主发联动试验系统和方法与流程

本发明涉及航空发动机控制领域，特别地，涉及一种主发联动试验系统和方法。

背景技术：

现有技术中，公开了一种主发起动试验系统，该主发起动试验系统模拟了外场APU(辅助动力装置)起动大型发动机的情形。对于APU来说，大型发动机起动所需功率相当于APU的负载功率，而APU试验台没有大型发动机，因此需采用合适的纯电阻性负载装置来等效大型发动机起动时所需功率。现有的主发起动试验系统包括APU(含数字式控制器)、数字式控制器面板、发电机及发电控制器、纯电阻性负载和上位机等，如图1所示，该主发起动试验系统的工作原理为：APU正常起动至空载状态；按下数字式控制器面板上的按钮触发主发起动信号，APU的数字式控制器读到该信号后会按照相应的程序工作(如调节燃油量)，最终达到主发起动后应有的状态；几乎在接收主发起动按键发出的触发指令的同时，按下上位机的加载按钮，目的是触发加载信号，同时尽量使得加载功率与发动机输出功率的响应同步；加载信号一旦触发，发电机与负载装置构成电气回路，发电控制器自动励磁，从而完成发电加载，吸收发动机的输出功率。但是，现有的主发起动试验系统经常出现超转现象，原因主要是：主发起动信号在数字式控制器面板上，而加载信号在上位机上，操作人员不能同时按压这两个按键，从而使主发起动信号和加载信号的触发不同步。因此APU主发起动后，往往负载不能马上响应，造成超转。

因此，现有的主发起动试验系统出现超转现象，是一个亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种主发联动试验系统和方法，以解决现有的主发起动试验系统出现超转现象的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一方面，提供了一种主发联动试验系统，包括上位机、可编程控制器、接触器、辅助动力装置、数字式控制器面板、发电机、纯电阻性可调负载和发电控制器，发电机、纯电阻性可调负载和接触器依次串联构成电气回路，接触器的触点跨接在发电机和纯电阻性可调负载之间，上位机分别与可编程控制器和纯电阻性可调负载电连接，数字式控制器面板上的主发起动信号分两路，一路通过可编程控制器控制接触器的线圈开合以接通或断开电气回路，另一路与辅助动力装置的燃油调节阀相连以调节燃油量；发电机连接在辅助动力装置的输出轴上，发电控制器用于给发动机励磁，数字式控制器面板上设置有主发起动按键，可编程控制器用于对加载信号和主发起动信号进行处理以使加载信号和主发起动信号统一由主发起动按键进行联动触发。

进一步地，辅助动力装置包括数字式控制器，数字式控制器用于根据数字式控制器面板联动触发的主发起动信号，给发电机轰油，控制发电机的燃油调节器提高转速，以使发电机处于主发状态。

进一步地，可编程控制器包括控制模块，控制模块用于根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，控制接触器的触点闭合以接通电气回路。

进一步地，上位机包括加载模块，加载模块用于根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，激活纯电阻性可调负载内的中间继电器使得对应电阻的导通以等效模拟大型发动机的消耗功率。

进一步地，上位机还包括调节模块，调节模块用于根据加载任务完成时间和主发起动完成时间之间的差值时间来设置及调节同步时间，以使调节后的同步时间保持主发起动与功率加载之间同步。

根据本发明的另一方面，还提供了一种主发联动试验方法，应用于上述的主发联动试验系统中，主发联动试验方法包括步骤：

通过可编程控制器对加载信号和主发起动信号进行处理以使加载信号和主发起动信号统一由数字式控制器面板的主发起动按键进行触发；

接收主发起动按键发出的触发指令，数字式控制器面板联动触发加载信号和主发起动信号。

进一步地，接收主发起动按键发出的触发指令，数字式控制器面板联动触发加载信号和主发起动信号的步骤之后还包括：

数字式控制器根据数字式控制器面板联动触发的主发起动信号，给发电机轰油，控制发电机的燃油调节器提高转速，以使发电机处于主发状态。

进一步地，接收主发起动按键发出的触发指令，数字式控制器面板联动触发加载信号和主发起动信号的步骤之后还包括：

可编程控制器根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，控制接触器的触点闭合以接通电气回路。

进一步地，接收主发起动按键发出的触发指令，数字式控制器面板联动触发加载信号和主发起动信号的步骤之后还包括：

上位机根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，激活纯电阻性可调负载内的中间继电器和对应电阻的导通以等效模拟大型发动机的消耗功率。

进一步地，通过可编程控制器对加载信号和主发起动信号进行处理以使加载信号和主发起动信号统一由数字式控制器面板的主发起动按键进行触发的步骤之后，接收主发起动按键发出的触发指令，数字式控制器面板联动触发加载信号和主发起动信号的步骤之前还包括：

