本发明专利技术公开一种氮系统测量控制装置，包括PLC可编程控制模块、现场控制模块、远程控制模块、第一供电模块与第二供电模块，通过现场控制模块控制PLC可编程控制模块对氮系统中各测控仪器进行测控，也可通过远程控制模块进行测控；第一供电模块与第二供电模块分别用来对PLC可编程控制模块与远程控制模块供电。其中远程控制模块具有互为备份的上位机与互为备份的以太网；PLC可编程控制模块具有互为备份的CPU；第一供电模块与第二供电模块均具有备用电源为装置供电。本发明专利技术优点在于：可实现氮系统中各种信号的测量与控制，满足发动机羽流与卫星热真空试验的复杂氮系统测控。通过互为备份的CPU、以太网以及上位机，避免CPU、以太网或上位机故障使测控失败。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于真空科学
，本专利技术涉及一种氮系统测量控制装置，具体是指一种液氮气氮外流程系统测量控制装置。
技术介绍
一般情况下，发动机及卫星的工程应用都离不开严密的地面试验，进行地面试验离不开测量控制装置。要评价一个发动机及卫星的实际性能，需要大量的试验数据，这就需要测量控制装置能够提供可信的数据。 真空羽流效应试验系统(多功能羽流试验平台)是多用途试验装置，主要用于航天姿、轨控发动机羽流试验研究，同时兼顾卫星等热真空试验。真空羽流效应试验系统中的氮系统设备众多，需要测量控制的信号种类繁多，包括压力、温度、流量、液位、阀门、液氮泵、电加热器等，要求能同时进行200路信号的测量与控制。目前，国内还没有既能用于卫星热真空试验又能用于发动机羽流试验的两用地面试验平台测量控制装置。为了圆满的完成地面试验，必须为发动机羽流试验及卫星热真空试验配有一套两用的地面试验平台测量控制装置，在这套两用的地面试验平台测量控制装置中包含有氮系统测量控制装置，这就决定了氮系统测量控制装置的特殊性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术为真空羽流效应试验系统(多功能羽流试验平台)提供一种既满足发动机羽流试验又满足卫星热真空试验中的氮系统测量控制装置，采用双备份冗余设计，可满足对测控对象的长时间不间断的测量与控制。一种氮系统测量控制装置，其特征在于包括PLC可编程控制模块以及远程控制模块、现场控制模块，第一供电模块与第二供电模块。所述述PLC可编程控制器模块包括CPU模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、第一前连接器、第二前连接器、第三前连接器、第四前连接器、第一 MPI接口、第二 MPI接口、通信卡与PLC电源模块。其中，模拟量输入模块通过第一前连接器与氮系统中的各个压力传感器、温度传感器、流量计及液位计相连，并连接至CPU模块；模拟量输出模块通过第二前连接器与氮系统中的薄膜调节阀相连，并连接至CPU模块；数字量输入模块通过第三前连接器与氮系统中阀门定位器连接，并连接至CPU模块；数字量输入模块通过第四前连接器与氮系统中的液氮泵、气动截止阀、电加热器相连。CPU模块通过第一 MPI接口与现场控制模块相连，实现PLC可编程控制模块与现场控制模块间的实时通信；CPU模块还通过第二 MPI接口与通信卡相连，通过通信卡实现PLC可编程控制模块与远程控制模块间的实时通信。PLC电源模块用来为CPU模块供电，从而实现对PLC可编程控制模块以及现场控制模块的供电。上述远程控制模块包括上位机模块、以太网、RS232串口服务器、远程数据处理计算机、打印机；其中，上位机模块通过以太网连接至通信卡；远程数据处理计算机一端通过RS232串口服务器与以太网相连；远程数据处理计算机另一端连接至打印机。上述结构中，模拟量输入模块用来获取氮系统中各个压力传感器、温度传感器、流量计及液位计的模拟量测量信号，进行A/D转换，将模拟量测量信号转换为数字量测量信号数据，传输至CPU模块；数字量输入模块用来获取阀门定位器的数字量测量信号数据，并传输至CPU模块。CPU模块将接收到的数字量测量信号数据，通过第一 MPI接口发送给现场控制模块，由此在现场控制模块上显示各个阀门的开关状态；同时，CPU模块还将接收到的数字量测量信号数据通过通信卡，经以太网发送给上位机模块，通过上位机模块进行显示；同时，CPU模块还将接收到的数字量测量信号数据通过通信卡，经以太网由RS232串口服务器发送给远程数据处理计算机进行存储，分析以及控制打印机进行打印。上述现场控制模块以及第一上位机或第二上位机中还可实现氮系统中的薄膜调节阀的开度控制以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关控制，具体为当采用现场控制模块进行测控终端中的薄膜调节阀的开度控制以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关控制时，通过在现场控制模块中设定薄膜调节阀的开度值，经第一 MPI接口向CPU模块发送薄膜调节阀开度的数字量控制信号，并经CPU模块发送到模拟量输出模块进行D/A转换，将薄膜调节阀的控制信号转换为连续的模拟信号来驱动薄膜调节阀的开度调节；通过现场控制模块经第一 MPI接口向CPU模块发送液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关数字量控制信号数据，并经CPU模块发送到数字量输出模块，通过数字量输出模块来驱动液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关；上述过程中，CPU模块还将接收到的薄膜调节阀开度的数字量控制信号以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关数字量控制信号数据由通信卡经以太网发送给上位机模块，通过上位机模块显示薄膜调节阀的开度以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关状态；同时，CPU模块还将接收到的薄膜调节阀开度的数字量控制信号以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关数字量控制信号数据由通信卡经以太网由RS232串口服务器发送给远程数据处理计算机进行存储，分析以及控制打印机进行打印。