摘 要：討論了某型燃起渦輪起動機試車臺測試系統(tǒng)的開發(fā);系統(tǒng)硬件以PC-7483板為核心;軟件采用WINDOWS環(huán)境下的CVI語言編制而成;對渦輪起動機主要技術(shù)參數(shù)進行實時監(jiān)控，自動完成測試、數(shù)據(jù)處理、并動態(tài)顯示地面試車數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞：燃氣渦輪起動機;試車臺;CVI;PC-7483;研制 0 引言 　　燃氣渦輪起動機試車臺是一種新型的全自動檢測設(shè)備試驗臺，在地面試車時可實時監(jiān)控渦輪起動機的工作狀態(tài)，并實時將數(shù)據(jù)進行保存，顯示處理結(jié)果、渦輪起動機試車參數(shù)以及故障的診斷結(jié)果，有效提高了檢測設(shè)備的自動化水平和檢測精度。 1 試車臺測試系統(tǒng)總體設(shè)計思路 　　小型渦輪起動機由電機帶動工作，通過計算機控制的燃油系統(tǒng)，按控制程序或操作人員指令向發(fā)動機輸送燃油，控制發(fā)動機的工作狀態(tài)。測試系統(tǒng)將傳感器傳輸?shù)男盘?，?jīng)計算機處理后由表盤顯示發(fā)動機主要工作參數(shù)、工作狀態(tài)等，并給出需要的發(fā)動機特性曲線。安全監(jiān)控系統(tǒng)感受參數(shù)變化情況，及時給出故障信息，保證工作安全。 　　燃氣渦輪起動機的組成如圖1所示。試車臺主要有燃氣渦輪起動機、電渦流測功機、JZⅡ型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速 [align=center] 圖1 試車臺組成[/align] 　　傳感器、試車臺架、燃油及滑油箱、信號采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。燃氣渦輪起動機安裝在試車臺架上，試車臺架上設(shè)有燃油、滑油、控制和測試等接口，燃氣渦輪起動機經(jīng)接口與燃油、滑油、控制和測試等系統(tǒng)連接;由計算機控制的燃油供油系統(tǒng)，按控制程序或操作人員指令控制燃油供油量以控制發(fā)動機工作狀態(tài)，并且在起動過程控制起動供油量;滑油系統(tǒng)向發(fā)動機提供溫度合適的、清潔的、循環(huán)使用的滑油;控制裝置控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，以滿足工作需要;測試系統(tǒng)將傳感器傳輸?shù)男盘?，?jīng)信號采集電路至計算機，經(jīng)計算機處理由顯示裝置指示發(fā)動機主要工作參數(shù)、工作狀態(tài)等;安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控發(fā)動機轉(zhuǎn)速、排氣溫度、振動值等參數(shù)變化情況，達到安全限制值時告警、并自動降低工作狀態(tài)。計算機自動完成轉(zhuǎn)速控制、數(shù)據(jù)采集與換算、特性繪制、指示與數(shù)據(jù)歸檔。 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 　　系統(tǒng)硬件以PC-7483板為核心，PC-7483板是為工業(yè)PC機或PC兼容機設(shè)計的一種多功能綜合接口板。板上有12位16路A/D輸入、4路8位獨立D/A輸出、24路開關(guān)量輸入/輸出、3路脈沖計數(shù)/定時中斷等多項功能。其工作原理如圖2所示。 [align=center] 圖2 PC-7483邏輯方框圖[/align] 　　工作中，相應(yīng)電路將從渦輪起動機及附件上采集到的燃油壓力及溫度、滑油壓力及溫度、振動、轉(zhuǎn)速經(jīng)傳感器調(diào)理為0-10V標準電壓信號讀入A/D后由工控計算機處理;從發(fā)動機上提取的燃氣渦輪和自由渦輪轉(zhuǎn)速信號為三相正弦信號，取任意兩相調(diào)理為方波計數(shù)，經(jīng)實驗電壓幅值為0.2-10V，直接作為計數(shù)器的閘門信號采用周期測量法來計算轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速由計數(shù)器板讀取并交由工控計算機計算;電源及試車臺相關(guān)附件泵開關(guān)量信號由光電隔離后讀入高速數(shù)字I/O板由計算機輔助判斷各個泵的狀態(tài)和可能存在的故障;通過轉(zhuǎn)速和電門位置由程序后臺計算加速性、轉(zhuǎn)子慣性、起動時間等技術(shù)參數(shù);起動機出現(xiàn)排氣超溫等故障時發(fā)出警報，保證安全。 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 　　為了實現(xiàn)對燃氣渦輪起動機狀態(tài)的模糊監(jiān)控，系統(tǒng)軟件選用穩(wěn)定性好、控制能力強、執(zhí)行速度快的CVI語言。軟件提供的全圖形友好界面易懂易操作。程序運行時，對試車過程進行自動監(jiān)控，自動分析試車狀態(tài)，處理、記錄試車數(shù)據(jù)。