上位机根据加载任务完成时间和主发起动完成时间之间的差值时间来设置及调节同步时间，以使调节后的同步时间保持主发起动与功率加载之间同步。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的主发联动试验系统和方法，采用可编程控制器对加载信号和主发起动信号进行处理以使加载信号和主发起动信号统一由主发起动按键进行联动触发，避免了主观因素所带来的影响；通过按下APU控制面板上的主发起动按键，将同时触发接触器的线圈得电和辅助动力装置的主发起动，一方面接触器接通主回路，一方面把主发起动指令传到辅助动力装置，并用利用同步时间来克服前者滞后于后者的时间差，从而使主发起动功能完成与接触器闭合几乎同步，解决了主发起动过程中的超转问题。本发明主发联动试验系统，结构简单、使用方便、响应速度快、自动化程度和可靠性高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有主发联动试验系统的结构框图；

图2是本发明主发联动试验系统优选实施例的结构框图；

图3是本发明主发联动试验方法第一实施例的流程示意图；

图4是本发明主发联动试验方法第二实施例的流程示意图；

图5是本发明主发联动试验方法第三实施例的流程示意图；

图6是本发明主发联动试验方法第四实施例的流程示意图；

图7是本发明主发联动试验方法第五实施例的流程示意图。

附图标注说明：

10、上位机；20、可编程控制器；30、接触器；40、辅助动力装置；50、数字式控制器面板；60、发电机；70、电阻性可调负载；80、发电控制器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种主发联动试验系统，包括上位机10、可编程控制器20、接触器30、辅助动力装置40、数字式控制器面板50、发电机60、纯电阻性可调负载70和发电控制器80，发电机60、发电机60、纯电阻性可调负载70和接触器30依次串联构成电气回路，接触器30的触点跨接在发电机60和纯电阻性可调负载70之间，上位机10分别与可编程控制器20和纯电阻性可调负载70电连接，数字式控制器面板50上的主发起动信号分两路，一路通过可编程控制器20控制接触器30的线圈开合以接通或断开电气回路，另一路与辅助动力装置40的燃油调节阀相连以调节燃油量；发电机60连接在辅助动力装置40的输出轴上，发电控制器80用于给发动机励磁，数字式控制器面板50上设置有主发起动按键，可编程控制器20用于对加载信号和主发起动信号进行处理以使加载信号和主发起动信号统一由主发起动按键进行联动触发。其中，上位机10与可编程控制器20之间采用DP(Decentralized Periphery，分布式外围设备)通讯，上位机10与纯电阻性可调负载70之间采用RS485通讯。纯电阻性负载装置70，用于等效大型发动机起动时所需功率；发电控制器80自动励磁，用于完成发电加载，吸收大型发动机的输出功率。

本实施例提供的主发联动试验系统，采用可编程控制器对加载信号和主发起动信号进行处理以使加载信号和主发起动信号统一由主发起动按键进行联动触发，从而避免了主观因素所带来的影响；通过按下数字式控制器面板上的主发起动按键，将同时触发接触器的线圈得电和辅助动力装置的主发起动，一方面接触器接通主回路，一方面把主发起动指令传到辅助动力装置，并用同步时间来克服前者滞后于后者的时间差，从而使主发起动功能完成与接触器闭合几乎同步，解决了主发起动过程中的超转问题。本实施例结构简单、使用方便、响应速度快、自动化程度和可靠性高。

优选地，本实施例提供的主发联动试验系统，辅助动力装置40包括数字式控制器，数字式控制器用于根据数字式控制器面板50联动触发的主发起动信号，给发电机60轰油，控制发电机60的燃油调节器提高转速，以使发电机60处于主发状态。

数字式控制器用于根据数字式控制器面板50联动触发的主发起动信号，给发电机60轰油，控制发电机60的燃油调节器提高转速，从而使发电机60处于主发状态，发出能量起动大型发动机，以完成大型发动机的起动工作。在本实施例中，通过纯电阻性负载装置70来等效模拟大型发动机。

本实施例提供的主发联动试验系统，数字式控制器根据数字式控制器面板联动触发的主发起动信号，给发电机轰油，控制发电机的燃油调节器提高转速，以使发电机处于主发状态，本实施例提供的主发联动试验系统，起动时响应速度快，工作效率高。

优选地，本实施例提供的主发联动试验系统，可编程控制器20包括控制模块，控制模块用于根据数字式控制器面板50联动触发的加载信号，控制接触器30的触点闭合以接通电气回路。

