发动机试车的停车保护系统及具有其的试车台测控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机试车控制领域，特别地，涉及一种发动机试车的停车保护系统。此外，本发明还涉及一种包括上述停车保护系统的试车台测控系统。
【背景技术】
[0002]航空发动机在试车过程中，测控系统实时的对发动机状态参数和必要的试车台设备或控制参数进行监控，其中某些重要参数必须设置停车保护值，当被监控参数不满足要求时，测控系统会立刻自动执行停车动作，以避免对发动机造成损伤。
[0003]参照图1，现有技术一般选用外部采集总线(VXI)系统和可编程逻辑控制器(PLC)现场控制系统组建试车台测控系统硬件，试车程序可以由操作者设置有关参数的保护值，并在试车过程中自动判断，若满足停车指令，下达停车指令并由VXI系统或PLC系统执行动作。
[0004]其中，VXI系统包含:
[0005]1、AD采集模块完成发动机和试车台所有被监控参数的模拟量采集，例如:温度、压力等。
[0006]2、数字10模块完成所有阀门动作的监控。
[0007]3、频率、计数模块完成周期信号的采集，例如:转速、流量等。
[0008]4、DA输出模块用于提供控制(驱动)负载所需的可调节电流/电压。
[0009]PLC系统仅配备10模块，用以监控、执行所有的控制台操作按钮的动作。VXI系统实时采集发动机状态参数并通信给数采工控机进行存储，数采工控机执行试车程序对已设置好的保护值实时对比判断是否达到停车条件，若满足条件，给VXI系统下达指令由10模块完成停车动作，同时也向PLC同步下达停车指令，以防止当VXI或PLC出现故障时，不能可靠的自动执行发动机停车动作。
[0010]除此之外，为防止PLC与VXI自动保护停车功能全部失效，试车台还有人为紧急停车制动按钮，用来执行人为判断保护停车。
[0011]但现有的发动机试车台保护停车存在以下问题:
[0012]1、VXI系统与PLC系统不能完全并行、独立的执行保护动作。采集和判断的机构只有一个，这部分是共用非独立的。
[0013]2、数采系统(VXI+工控机)的可靠性相比PLC来说略有不如，可靠性高的PLC反而不起作用。由于VXI与PLC的保护停车动作实际上并不同步，VXI先于PLC执行动作，若VXI的停车动作不失效，PLC的保护停车功能就不会起作用。VXI作为稳态的采集系统，试车程序对于VXI的读取、写入频率一般设置为10Hz或20Hz，但是试车程序与PLC通信的频率视具体情况而定，多小于10Hz。这样VXI执行停车动作的延迟时间不大于0.1s,而PLC接到试车程序发送的停车指令之后再执行动作，延迟时间超过0.1s。
[0014]3、PLC事实上仅仅是作为执行试车程序的工控机的一个执行机构，没有发挥出该有的作用。
[0015]4、若出现试车程序没有设置保护值等人为错误、试车程序运行出错等工控机软硬件故障或者VX1、PLC与工控机通信中断等故障，测控系统都不执行保护停车动作。测控系统的保护子系统安全风险较大，可靠性有待提高。
【发明内容】
[0016]本发明提供了一种发动机试车的停车保护系统及具有其的试车台测控系统，以解决现有的发动机试车台测控系统的停车保护的可靠性有待提高的技术问题。
[0017]本发明采用的技术方案如下:
[0018]根据本发明的一个方面，提供一种发动机试车的停车保护系统，包括:
[0019]第一数采模块，用于采集发动机状态参数和试车台的控制参数并将采集的参数信息传递给PLC ；
[0020]第二数采模块，用于采集发动机状态参数和试车台的控制参数并将采集的参数信息传递给工控机；
[0021]第一数采模块和第二数采模块经一进二出且三端隔离的信号隔离模块连接用于参数采集的传感器；
[0022]PLC与工控机并行独立地对发动机试车进行停车保护。
[0023]进一步地，第二数采模块采用外部数采总线系统的AD采集模块，且工控机经外部数采总线系统的I/O模块输出指令给发动机及试车台的执行机构以执行停车保护。
[0024]进一步地，PLC经第一数采模块独立采集发动机状态参数和试车台的控制参数，且PLC内预置有用于停车保护的阈值参数，通过采集并比对输入参数与阈值参数，并经PLC的I/O模块自动执行停车保护。
[0025]进一步地，PLC内预置的阈值参数根据发动机的型号单独设置，且试车台控制面板设有用于发动机型号选择的多路开关，多路开关用于选通与发动机的型号匹配的保护程序作为输入指令给PLC和/或工控机进行停车保护。
[0026]进一步地，PLC的采样频率可调。
[0027]进一步地，PLC与工控机通信连接，且PLC的采样频率高于工控机的采样频率，工控机记录PLC的输入输出数据，用于后续停车保护故障判断。
[0028]进一步地，本发明发动机试车的停车保护系统还包括:
[0029]用于控制试车台紧急停车的制动按钮，以对发动机试车执行人为判断保护。
[0030]根据本发明的另一方面，还提供一种试车台测控系统，包括上述的发动机试车的停车保护系统。
[0031]本发明具有以下有益效果:
[0032]本发明发动机试车的停车保护系统，通过给PLC设置单独的用于采集发动机状态参数和试车台的控制参数的第一数采模块，且工控机通过第二数采模块采集发动机状态参数和试车台的控制参数，第一数采模块和第二数采模块经信号隔离模块连接用于参数采集的传感器，使得原始的一路参数信号转化为互相隔离的两路信号，且分别由工控机和PLC进行停车保护判断，实现了完全并行、独立的发动机停车保护，提高了发动机试车的运行可靠性，且并行、独立的检测系统有利于提高试车台信号故障的分析、排查效率，且加快了对保护参数的扫描频率并减少了停车延迟，使得停车时的保护参数采集值更接近设置值，更迅速有效的控制发动机超温超转的程度，从而进一步减少设备不稳定性与人为差错对保护系统的影响。
[0033]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】
[0034]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:
[0035]图1是现有的航空发动机试车台测控系统的结构示意图；
[0036]图2是本发明优选实施例发动机试车的停车保护系统的结构示意图。
[0037]附图标记说明:
[0038]10、信号隔离模块；
[0039]20、第一数采模块；
[0040]30、第二数采模块；
[0041]40、PLC;
[0042]50、工控机；
[0043]60、VXI I/O 模块。
【具体实施方式】
[0044]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。
[0045]参照图2，本发明的优选实施例提供了一种发动机试车的停车保护系统，本实施例停车保护系统包括:
[0046]第一数采模块20，用于采集发动机状态参数和试车台的控制参数并将采集的参数信息传递给PLC 40 ;
[0047]第二数采模块30，用于采集发动机状态参数和试车台的控制参数并将采集的参数信息传递给工控机50 ;
[0048]第一数采模块20和第二数采模块30经一进二出且三端隔离的信号隔离模块10连接用于参数采集的传感器；
[0049]PLC 40与工控机50并行独立地对发动机试车进行停车保护。
[0050]本实施例在发动机试车过程中，对设置了保护值的参数采用传感器进行实时检测，譬如，发动机的试车转速及工作温度经转速传感器、温度传感器检测，且传感器检测的信号经信号隔离模块10转换为互相隔离的两路信号，其中，一路参数信号经第一数采模块20传递给PLC 40，另一路参数信号经第二数采模块30传递给工控机50。PLC 40与工控机50并行独立地对发动机试车进行停车保护，如PLC 40自主扫描采集的转速、温度等保护参数并与存储单元中的数值比较判断，经I/O模块输出指令控制发动机运行活门关闭、