一种飞机电源系统模拟机的制作方法
【专利摘要】一种飞机电源系统模拟机。其包括：箱体、控制装置、模拟地面电源车面板、外部电源面板、VGA接口、打印机接口、RS232接口、电源接口和总开关；其中箱体由通过线缆连接在一起的上、下箱体构成；控制装置包括工控机、触摸屏、液晶显示器、多功能采集卡、告警灯、喇叭、单片机、键盘和电源；本发明提供的飞机电源系统模拟机的有益效果：不仅能展示目前主流飞机电源系统供电逻辑和供电优先顺序，还为相关专业学生提供了模拟排故训练机会，为学生在以后工作中迅速准确排除飞机电源系统故障打下良好基础。
【专利说明】
一种飞机电源系统模拟机
技术领域
[0001]本发明属于飞机电源系统技术领域，特别是涉及一种飞机电源系统模拟机。
【背景技术】
[0002]飞机电源系统是飞机上电能的产生、调节、变换、控制、保护等部件的总称，随着机载用电设备的增多及全电飞机的出现，飞机电源系统结构日益复杂，因此对飞机电源系统的可靠性、可维护性也提出了更高要求。
[0003]由于行业的特殊性和现实条件的限制，学生和学员在学习飞机电源系统过程中，不大可能在真实的飞机上进行实训和操作。考虑安全和经济因素，目前培训机构大多采用飞行模拟机或机务维修模拟机作为实训装置。虽然在模拟机上学生可以对驾驶舱面板的布局和部分功能进行演示和操作，但对电源系统的了解只限于控制面板和电源系统页面的认识及简单操作，而对电源系统的构型、正常工作逻辑、故障工作逻辑不能进行很好地动态展示和再现。另外，电源系统都有哪些故障以及如何根据故障隔离手册(FIM)进行相应的排故训练，利用现有模拟机也不能很好地完成，而这些功能对于将要从事机务维修的学员来说十分必要。
[0004]如上所述，若能发明一种飞机电源系统模拟机，不仅可以对飞机电源系统进行正常操作和功能演示，也可对电源系统所有故障进行模拟和再现，并可利用FIM手册进行排故训练。利用该装置对学员进行反复训练，从而加深学员对飞机电源系统功能的深入理解，排故的熟练程度也会显著提高，对机务维修学员快速走上工作岗位大有帮助。
[0005]据相关文献报道，上世纪90年代，美国SUNDSTRAND公司已研制出飞机电源系统模拟机。该模拟机分装在两个箱体中，一个箱体通过内置LED带状指示灯演示电源系统构型，另一个箱体包括电源控制面板、故障维修面板、声光报警、系统页面显示器实物。由于不同机型电源系统结构的差异，这种纯硬件实现的方式只能针对特定机型，不具有通用性。目前，国内已见有上海商用飞机有限责任公司的飞机电源系统的模拟控制板，该模拟控制板是飞机电源系统手动操控、工作状态指示和发电机故障保护等功能的人机控制界面，用于在电源系统的控制板正式装机之前模拟操控，从而检验各个电源部件是否能够达到预期的设计要求。目前，国内尚未见到有关飞机电源系统实训装置的相关报道。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种飞机电源系统模拟机。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供的飞机电源系统模拟机包括:箱体、控制装置、模拟地面电源车面板、外部电源面板、VGA接口、打印机接口、RS232接口、电源接口和总开关；其中箱体由通过线缆连接在一起的上、下箱体构成;控制装置包括工控机、触摸屏、液晶显示器、多功能采集卡、告警灯、喇叭、单片机、键盘和电源;其中:工控机分别与触摸屏、液晶显示器、多功能采集卡和单片机连接，多功能采集卡分别与告警灯和喇叭连接，单片机与键盘连接;电源分别与本模拟机的各用电部件相连接;工控机、多功能采集卡、单片机、电源安装在箱体的内部;液晶显示器和触摸屏分别设置于上箱体和下箱体上，液晶显示器用于显示电源系统原理图，触摸屏用于显示ECAM画面和MCDU画面；告警灯和喇叭安装在液晶显示器的右侧，用于在故障情况下发出报警指示信号;键盘安装在触摸屏的右侧，其上带有小型液晶屏，用于选择工作模式和输入故障码、维修码;模拟地面电源车面板位于下箱体的下侧部位，用于模拟通过外部电源向飞机供电；外部电源面板位于下箱体的下侧部位，用于模拟飞机外部电源接口 ； VGA接口、打印机接口、RS232接口安装于上箱体的左侧部位，用于连接投影仪、打印机在内的外部设备；电源接口安装于下箱体的右上角，总开关位于下箱体的左下角，用于控制电源的通断。
[0008]所述的工控机为工业控制计算机，型号为IPC-610L;多功能采集卡的型号为PCL-813;单片机7的型号为STC11F32。