在本实施例中，电气回路装设快速可靠的接触器30，可编程控制器20根据数字式控制器面板50联动触发的加载信号，控制接触器30的触点闭合以接通电气回路，从而同时触发接触器线圈得电和大型发动机的起动。

本实施例提供的主发联动试验系统，可编程控制器根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，触发接触器的线圈得电以使接触器的触点闭合，从而使主发起动功能完成与接触器闭合几乎同步，解决了主发起动过程中的超转问题。本实施例结构简单、使用方便、响应速度快、自动化程度和可靠性高。

优选地，本实施例提供的主发联动试验系统，上位机10包括加载模块，加载模块用于根据数字式控制器面板50联动触发的加载信号，激活纯电阻性可调负载70内的中间继电器使得对应电阻导通以等效模拟大型发动机的消耗功率。

在本实施例中，纯电阻性可调负载70包括中间继电器和与中间继电器对应相连的电阻，上位机10根据数字式控制器面板50联动触发的加载信号，控制可编程控制器20的电压输出，从而使纯电阻性可调负载70里面的中间继电器得电，对应的电阻接通，其中，电阻的电阻值根据等效模拟的大型发动机的所能消耗的实际能量进行设置，在相同的单位时间内，电阻所消耗的功率与模拟等效的大型发动机所消耗的功率相同。

本实施例提供的主发联动试验系统，上位机根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，激活纯电阻性可调负载内的中间继电器和对应电阻导通以等效模拟大型发动机的消耗功率，本实施例通过纯电阻性可调负载等效模拟大型发动机，并且通过可编程控制器的控制以使中间继电器得电来接通对应的电阻做功，等效模拟大型发动机，从而节省了空间、降低了成本和简化了结构。

优选地，本实施例提供的主发联动试验系统，上位机10还包括调节模块，调节模块用于根据加载任务完成时间和主发起动完成时间之间的差值时间来设置及调节同步时间，以使调节后的同步时间保持主发起动与功率加载之间同步。

本实施例提供的主发联动试验系统，上位机10根据加载任务完成时间和主发起动完成时间之间的差值时间来设置及调节同步时间，以使调节后的同步时间保持主发起动与功率加载之间同步，以解决主发起动过程中的超转问题。其中，加载任务完成时间为是指上位机10和纯电阻性可调负载70的程序扫描及通讯时间、纯电阻性可调负载70里中间继电器和接触器等硬件的动作时间。主发起动完成时间是指触发主发起动信号后，APU控制器的响应时间以及燃油调节的时间等。加载任务完成时间与主发起动完成时间分别探究是无法精准的，但是设定两者之间的差值即同步时间是有意义的。因为加载任务完成时间总是滞后于主发起动完成时间，所以需要设置一个同步时间以使得接触器30闭合的时间最终与主发起动功能完成同步，具体地，本实施例通过在上位机10上设置同步时间来调节辅助动力装置40的主发起动完成时间和纯电阻性可调负载70的加载任务完成时间以解决主发起动过程中的超转问题。

本实施例提供的主发联动试验系统，上位机根据加载任务完成时间和主发起动完成时间之间的差值时间来设置及调节同步时间，以使调节后的同步时间保持辅助动力装置主发起动与纯电阻性可调负载功率加载之间同步，从而解决主发起动过程中的超转问题，并且针对不同型号的辅助动力装置，只需修改同步时间即可，具有通用性和适应性。

如图3所示，本实施例还提供一种主发联动试验方法，应用于上述的主发联动试验系统中，该主发联动试验方法包括步骤：

步骤S100、通过可编程控制器对加载信号和主发起动信号进行处理以使加载信号和主发起动信号统一由数字式控制器面板的主发起动按键进行触发。

在主发联动试验系统中，加载信号和主发起动信号由可编程控制器处理后，统一由数字式控制器面板的主发起动按键进行触发。

步骤S200、接收主发起动按键发出的触发指令，数字式控制器面板联动触发加载信号和主发起动信号。

按下主发起动按键，数字式控制器面板接收主发起动按键发出的触发指令，联动触发加载信号和主发起动信号，同时触发接触器的线圈及辅助动力装置，使触发接触器的线圈的得电且辅助动力装置主发起动。

本实施例提供的主发联动试验方法，采用可编程控制器对加载信号和主发起动信号进行处理以使加载信号和主发起动信号统一由主发起动按键进行联动触发，从而避免了主观因素所带来的影响；通过按下APU控制面板上的主发起动按键，将同时触发接触器的线圈得电和辅助动力装置的主发起动，一方面接触器接通主回路，一方面把主发起动指令传到辅助动力装置，从而使主发起动功能完成与接触器闭合几乎同步，解决了主发起动过程中的超转问题。本实施例结构简单、使用方便、响应速度快、自动化程度和可靠性高。

