基于LabVIEW与PLC的烧嘴试验台测控系统设计

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1、第41卷第3期2015年6月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．41．No．3Jun．2015基于LabVIEW与PLC的烧嘴试验台测控系统设计刘小杰，杜永清，张鹤平，陆岩(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：针对一体化点火开工烧嘴试验台测控系统需求，确定了由上位机、前端测量设备及PLC组成的双层架构，介绍了硬件选型及软件设计方法。测控系统经调试及热试车检验，满足试验台需求。关键词：烧嘴试验台；LabVIEW；OPC；PLC中图分类号：V433—34文献标识码：A文章编号：1672—

2、9374(2015)03—0108—05DesignofmeasurementandcontrolsystemforburnertestbenchbasedonLabVIEWandPLCLIUXiao-jie，DUYong-qing，ZHANGHe—ping，LUYan(Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China)Abstract：Accordingtotherequirementofmeasurementandcontrolsystemforintegratedi

3、gnitionstart—upburnertestbench，adoublelayerstructurecomposedofuppercomputer，front—endmeasuringequipmentandPLCisestablishedinthispaper．Thehardwareselectionandsoftwaredesignmethodarea1．～ointroduced．Theresultsofsystemdebuggingandfiringtestmetthedesignrequirementofthet

4、estbench．Theexperiencefromthesystemdesignhasareferentialvalueforotherthermalmeasurementandcontrolsystems．Keywords：burnertestbench；LabVIEW；OPC；PLC0引言烧嘴是壳牌公司煤气化工艺(SCGP)气化炉的核心部件，是气化炉点火系统中最复杂、最关键的设备，在壳牌气化炉的整个启动过程中起着至关重要的作用，也是气化炉开车的难点所在。为了打破外商垄断的局面，国内某研究所依托液体火箭发动机研制经验，自

5、主开发成功了国产一体化点火开工烧嘴，同时建立了国内最先进、最完善的一体化点火开工烧嘴试验台(以下简称试验台)，为产品的研制及出厂检验提供试验支持。收稿日期：2014—07—23；修回日期：2015—03—31作者简介：刘小杰(1982一)，男，工程师，研究领域为液体火箭发动机试验测控技术第41卷第3期刘小杰，等：基于LabVIEW与PLC的烧嘴试验台测控系统设计1091试验台对测控系统的要求1．1试验台组成试验台可进行原壳牌工艺中的点火烧嘴与开工烧嘴2类产品的性能试验，也可在开工烧嘴试验工位进行一体化点火开工烧嘴试验。试验台

6、主要由液化气供应系统、空气供应系统、氧气供应系统、柴油供应系统、吹除系统、配气系统及测控系统7个子系统组成。试验台组成见图1。刊压力压差变送剁陋化气供应系统}氯={。热硼晴I。空气供应系统。}‰爿⋯质量流矗计I嚣j氧气供应系统l}系刮电磁阀“I镶刮“气动闽。’。Il臻吹除系统醺I统：，L麓4变频器／电动机劂：柴油供应系统}瓿w爿‘流量调节阀。I琵气系统”1图1试验台组成示意图Fig．1Schematicdiagramoftestbenchcomposition1．2测控系统功能与要求如图1所示，测控系统通过压力变送器、热电偶

7、及流量计等测量元件进行过程参数采集及显示；经过人工或程序判读，通过阀门和泵等执行机构实现对介质流量或压力的实时控制，达到模拟产品试验工况的目的。测控系统的主要要求如下：1)测试设备(不含传感器)测量精度优于0．2％F．S；2)采集速率《500次／秒；3)系统具备手动与自动两种控制模式，定时误差绝对值≯20ms；4)自动控制时序可以在软件界面中自定义，界面友好、易操作；5)系统需具备长期工作的稳定性和可靠性。2测控系统设计2．1设计难点分析通过需求分析，归纳出测控系统设计有以下难点：1)安全性要求高。试验台涉及多种危险介质，且

8、具有高压、易燃、易爆等特点，因此要求测控系统具有高可靠性、安全性，可远程控制。2)系统需具备抗强电磁干扰能力。热电偶输出为毫伏信号，易受变频器、电机等强电设备的干扰，可能导致孔板流量计测量有误。3)时序控制要求较高。为了避免爆燃等危险情况的发生，确保点火成功，相关阀门等执行机构必须严格按照