大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控系统，与大型暂冲式超声速风洞的控制系统连接，该控制系统包括风洞运行主控子系统、模型角度控制子系统和风洞阀门控制子系统，其特征在于，该监控系统包括相互耦合连接的状态监控计算机、现场状态控制单元、至少一个子站控制单元、至少三个传感器、至少两个执行机构、连锁电路单元。具有不仅能监控各监测点状态，而且实现了监测数据的实时共享与远程集中显示，在异常情况出现时，能够根据其危险等级自动采取保护措施，确保风洞安全运行的突出优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及航空航天风洞试验领域，尤其是涉及一种大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控系统。
技术介绍
大型暂冲式超声速风洞的控制系统一般包括风洞运行主控子系统、模型角度控制子系统和风洞阀门控制子系统，其结构复杂、控制部件分散，具有运行压力高、流量大的特点，且在启动/关车时存在较大的冲击载荷影响。在试验过程中，如果出现的设备故障未被及时发现和处理，不仅影响风洞正常运行，甚至引发安全事故，造成设备损毁和巨大经济损失。因此，设备状态的实时监控和异常情况的及时处理对确保风洞安全运行具有重要意义。国内现有暂冲式风洞通过在监测点设置仪器、仪表，采用人为方式进行设备状态监控和异常情况处理。这种方式的主要缺点是监测点少，难以覆盖整个风洞；设备运行数据记录有限，不便于事后分析查找问题；监测数据无法实时共享，不能对设备异常情况进行自动处理；自动化程度低，容易诱发人为误操作。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种不仅能监控各监测点状态，而且实现了监测数据的实时共享与远程集中显示，在异常情况出现时，能够根据其危险等级自动采取保护措施，确保风洞安全运行的大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控系统。本技术的目的通过以下技术方案来实现一种大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控系统，与大型暂冲式超声速风洞的控制系统连接，该控制系统包括风洞运行主控子系统、模型角度控制子系统和风洞阀门控制子系统，其特征在于，该监控系统包括状态监控计算机、现场状态控制单元、至少一个子站控制单元、至少三个传感器、至少两个执行机构、连锁电路单元；所述的风洞阀门控制子系统、模型角度控制子系统均与风洞运行主控子系统连接，所述的状态监控计算机分别与风洞运行主控子系统和现场状态控制单元连接，所述的现场状态控制单元分别与子站控制单元、风洞阀门控制子系统、模型角度控制子系统、连锁电路单元、至少一个传感器和至少一个执行机构连接，所述的子站控制单元分别与至少一个传感器和至少一个执行机构连接，所述的连锁电路单元分别与风洞阀门控制子系统、模型角度控制子系统和至少一个传感器连接。所述的现场状态控制单元通过ProfitBus总线与子站控制单元连接通讯。所述的现场状态控制单元通过以太网与状态监控计算机连接通讯。所述的现场状态控制单元为可编程逻辑控制器。所述的子站控制单元为可编程逻辑控制器。所述的传感器为限位开关、压力传感器、电节点压力表、温度传感器、液位传感器、位移传感器或者编码器。所述的执行机构为电机或者油缸。与现有技术相比，本技术具有以下优点1、通过子站控制单元、现场状态控制単元将遍布整个风洞的监测点连入网络，实现了设备运行状态的全面监测、记录，为事后故障分析提供依据；2、通过网络实现了数据实时共享，使系统能够按照既定策略，将相互关联的设备纳入连锁，以减少人为误操作；3、连锁电路单元、现场状态控制単元根据异常情况的危险等级，自动采取相应措施，确保风洞安全运行；4、通过基于现场总线的集散式结构，具有结构分散、控制集中的特点，实现了所属设备运行管理的自动化和智能化，增强了风洞运行的安全性，提高了风洞试验效率。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例ー种大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控系统如图1所示ー种大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控系统，采用基于现场总线的集散式结构组成，其与大型暂冲式超声速风洞的控制系统连接，实现对控制系统的监控。大型暂冲式超声速风洞的控制系统包括风洞运行主控子系统1、模型角度控制子系统2和风洞阀门控制子系统3。ー种大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控系统包括位于风洞现场的现场状态控制单元5、至少三个传感器7、至少两个执行机构8、至少ー个子站控制単元6、连锁电路单元9及位于风洞测控间的状态监控计算机4。