如图4所示，图4是本发明主发联动试验方法第二实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，第二实施例提供的主发联动试验方法，步骤S200之后还包括：

步骤S310、数字式控制器根据数字式控制器面板联动触发的主发起动信号，给发电机轰油，控制发电机的燃油调节器提高转速，以使发电机处于主发状态。

数字式控制器根据数字式控制器面板联动触发的主发起动信号，给发电机轰油，控制发动机的燃油调节器提高转速，从而使发动机处于主发状态，发出能量起动大型发动机，以完成大型发动机的起动工作。在本实施例中，通过纯电阻性负载装置来等效模拟大型发动机。

本实施例提供的主发联动试验方法，数字式控制器根据数字式控制器面板联动触发的主发起动信号，给发电机轰油，控制发电机的燃油调节器提高转速，以使发电机处于主发状态，本实施例提供的主发联动试验系统，起动时响应速度快，工作效率高。

如图5所示，图5是本发明主发联动试验方法第三实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，第三实施例提供的主发联动试验方法，步骤S200之后还包括：

步骤S320、可编程控制器根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，控制接触器的触点闭合以接通电气回路。

在本实施例中，电气回路装设快速可靠的接触器，可编程控制器根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，控制接触器的触点闭合以接通电气回路，从而同时触发接触器线圈得电和大型发动机的起动。

本实施例提供的主发联动试验方法，可编程控制器根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，触发接触器的线圈得电以使接触器的触点闭合，从而使主发起动功能完成与接触器闭合几乎同步，解决了主发起动过程中的超转问题。本实施例提供的主发联动试验方法，控制简单、使用方便、响应速度快、自动化程度和可靠性高。

如图6所示，图6是本发明主发联动试验方法第四实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，第四实施例提供的主发联动试验方法，步骤S200之后还包括：

步骤S330、上位机根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，激活纯电阻性可调负载内的中间继电器导通以对纯电阻性可调负载加载功率。

在本实施例中，纯电阻性可调负载包括中间继电器和与中间继电器对应相连的电阻，上位机根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，控制可编程控制器的电压输出，从而使纯电阻性可调负载里面的中间继电器得电，对应的电阻接通，其中，电阻的电阻值根据等效模拟的大型发动机的所能消耗的实际能量进行设置，在相同的单位时间内，电阻所消耗的功率与模拟等效的大型发动机所消耗的功率相同。

本实施例提供的主发联动试验方法，上位机根据数字式控制器面板联动触发的加载信号，激活纯电阻性可调负载内的中间继电器和对应电阻导通以等效模拟大型发动机的消耗功率，本实施例通过纯电阻性可调负载等效模拟大型发动机，并且通过可编程控制器的控制以使中间继电器得电来接通对应的电阻做功，等效模拟大型发动机，从而节省了空间、降低了成本和简化了结构。

如图7所示，图7是本发明主发联动试验方法第五实施例的流程示意图，在第一实施例的基础上，第五实施例提供的主发联动试验方法，在步骤S100之后、步骤S200之前还包括：

步骤S200A、上位机根据加载任务完成时间和主发起动完成时间之间的差值时间来设置及调节同步时间，以使调节后的同步时间保持主发起动与功率加载之间同步。

本实施例提供的主发联动试验系统，上位机根据加载任务完成时间和主发起动完成时间之间的差值时间来设置及调节同步时间，以使调节后的同步时间保持主发起动与功率加载之间同步，以解决主发起动过程中的超转问题。其中，加载任务完成时间为是指上位机和纯电阻性可调负载的程序扫描及通讯时间、纯电阻性可调负载里中间继电器和接触器等硬件的动作时间。主发起动完成时间是指触发主发起动信号后，APU控制器的响应时间以及燃油调节的时间等。加载任务完成时间与主发起动完成时间分别探究是无法精准的，但是设定两者之间的差值即同步时间是有意义的。因为加载任务完成时间总是滞后于主发起动完成时间，所以需要设置一个同步时间以使得接触器闭合的时间最终与主发起动功能完成同步，具体地，本实施例通过在上位机上设置同步时间来调节辅助动力装置的主发起动完成时间和纯电阻性可调负载的加载任务完成时间以解决主发起动过程中的超转问题。

本实施例提供的主发联动试验方法，上位机根据加载任务完成时间和主发起动完成时间之间的差值时间来设置及调节同步时间，以使调节后的同步时间保持辅助动力装置主发起动与纯电阻性可调负载功率加载之间同步，从而解决主发起动过程中的超转问题，并且针对不同型号的辅助动力装置，只需修改同步时间即可，具有通用性和适应性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。