[0009]本发明提供的飞机电源系统模拟机的有益效果:不仅能展示目前主流飞机电源系统供电逻辑和供电优先顺序，还为相关专业学生提供了模拟排故训练机会，为学生在以后工作中迅速准确排除飞机电源系统故障打下良好基础。
【附图说明】
[0010]图1为本发明提供的飞机电源系统模拟机结构示意图。
[0011]图2为本发明提供的飞机电源系统模拟机中控制系统组成框图；
[0012]图3为本发明提供的飞机电源系统模拟机中键盘结构示意图；
[0013]图4(a)和(b)分别为本发明提供的飞机电源系统模拟机中外部电源面板示意图和模拟地面电源车面板示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施例对本发明提供的飞机电源系统模拟机进行详细说明。
[0015]如图1、图2所示，本发明提供的飞机电源系统模拟机包括:
[0016]箱体11、控制装置、模拟地面电源车面板12、外部电源面板13、VGA接口14、打印机接口 15、RS232接口 16、电源接口 17和总开关18;其中箱体11由通过线缆21连接在一起的上、下箱体构成;控制装置包括工控机1、触摸屏2、液晶显示器3、多功能采集卡4、告警灯5、喇叭
6、单片机7、键盘8和电源10;其中:工控机I分别与触摸屏2、液晶显示器3、多功能采集卡4和单片机7连接，多功能采集卡4分别与告警灯5和喇机6连接，单片机7与键盘8连接;电源10分别与本模拟机的各用电部件相连接;工控机1、多功能采集卡4、单片机7、电源10安装在箱体11的内部;液晶显示器3和触摸屏2分别设置于上箱体和下箱体上，液晶显示器3用于显示电源系统原理图，触摸屏2用于显示ECAM(飞机中央电子监控)画面和M⑶U(多功能控制显示组件)画面;告警灯5和喇叭6安装在液晶显示器3的右侧，用于在故障情况下发出报警指示信号;键盘8安装在触摸屏2的右侧，其上带有小型液晶屏，用于选择工作模式和输入故障码、维修码;模拟地面电源车面板12位于下箱体的下侧部位，用于模拟通过外部电源向飞机供电；外部电源面板13位于下箱体的下侧部位，用于模拟飞机外部电源接口；VGA接口 14、打印机接口 15、RS232接口 16安装于上箱体的左侧部位，用于连接投影仪、打印机在内的外部设备；电源接口 17安装于下箱体的右上角，总开关18位于下箱体的左下角，用于控制电源10的通断。
[0017]工控机I为工业控制计算机，型号为IPC-610L;多功能采集卡4的型号为PCL-813;单片机7的型号为STC11F32。
[0018]本飞机电源系统模拟机采用双处理器构架，主处理器为一台工控机1，从处理器为单片机7，单片机7外扩键盘8，使用者可在键盘8上进行机型选择、工作模式(正常模式、教学模式、故障模式)选择、故障码的设置和维修代码输入;单片机7将上述设置好的数据通过串口传送至工控机I;工控机I通过两个VGA接口扩展出一个液晶显示器3和一个具有显示和触摸输入功能的触摸屏2，液晶显示器3用于显示飞机电源系统动态构型图，触摸屏2用于显示电源操作面板、电源系统页面和MCDU操作面板。
[0019]本飞机电源系统模拟机能选择三种模式:正常模式、故障模式和训练模式。使用者可在图3所示的键盘8上按“MODE”键选择工作模式，此时在其上的小型液晶屏上将显示出所选择模式。
[0020]a.正常模式；
[0021]在正常模式下，工控机I接收使用者通过触摸屏2上的虚拟操作面板输入的数据，根据相应机型的电源系统工作逻辑和优先级，对液晶显示器3上的构型图中的所有附件(如IDG(Integrated Drive Generator)综合驱动发电机、汇流条、接触器等)的工作状态进行动态显示(通过改变附件颜色或外形)，动态演示飞机电源系统供电逻辑和供电优先顺序，各汇流条的切换延时与实际飞机相同。
[0022]b.训练模式;
[0023]训练模式与正常模式类似，也可通过触摸屏2上的虚拟电源面板和液晶显示器3上的汇流条构型图，动态演示飞机电源系统供电逻辑和供电优先顺序，区别在于为便于教学，在此模式下，汇流条切换时间与实际飞机相比有明显延时(5-10秒)。
[0024]c.故障模式。
[0025]在故障模式下，通过输入故障码可对飞机电源系统的故障进行模拟再现，由工控机I驱动告警灯5和喇叭6进行声光报警，构型图显示故障情况下汇流条切换情况，触摸屏2的ECAM页面显示报警信息，帮助学生全面了解故障状态。学员可查询维护页面信息，利用故障隔离手册依次输入排故操作对应的排故码以进行模拟排故。