当采用上位机模块进行测控终端中的薄膜调节阀的开度控制以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关控制时，通过在上位机模块中设定薄膜调节阀的开度值，经以太网由通信卡向CPU模块发送薄膜调节阀开度的数字量控制信号，并经CPU模块发送到模拟量输出模块进行D/A转换，将薄膜调节阀的控制信号转换为连续的模拟信号来驱动薄膜调节阀的开度调节；通过上位机模块经以太网由通信卡向CPU模块发送液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关数字量控制信号数据，并经CPU模块发送到数字量输出模块，通过数字量输出模块来驱动液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关；上述过程中，CPU模块还将接收到的薄膜调节阀开度的数字量控制信号以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关数字量控制信号数据由通信卡经第一 MPI接口发送给现场控制模块，通过现场控制模块显示薄膜调 节阀的开度以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关状态；上述上位机模块还将接收到的薄膜调节阀开度的数字量控制信号以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关数字量控制信号数据还将接收到的数字量测量信号数据通过经以太网由RS232串口服务器发送给远程数据处理计算机进行存储，分析以及控制打印机进行打印。所述第一供电模块包括第一配电柜与稳压电源装置；其中，第一配电柜为稳压电源装置提供电源；稳压电源装置为PLC可编程控制模块中的PLC电源模块提供电源，包括直流稳压电源和第一交流稳压电源；直流稳压电源用来输出0 24V的可调电压以及4 20mA的可调电流；第一交流稳压电源用来提供稳定的交流供电；第二供电模块包括第二配电柜与第二交流稳压电源；其中，第二配电柜为第二交流稳压电源提供电源；第二交流稳压电源为远程控制模块提供电源。本专利技术的优点在于 I、本专利技术氮系统测量控制装置中采用冗余的CPU模块设计，避免CPU故障导致测控失败；2、本专利技术氮系统测量控制装置中采用冗余的以太网络设计，避免太网络故障导致测控失败；3、本专利技术氮系统测量控制装置中采用冗余的上位机设计，避免上位机故障导致测控失败；4、本专利技术氮系统测量控制装置中采用UPS备用电源设计，可稳定持续供电，避免断电导致测控失败；5、本专利技术氮系统测量控制装置可实现对氮系统的测控终端的现场与远程测量控制，测控方法灵活；6、本专利技术氮系统测量控制装置可实现氮系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氮系统测量控制装置，其特征在于包括PLC可编程控制模块以及远程控制模块、现场控制模块，第一供电模块与第二供电模块； 所述PLC可编程控制器模块包括CPU模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、第一前连接器、第二前连接器、第三前连接器、第四前连接器、第一 MPI接口、第二 MPI接口、通信卡与PLC电源模块； 其中，模拟量输入模块通过第一前连接器与氮系统中的各个压力传感器、温度传感器、流量计及液位计相连，并连接至CPU模块；模拟量输出模块通过第二前连接器与氮系统中的薄膜调节阀相连，并连接至CPU模块；数字量输入模块通过第三前连接器与氮系统中阀门定位器连接，并连接至CPU模块；数字量输入模块通过第四前连接器与氮系统中的液氮泵、气动截止阀、电加热器相连； CPU模块通过第一 MPI接口与现场控制模块相连，实现PLC可编程控制模块与现场控制模块间的实时通信；CPU模块还通过第二 MPI接口与通信卡相连，通过通信卡实现PLC可编程控制模块与远程控制模块间的实时通信； PLC电源模块用来为CPU模块供电，从而实现对PLC可编程控制模块以及现场控制模块的供电； 上述远程控制模块包括上位机模块、以太网、RS232串口服务器、远程数据处理计算机、打印机；其中，上位机模块通过以太网连接至通信卡；远程数据处理计算机一端通过RS232串口服务器与以太网相连；远程数据处理计算机另一端连接至打印机； 上述结构中，模拟量输入模块用来获取氮系统中各个压力传感器、温度传感器、流量计及液位计的模拟量测量信号，进行A/D转换，将模拟量测量信号转换为数字量测量信号数据，传输至(PU模块；数字量输入模块用来获取阀门定位器的数字量测量信号数据，并传输至CPU模块； (PU模块将接收到的数字量测量信号数据，通过第一 MPI接口发送给现场控制模块，由此在现场控制模块上显示各个阀门的开关状态；同时，CPU模块还将接收到的数字量测量信号数据通过通信卡，经以太网发送给上位机模块，通过上位机模块进行显示；同时，CPU模块还将接收到的数字量测量信号数据通过通信卡，经以太网由RS232串口服务器发送给远程数据处理计算机进行存储，分析以及控制打印机进行打印； 上述现场控制模块以及第一上位机或第二上位机中还可实现氮系统中的薄膜调节阀的开度控制以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关控制，具体为 当采用现场控制模块进行测控终端中的薄膜调节阀的开度控制以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关控制时，通过在现场控制模块中设定薄膜调节阀的开度值，经第一MPI接口向CPU模块发送薄膜调节阀开度的数字量控制信号，并经CPU模块发送到模拟量输出模块进行D/A转换，将薄膜调节阀的控制信号转换为连续的模拟信号来驱动薄膜调节阀的开度调节；通过现场控制模块经第一 MPI接口向CPU模块发送液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关数字量控制信号数据，并经CPU模块发送到数字量输出模块，通过数字量输出模块来驱动液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关；上述过程中，CPU模块还将接收到的薄膜调节阀开度的数字量控制信号以及液氮泵、气动截止阀、电加热器的开/关数字量控制信号数据由通信卡经以太网发送给上位机模块，通过上位机模块显示薄膜调...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌桂龙，蔡国飙，张建华，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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