现场状态控制単元5通过ProfitBus与子站控制単元6进行数据交換，通过Ethernet与状态监控计算机4通信，通过硬件电路与连锁电路单元9相连。现场状态控制単元5除与相应的传感器7和执行机构8相连外，还连接了风洞阀门控制子系统1、模型角度控制子系统2 ;每个子站控制単元6均与相应的传感器7和执行机构8相连；连锁电路单元9除与相应传感器7相连外，还连接了风洞阀门控制子系统1、模型角度控制子系统2 ;状态监控计算机4通过Ethernet与风洞运行主控子系统3连接；风洞阀门控制子系统1、模型角度控制子系统2均与风洞运行主控子系统3连接。现场状态控制単元5、子站控制単元6联合完成遍布整个风洞监测点的信号实时采集、处理，并通过状态监控计算机集中显示、记录。其中，子站控制単元6的数量可根据实际需要进行布设，每个子站控制単元6均需要连接至少ー个传感器7和至少ー个执行结构8 (传感器和执行结构的数量可根据需要进行设置)，本实施例布设四个子站控制単元6。传感器7遍布整个风洞，包括获取监测点设备状态的限位开关，获取压力信息的压カ传感器、电节点压カ表，获取温度信息的总温传感器、油温传感器，获取油源系统液位的液位传感器，获取位置信息的位移传感器、编码器。执行机构8为电机或油缸。子站控制単元6为西门子可编程逻辑控制器。现场状态控制单元5为西门子S7-300可编程逻辑控制器。连锁电路单元9为当获取的状态信息符合设定逻辑时，执行预定控制指令的电路。状态监控计算机4为兼容计算机。试验前，状态监控计算机通过Ethernet发送远程控制指令，完成洞体条件的准备，并对遍布整个风洞监测点的状态进行自检，向用户提示不具备试验条件的部位及原因。待自检通过后，经Ethernet向风洞运行主控子系统3发送监控系统准备就绪信号。试验进行时，现场状态控制单元5对监测点的设备状态进行实时扫描，一旦捕获到异常信息，立即以报警信息的形式上传至状态监控计算机4，同时视其危险等级决定是否采取措施控制模型角度控制子系统2、风洞阀门控制子系统I中止试验；状态监控计算机4实时显示、记录来自监测点的数据信息，当接收到报警信息后，根据其危险性质决定是否转发至风洞运行主控子系统3，供其决策；连锁电路单元9将可能威胁风洞自身安全的监测点通过硬件电路串联，当异常情况出现时，直接控制模型角度控制子系统2、风洞阀门控制子系统I中止试验，用以应对极端危险情况，是确保风洞安全的最高级别保护措施。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，应当指出的是，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控系统，与大型暂冲式超声速风洞的控制系统连接，该控制系统包括风洞运行主控子系统、模型角度控制子系统和风洞阀门控制子系统，其特征在于，该监控系统包括状态监控计算机、现场状态控制单元、至少一个子站控制单元、至少三个传感器、至少两个执行机构、连锁电路单元；所述的风洞阀门控制子系统、模型角度控制子系统均与风洞运行主控子系统连接，所述的状态监控计算机分别与风洞运行主控子系统和现场状态控制单元连接，所述的现场状态控制单元分别与子站控制单元、风洞阀门控制子系统、模型角度控制子系统、连锁电路单元、至少一个传感器和至少一个执行机构连接，所述的子站控制单元分别与至少一个传感器和至少一个执行机构连接，所述的连锁电路单元分别与风洞阀门控制子系统、模型角度控制子系统和至少一个传感器连接。

【技术特征摘要】
1.一种大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控系统，与大型暂冲式超声速风洞的控制系统连接，该控制系统包括风洞运行主控子系统、模型角度控制子系统和风洞阀门控制子系统，其特征在于，该监控系统包括状态监控计算机、现场状态控制单元、至少一个子站控制单元、至少三个传感器、至少两个执行机构、连锁电路单元；所述的风洞阀门控制子系统、模型角度控制子系统均与风洞运行主控子系统连接，所述的状态监控计算机分别与风洞运行主控子系统和现场状态控制单元连接，所述的现场状态控制单元分别与子站控制单元、风洞阀门控制子系统、模型角度控制子系统、连锁电路单元、至少一个传感器和至少一个执行机构连接，所述的子站控制单元分别与至少一个传感器和至少一个执行机构连接，所述的连锁电路单元分别与风洞阀门控制子系统、模型角度控制子系统和至少一个传感器连接。2 根据权利要求1所述的一种大型暂冲式超声速风洞数字化网络化安全监控...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄叙辉，黎壮声，刘烽，喻波，周润，周波，尹疆，何文信，高川，张林，马磊，唐亮，杨洋，涂清，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：实用新型
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