基于wincc的环境仿真试验监控体系构设与实现

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1、基于WinCC的环境仿真试验监控体系构设与实现1绪论1.1环境模拟试验概述人类只有在一定的环境条件中才能够健康的生活和安全的工作。任何产品在运输、储存和使用过程中也将暴露在一定的气候、机械、生化等恶劣环境之中⑴。复杂多变的环境对产品的环境适应性和工作可靠性提出了较高的要求，尤其是军用武器装备。只有在恶劣环境条件下仍能够正常使用的产品才是合格的产品，才能发挥其功效。因此，必须针对产品制订相应的环境试验规范，建立各种类型和不同规模的环境模拟设备，在这些设备中再现各种环境条件，从而进行产品的环境试验，用以检验或评价其环境适应性与可靠性[2][3]。环境试验按照试验场

2、所和提供环境条件的方法，可分为外场试验和环境模拟试验[4]。外场试验主要是在自然环境中对产品进行考核。环境模拟试验主要是通过仪器设备制造出可控的人造环境试验条件，将产品在此环境下进行模拟试验。和外场试验相比，环境模拟试验具有环境的可重复性、不受时间地点的限制、可以创造极限的环境、可进行单或多参数综合试验等优点，广泛应用于航天航空、军事、机电工业、农业和汽车等各领域的科学研究[5]。目前普遍应用的环境模拟试验主要包括：各种模拟温湿度环境条件的试验，高低气压试验，海洋气候盐雾试验，太阳福射试验，机械振动试验等。环境模拟试验的实现主要依靠环境模拟设备。世界上许多工业

3、发达国家都在研制可以模拟恶劣使用环境的试验设备，温度（高低温）环境试验试验箱便是其中所占比例最大的一类，例如航天、军事武器等电子设备在极度寒冷或炽热的环境下能否正常操作，这就需要在试验箱中进行环境可靠性验证[7][8]。环境试验设备已经逐渐发展成为一门跨学科、综合性较强的边缘技术学科，并且拥有一定的产业规模。环境模拟技术融合了环境模拟设备和环境试验技术，它吸取了多门学科（热学、电学、光学等）和多项技术（制冷、加温、自动控制等）的理论和方法，在解决环境试验的理论及实践中，形成了独立的技术理论体系⑴。随着环境模拟技术的快速发展，各种环境试验标准也相继制定，用于判断

4、环境条件的实现与否。环境试验设备的性能也将直接影响试验的成败。系统中往往存在大惯性、时滞和親合的多个被控对象，而控制系统往往决定了环境模拟设备的控制精度。对于环境模拟设备还必须进行科学有效的管理，以保证系统有效安全的运行。这使得环境模拟试验专用监控系统的研制成为环境模拟试验中非常重要的环节。1.2国内外研究现状及发展水平1.2.1国外发展状况环境试验技术在国外已经经历了近百年的发展历程，一些工业发达国家已建立了较为完整的环境试验数据库以及完备的专家体系，并广泛的开展世界范围的比对试验研究，研究和生产应用紧密结合，社会分工较为明确。国外环境技术研究在设备、标准等

5、方面都取得了引人注目的进展从70年代到现在，随着科技的进步和人们对环境试验技术的深入研究，国外环境试验设备在结构设计、电器控制和自动化水平方面都显著提升。尤其是分布式控制系统(DCS)、可编程控制器（PLC)和工业控制计算机的运用，环境试验设备实现了从设计到制造，从环境因素信号采集到数据处理再到过程控制的全部自动化。设备所能模拟的环境因素更加复杂，精度也更高。许多大型综合环境试验设备的成功设计和建造满足了军事装备、航空航天、车辆工业等领域研发或论证的需要。国外不仅在试验设备上推陈出新，在标准体系上也不断完善，标准的制修订紧随产业技术的发展，寿命预测技术及相关性

6、研究也取得了较大进展。许多国家都应用和参照由国际电工委员会制修订的一整套IEC环境试验标准，来制定和完善本国的环境试验标准。美国军用标准MIL-STD-810自1962年颁布以来，先后经历多次修订，其内容和具体试验方法日趋完善，为各国提供了参照标准，2008年颁布的军标MIL-STD-810G代表了环境试验最先进的理论和工程化方法。以下列举国外一些试验场和产品如：美国陆军阿伯丁祀场的兵器环境试验设备能让车辆在行驶道路条件下模拟低温、高温、湿热、低气压等多参数组合环境。英国皇家陆军科学研究院的车辆环境试验室允许882.6k].北京：航空工业出版社，2003[7]

7、Braley,M.Aloethodforenvironmentaltestingatcryogenictemperatures[C],Autotestcon,IEEE，2005,589-595[8]BoethodBasedonRerformance,EnvironmentalandReliabilityTestsforElectronicProducts[C].Reliability,MaintainabilityandSafety,2009，437-441[9]周修源，江鲁.环境试验技术与设备发展概述[J].中国仪器仪表，2008，6:88-92[10]章涵

8、.MIL-STD-810G主要特点分析