高超声速自由射流风洞控制系统软件实现.docx

《高超声速自由射流风洞控制系统软件实现.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电子测量技术第３６卷第１２期ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１３年１２月高超声速自由射流风洞控制系统软件实现庞明（北京中科泛控技有限公司北京１００１９２）摘要：自由射流风洞系统可以提供高速逆向的加热气流来模拟冲压发动机在高空飞行的环境，从而测试冲压发动机的动态性能，这需要主气路系统、工艺气系统、水系统、酒精系统、氧系统、点火器系统、发动机系统和真空系统等工艺系统严格按照既定的工序配合执行相应的动作。从软件设计角度，介绍了该控制系统的构成和难点实现。对基于ＬａｂＶＩＥＷ的复杂系统软件开发有很好的借鉴意义。关键词：冲压发动机；风洞；自由射流；高

2、超声速；系统软件中图分类号：ＴＮ３９１文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．４０３０ＳｏｆｔｗａｒｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃｆｒｅｅｊｅｔｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍＰａｎｇＭｉｎｇ（ＢｅｉｊｉｎｇＰａｎｓｉｎｏＳｏｌｕｔｉｏｎｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｒｅｅ－ｊｅｔｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｓｙｓｔｅｍｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｒｅｖｅｒｓｅｈｅａｔｅｄａｉｒｆｌｏｗｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｒａｍｊｅｔｆｌｙｉｎｇａｔｈｉｇｈａｌｔｉｔｕｄｅ，ｔｈｕｓｔｏｔ

3、ｅｓｔｔｈｅｄｎａｍｉｃｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｒａｍｅｔ，ｗｈｉｃｈｒｅｕｉｒｅｓｔｈｅｍａｓｔｅｒａｓｓｓｔｅｍ，ｒｏｃｅｓｓａｓｓｓｔｅｍ，ｙｐｊｑｇｙｐｇｙｗａｔｅｒｓｙｓｔｅｍ，ａｌｃｏｈｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｌｉｑｕｉｄｏｘｙｇｅｎｓｙｓｔｅｍ，ｉｇｎｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｅｎｇｉｎｅｓｙｓｔｅｍ，ｖａｃｕｕｍｓｙｓｔｅｍａｎｄｏｔｈｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｙｓｔｅｍｓｔｏｐｅｒｆｏｒｍｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅａｃｔｉｏｎｓｉｎｓｔｒｉｃｔａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕ

4、ｃｅｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ．ＩｔｉｓａｇｏｏｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｃｏｍｐｌｅｘｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎＬａｂＶＩＥＷ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｍｊｅｔ；ｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌ；ｆｒｅｅ－ｊｅｔ；ｈｙｐｅｒｓｏｎｉｃ；ｓｙｓｔｅｍｓｏｆｔｗａｒｅ１引言冲压发动机是喷气发动机的一种，从设计到量产需要经过种种的测试来验证设计功能和确认改进有效性。在地面实验过程中，需要风洞为发动机提供高速逆向的气流来模拟发动机在高空飞行的状态，从而进一步了解发动机的动态性能，这就需要主气路系统、酒精系统

5、、氧系统、点火器系统、工艺气系统、水系统和真空系统等工艺系统严格按照既定的工序执行相应的动作。ＬａｂＶＩＥＷ作为编程语言，它强大的图形编程能力及可视化编程环境得到软件开发人员的青睐。它能够对风洞的温度、压力、流量等参数实时显示，并且区别于组态软件的是：其可以灵活的实现特殊控制需求；可以进行复杂的实时算法分析；可以与各类ＰＬＣ、ＰＸＩ、ｃＲＩＯ等控制器连接；可以通过工具包拓展功能，加快开发进度。本文介绍的系统就应用了数据记录与监控（ＤＳＣ）模块，完成阀门管道界面搭建。以上特性，使ＬａｂＶＩＥＷ特别适用于各类实验型系统的软件平台开发搭建［１－６］。以某实验基地的高超声速自由射

6、流风洞系统软件为例，该软件无论是在调试阶段还是在实验阶段，都需要不断地调整实验的流程、参数和算法，也可能对现有系统做扩充，比如增加流程步骤、自定义算法、ＰＸＩ板卡通道、ＰＬＣ读写地址、分系统通讯或客户端连接，那么对系统软件的在线编辑能力和扩展性就提出了更高的要求。２系统架构介绍系统采用分布式架构，主要分散在控制室、机柜间和现场，如图１所示。控制室用于集中显示所有系统信号，并对需要控制设备发出控制命令；机柜间用于安放采集和控制的弱电设备，给所有数采控制设备提供电压；现场用于安装实验系统设备和传感器，并采集温度、压力等信号，同时控制现场的阀门。还有配合实验的视频监控等相关子系统

7、设备。收稿日期：２０１３－１０·８０·庞明等：高超声速自由射流洞控制系件第１２期图１系统结构主控系统作为综合实验装置的核心，主要功能是负责采集综合实验装置运行数据，并对阀门等设备进行控制和监测，协同各子系统保证实验装置安全运行。主控ＰＸＩ主要测量温度、压力等模拟量信号，并具有模拟量输出和开关信号输出功能，负责实验流程控制。主控ＰＬＣ主要负责阀门开关量信号及紧急停车逻辑，保障实验安全。系统软件分为负责与用户交互的业务层，引擎实现层和底层驱动。实现层中的引擎，来自于泛华自研软件产品Ｘ－Ｄｅｓｉｇｎｅｒ。主程序采用“基于