压力值并发送给上位机，且：
[0029]如果实时压力值大于预增压力值，执行控制器控制对应液氮罐的排放电磁阀打开及增压电磁阀关闭，直至实时压力值降至预增压力值，关闭排放电磁阀；
[0030]反之，继续进入下一步；
[0031]步骤S14：执行控制器自动发送指令给每个液氮罐的增压电磁阀，增压电磁阀开启进行预增压，直至压力值达到预增压力值后，关闭对应增压电磁阀停止增压。
[0032]在本专利技术一实施例中，其中，步骤S2具体包括：
[0033]步骤S21：在上位机上选择播撒档位并按压启动播撒按钮后，上位机向执行控制器发送写指令；
[0034]步骤S22：当执行控制器自动返回写指令响应后，上位机向执行控制器发送读指令；
[0035]步骤S23：执行控制器根据读指令返回液氮播撒状态返回读指令，并在上位机上显示播撒信息；
[0036]步骤S24：将选择的播撒档位所对应的压力值与液氮罐的实时压力值进行比较，由于经过了预增压，此时的液氮罐的实时压力值即为预增压力值，
[0037]若选择的播撒档位所对应的压力值高于液氮罐的实时压力值，即所选择的档位需要高于预增压力值的压力才能执行下一步，则执行控制器发送指令使增压电磁阀开启，对液氮罐进行增压，直至达到选择的播撒档位所对应的压力值，关闭增压电磁阀；
[0038]若选择的播撒档位所对应的压力值低于液氮罐的实时压力值，即所选择的档位需要低于预增压力值的压力才能执行下一步，则执行控制器发送指令使排放电磁阀开启，对液氮罐进行减压，直至达到选择的播撒档位所对应的压力值，关闭排放电磁阀；
[0039]若二者相等，直接进入下一步；
[0040]步骤S25：执行控制器发送指令开启喷嘴装置上的液氮排液电磁阀，开始液氮播撒作业。
[0041]在本专利技术一实施例中，其中，步骤S24中还包括：
[0042]当飞机在7000米以下的高度作业时，根据选择的播撒档位所对应的播撒率与当前飞行高度，计算选择的播撒档位所对应的压力值。
[0043]在本专利技术一实施例中，其中，步骤S3具体为：
[0044]步骤S31：上位机按预设周期向执行控制器发送查询指令；
[0045]步骤S32：执行控制器返回指令响应并进入下一步；
[0046]若上位机等待第二延时时间后仍未收到指令响应，则按照预设周期重复发送查询指令，若重复发送三次均未收到指令响应，则向上位机返回执行控制器故障信息；
[0047]步骤S33：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载液氮致冷剂播撒设备控制系统，其特征在于，包括：一液氮罐组，其包括4个自增压液氮罐，每个自增压液氮罐内设置有一液位计、一压力传感器、一增压电磁阀及一排放电磁阀，且所述液位计、所述压力传感器、所述增压电磁阀及所述排放电磁阀均电性连接到设置于对应自增压液氮罐上的接口模块；一喷嘴装置，其包括一液氮排液电磁阀及与所述液氮排液电磁阀电性连接的一喷嘴；以及一执行控制器，其包括：一CPU模块，其通过通讯接口与飞机系统的飞机任务集成系统电性连接；一电源模块，其输入端通过一电源保护模块与飞机系统的机载电源电性连接，用于为所述执行控制器、所述液氮罐组以及所述喷嘴装置提供工作电压；一通讯模块，与所述CPU模块电性连接，且所述通讯模块还通过一通讯接口模块连接到飞机系统的飞行高度信号模块，用于获取飞机的飞行高度信号；一A/D转换模块，分别与所述CPU模块、所述通讯模块、通过总线电性连接；一光电隔离模块，其输入端分别连接到每个自增压液氮罐上的所述接口模块，其输出端连接到所述A/D转换模块；一I/O模块，分别与所述CPU模块、所述通讯模块及所述A/D转换模块通过总线电性连接；一继电器输出模块，与一续流二极管模块电性连接，且所述继电器输出模块的输入端连接到所述I/O模块，所述继电器输出模块的输出端连接到所述液氮排液电磁阀及每个自增压液氮罐上的所述接口模块，用于连接对应的增压电磁阀与排放电磁阀；所述续流二极管模块的输出端还分别连接到每个自增压液氮罐上的所述接口模块以及所述液氮排液电磁阀。2.根据权利要求1所述的机载液氮致冷剂播撒设备控制系统，其特征在于，所述电源模块的输出电压为24VDC。3.一种机载液氮致冷剂播撒设备控制方法，其通过权利要求1～2任一项的系统实现，其特征在于，包括：步骤S1：上位机开机后，系统初始化并自动发送查询指令查询液氮罐状态信息并开启预增压，以使液氮罐实时压力值达到预增压力值；步骤S2：在上位机上选择播撒档位并启动播撒，执行控制器根据上位机上的播撒档位、液氮罐的实时压力值及/或飞机的飞行高度信号执行液氮播撒作业；步骤S3：在播撒作业时，执行控制器实时进行液氮播撒余量及播撒压力检测扫描；步骤S4：在上位机上中止播撒作业。4.根据权利要求3所述的机载液氮致冷剂播撒设备控制方法，其特征在于，步骤S1中上位机发送查询指令查询液氮罐状态信息并开启预增压的过程具体包括：步骤S11：上位机发送读指令给执行控制器；步骤S12：如果执行控制器自动返回读指令响应，则表示通讯握手成功；如果执行控制器没有响应，则系统在第一延时时间后再次发送读指令；如果系统发送读指令3次后执行控制器仍没有响应，则向上位机返回通讯失败结果；步骤S13：通讯握手成功后，执行控制器实时获取每个液氮罐的液位计采集的液位值与
压力传感器采集的压力值并发送给上位机，且：如果实时压力值大于预增压力值，执行控制器控制对应液氮罐的排放电磁阀打开及增压电磁阀关闭，直至实时压力值降至预增压力值，关闭排放电磁阀；反之，进入下一步；步骤S14：执行控制器自动发送指令给每个液氮罐的增压电磁阀，增压电磁阀开启进行预增压，直至压力值达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：李君，杨英奎，李延林，徐格，李宏超，冯立军，李建涛，张丽坤，杨松岩，
申请(专利权)人：齐齐哈尔华安工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：