[0026]现将故障设置和排故流程阐述如下:
[0027]步骤I)插上电源插头，将本飞机电源系统模拟机的外部电源(交流220V)接好，打开主开关18;
[0028]步骤2)按下键盘8上的“A/G”键，选择地面模式；按下“MODE”键选择正常模式(NORMAL)，此时键盘8上的小型液晶屏上应显示如下字样:
[0029]MAIN MENU>0N GR0UND>N0RMAL MODE
[0030]步骤3)触摸屏2首页显示“MCDU”、“ECAM”和“HOME”三个功能按钮，分别按下不同选项显示不同画面；
[0031 ]步骤4)触摸屏2切换到“HOME”页面，通过电源操作面板启动发动机和IDG给飞机供电，通过液晶显示器3观察汇流条的状态，可通过“A/G”键切换飞机在空中或地面状态。
[0032]步骤5)输入故障步骤:按键盘8上的“MODE”键切换到“FAULT”模式，从故障隔离手册手册中选择一个故障码，输入后按下“ENT”键，注意声光报警信息和ECAM报警信息，观察汇流条状态的变化，此时液晶显示器3上显示“faults entered”。
[0033]步骤6)排故步骤:应将图4b上的电源线(4芯航空插头)拔出，插在面板a上的外接电源插头上，并按下“CLOSE”按钮，此时，外接电源已接入，相应电源指示灯“AVAIL”亮起。
[0034]步骤7)在触摸屏2上按下”MCDU”功能按钮，选择CMS(中心监控系统)查询ECAM报警
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[0035]步骤8)根据报警信息，结合电源系统的组成和原理，参考机型排故手册，将相应维修步骤对应的排故代码通过键盘8依次键入并按下“ΕΝΤ”，直至“faults entered”消除即表示故障解除，此次排故过程结束。
[0036]本发明提供的飞机电源系统模拟机的主要目的在于提供一种飞机电源系统模拟机，除能展示系统相关电门功能、系统逻辑和电源供电优先顺序外，还创新性地加入故障状态响应及模拟排故功能，既能辅助课堂教学又能作为学生实习训练的工具。
【主权项】
1.一种飞机电源系统模拟机，其特征在于:所述的飞机电源系统模拟机包括:箱体(11)、控制装置、模拟地面电源车面板(12)、外部电源面板(13)、VGA接口(14)、打印机接口(15)、RS232接口(16)、电源接口(17)和总开关(18);其中箱体(11)由通过线缆(21)连接在一起的上、下箱体构成;控制装置包括工控机(I)、触摸屏(2)、液晶显示器(3)、多功能采集卡(4)、告警灯(5)、喇叭(6)、单片机(7)、键盘(8)和电源(10);其中:工控机(I)分别与触摸屏(2)、液晶显示器(3)、多功能采集卡(4)和单片机(7)连接，多功能采集卡(4)分别与告警灯(5)和喇叭(6)连接，单片机(7)与键盘(8)连接；电源(10)分别与本模拟机的各用电部件相连接;工控机(I)、多功能采集卡(4)、单片机(7)、电源(10)安装在箱体(II)的内部;液晶显示器(3)和触摸屏(2)分别设置于上箱体和下箱体上，液晶显示器(3)用于显示电源系统原理图，触摸屏(2)用于显示ECAM画面和MCDU画面;告警灯(5)和喇叭(6)安装在液晶显示器(3)的右侧，用于在故障情况下发出报警指示信号;键盘(8)安装在触摸屏(2)的右侧，其上带有小型液晶屏，用于选择工作模式和输入故障码、维修码;模拟地面电源车面板(12)位于下箱体的下侧部位，用于模拟通过外部电源向飞机供电；外部电源面板(13位于下箱体的下侧部位，用于模拟飞机外部电源接口；VGA接口(I4)、打印机接口(15)、RS232接口(16)安装于上箱体的左侧部位，用于连接投影仪、打印机在内的外部设备；电源接口(17)安装于下箱体的右上角，总开关(18)位于下箱体的左下角，用于控制电源(10)的通断。2.根据权利要求1所述的飞机电源系统模拟机，其特征在于:所述的工控机(I)为工业控制计算机，型号为IPC-610L;多功能采集卡(4)的型号为PCL-813;单片机(7)的型号为STC11F32。
【文档编号】G09B25/02GK105894883SQ201610286251
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】张长勇, 李 东, 王立忠, 王兴财
【申请人】中国民航大学