程序采用模塊化設(shè)計，主循環(huán)包括系統(tǒng)起動模塊、系統(tǒng)工作狀態(tài)測試顯示模塊、系統(tǒng)工作狀態(tài)控制模塊、試車曲線參數(shù)查看模塊等，各模塊的作用及操作特性清晰。 　　3.1 起動模塊 　　如圖3所示，是試車臺主操作顯示界面。在WINDOWS環(huán)境下打開試車臺系統(tǒng)后，操作人員可以利用控制面板上的按鍵進行操作。按下“總電源”使設(shè)備通電，然后依次分別按“+27V”“+12V”“+5V”鍵進行檢查。隨后進行油啟封和冷開車，最后按下起動按鈕進行磨合試車。 　　在主程序界面，選擇“退出”按鈕，可退出軟件運行環(huán)境，之后關(guān)閉電源。 [align=center] 圖3主操作顯示界面[/align] 　　3.2 工作參數(shù)顯示模塊 　　如圖4所示，在工作狀態(tài)顯示模塊中，程序?qū)崟r監(jiān)控渦輪起動機轉(zhuǎn)速、滑油和煤油壓力、排氣溫度以及振動值等參數(shù)，在顯示屏上以表盤形式顯示出來。此外，還可指示轉(zhuǎn)速、油壓等參數(shù)的擺動情況，便于發(fā)現(xiàn)懸掛、喘振等故障征候，而且可指示試車人員在一些敏感狀態(tài)的停留時間，判斷試車操作是否規(guī)范。 [align=center] 圖4 試車臺工作參數(shù)顯示界面[/align] 　　3.3系統(tǒng)工作狀態(tài)控制模塊 　　系統(tǒng)工作狀態(tài)控制界面如圖5所示。計算機還對所測參數(shù)進行分析處理，智能分析渦輪起動機所處的工作狀態(tài)、判斷起動機相應(yīng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)速、油壓、排氣溫度等參數(shù)是否符合規(guī)定;操作人員根據(jù)系統(tǒng)工作界面的警告信號對控制界面進行操作。當(dāng)系統(tǒng)壓力超出正常范圍時，系統(tǒng)警告燈閃亮，操作人員針對相應(yīng)油泵按鈕采取措施。 [align=center] 圖5 系統(tǒng)工作狀態(tài)控制界面[/align] 　　3.4 試車曲線參數(shù)查看模塊 　　試車結(jié)束之后，操作人員需要分析所得的試車數(shù)據(jù)。試車參數(shù)查看模塊就可以再現(xiàn)渦輪起動機試車過程，將渦輪起動機的各種參數(shù)顯示出來，使得操作人員可以直觀的根據(jù)試車參數(shù)，分析的渦輪起動機狀態(tài)。試車曲線參數(shù)查看界面如圖6所示。 [align=center] 圖6 試車曲線參數(shù)查看界面[/align] 　　3.5 CVI程序設(shè)計舉例 　　僅列舉渦輪起動機主泵操縱控制語句： 　　int CVICALLBACK fuelpump （int panel, int control, int event, 　　void ＊callbackData, int eventData1, int eventData2） 　?。? 　　int P_Std,Std; 　　switch （event） 　?。? 　　case EVENT_COMMIT: 　　GetCtrlVal （panelHandle, Testengine_POWER_SW, &P_Std）; 　　if （!P_Std）｛ 　　MessagePopup （"提示信息", "請打開總電源。"）;// 　　SetCtrlVal （panelHandle, Testengine_FUELPUMP, OFF）; 　　break; 　?。? 　　GetCtrlVal （panelHandle, Testengine_FUELPUMP, &Std）; 　　if （Std） relay_on（FULL_PUMP）; 　　else relay_off（FULL_PUMP）; 　　break; 　　｝ 　　return 0; 　?。? 4 結(jié)束語 　　創(chuàng)新點:本文設(shè)計了一套全新的燃氣渦輪起動機試車臺測試系統(tǒng)，采用windows環(huán)境下的CVI語言編程，較好的實現(xiàn)了與PC-7483綜合板的數(shù)據(jù)采集、傳輸和控制。在研制中，解決了實時性、抗干擾性以及小轉(zhuǎn)速精確測量等多個難點問題，具有綜合化、自動化程度高、測試精度高、可靠性好等特點。渦輪起動機試車臺是一種智能化、綜合化的參數(shù)采集檢測設(shè)備，實現(xiàn)了對燃起渦輪起動機性能的綜合測試。 參考文獻: 　　[1] 樊尚春. 信號與測試技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社 2002. 　　[2] 吳建強. 數(shù)字集成電路應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京:航空工業(yè)出版社 1994. 　　[3] 陳惠文. 航空發(fā)動機控制[M].河南:空軍第一航空學(xué)院 2002. 　　[4] 胡記文, 陳建輝, 劉金寧. VC++和基于Lab Windows/CVI的DLL在測控技術(shù)中的應(yīng)用[J].微計算機信息,2003.12:15-16.