大型低温风洞安全联锁方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及风洞安全防护领域，特别涉及大型低温风洞安全联锁方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、大型低温风洞以液氮为冷媒构造深低温环境进而提高风洞试验雷诺数，其系统组成复杂，运行流程极其繁琐，试验成本十分高昂，任何一次微小的故障都有可能损坏试验设备，造成重大损失，因此，进行全面细致的安全联锁设计是大型低温风洞安全运行不可或缺的内容。

2、然而，现有常规风洞的安全联锁方法中核心控制系统扮演大包大揽的“一肩挑”角色，其安全联锁设计常常越过各分系统，直接深入到对风洞底层信号的采集和监控上，这一方法在常规风洞中可以奏效。但大型低温风洞涵盖数以千计的信号采集点，其复杂和危险程度也远非常规风洞能比，如果仍采用现有的安全联锁方法，将会导致核心控制系统程序逻辑设计负担过重，容易出现纰漏。另一方面，风洞作为一个庞大的系统工程，各分系统的设计与调试分别归属不同人员，核心控制系统的设计者不会参与到其他分系统的建设中，对各分系统的了解程度存在着一定的局限，必然无法开展全面细致的安全联锁设计。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明第一方面实施例提供大型低温风洞安全联锁方法，该方法解决了现有方法无法对大型低温风洞进行全面细致的安全联锁的问题，对大型低温风洞安全联锁任务进行分解并基于fema方法进行详细故障分析，风洞核心控制系统与各分系统相互配合，确保大型低温风洞能够安全高效运行，并降低风洞建设调试过程中的时间和成本。

3、大型低温风洞安全联锁方法，包含：

4、编制风洞各分系统关键设备的故障分析表，并将风洞各分系统关键设备的故障分析表汇总为总故障分析表；

5、所述故障分析表中至少包含故障现象、对应的风洞工况、对应的安全联锁措施；

6、根据故障分析表生成各故障现象对应的故障信号，并将生成的所有故障信号汇总为风洞的原始故障信号；

7、根据总故障分析表，从原始故障信号中筛选出当前工况下影响风洞运行安全性的有效故障信号；

8、监控有效故障信号是否被触发；以及

9、根据总故障分析表采取对应的安全联锁措施处理被触发的有效故障信号对应的故障现象。

10、根据上述技术手段，本技术实施例对大型低温风洞安全联锁任务进行分解，对风洞各分系统进行详细故障分析，确定各分系统可能存在的潜在风险和后果影响，归纳总结后采集故障信号上报得到风洞原始故障信号，依据当前风洞运行状态，对各分系统上报的原始故障信号筛选后进行实时监测和自动处置，由此实现整个风洞的安全联锁设计。

11、可选的，在本技术的一个实施例中，基于fema方法编制风洞各分系统关键设备的故障分析表，包括：

12、确定风洞各分系统的故障分析范围，筛选出各分系统内影响风洞安全运行的关键设备；

13、确定关键设备潜在的故障现象、该故障现象影响风洞安全运行时对应的风洞工况、和应采取的对应的安全联锁措施；以及

14、根据所述故障现象、对应的风洞工况和对应的安全联锁措施编制成故障分析表。

15、根据上述技术手段，本技术实施例采用fema（失效模式与影响分析）方法能够找出设计和建设过程中影响风洞安全稳定运行的弱点，并制定有效应对措施，进一步提高风洞运行的质量和可靠性。

16、可选的，在本技术的一个实施例中，所述对应的风洞工况包含风洞空闲、模型进出、风洞清洗、风洞升压、风洞降压、风洞升温、风洞降温、正式吹风、风洞置换、风洞故障停车。

17、可选的，在本技术的一个实施例中，所述对应的安全联锁措施包含模型机构急停、风洞正常停车、风洞紧急停车、风洞紧急泄压。

18、根据上述手段，本技术实施例通过对故障现象对应的风洞工况和安全联锁措施进行确定，能够提高故障分析表的精确度，提高安全联锁方法的准确性。

19、可选的，在本技术的一个实施例中，所述根据故障分析表生成各故障现象对应的故障信号的方法包含：

20、风洞各分系统根据故障分析表采集本系统影响风洞运行的关键设备的参数的模拟量信号和开关量信号；

21、根据采集的模拟量信号和开关量信号，判断各故障现象是否发生，形成布尔类型的故障信号；

22、风洞各分系统将本系统所有的布尔类型的故障信号组合成固定长度的一维布尔数组，该一维布尔数值即为风洞各分系统的所有故障现象对应的故障信号；

23、其中，所述一维布尔数组的每一位对应于每一个故障现象，当其中一位为true时，表示对应的故障现象发生，当其中一位为false时，表示对应的故障现象未发生。

24、根据上述技术手段，本技术实施例将各分系统可能存在的所有风险和处理措施归纳总结后通过布尔数组的方式传递给风洞核心控制系统，以便于风洞核心控制系统能够根据该布尔数组进行故障现象判断。

25、可选的，在本技术的一个实施例中，所述判断各故障现象是否发生的方法为：

26、对于所述模拟量信号，从小到大依次设置四种阈值，分别对应于低故障、低报警、高报警、高故障四种故障信号，通过将模拟量与四种阈值比较大小判断相应故障现象是否发生；

27、对于所述开关量信号，高电平即为故障现象发生，低电平即为故障现象未发生。

28、根据上述技术手段，本技术实施例通过对故障信号设置不同阶段的阈值，能够更加准确的判断相应故障现象是否发生。

29、可选的，在本技术的一个实施例中，所述从原始故障信号中筛选出当前工况下影响风洞运行安全性的有效故障信号的方法为： 判断当前风洞所处工况；

30、对当前所述工况下的风洞运行状态进行安全性分析，根据总故障分析表筛选出当前工况下影响风洞运行安全性的有效故障信号。

31、可选的，在本技术的一个实施例中，还包含在交互界面显示当前故障现象的相关信息和处理情况。

32、根据上述技术手段，本技术实施例还能实现当前故障现象详细信息和处理信息的可视化，以便于用户更加直观、清晰地掌握故障的前因后果。

33、本发明第二方面实施例提供大型低温风洞安全联锁装置，包含：

34、编制模块，用于编制风洞各分系统关键设备的故障分析表，并将风洞各分系统关键设备的故障分析表汇总为总故障分析表，所述故障分析表中至少包含故障现象、对应的风洞工况、对应的安全联锁措施；

35、信号生成模块，用于根据故障分析表生成各故障现象对应的故障信号，并将生成的所有故障信号汇总为风洞的原始故障信号；

36、筛选模块，用于根据总故障分析表，从原始故障信号中筛选出当前工况下影响风洞运行安全性的有效故障信号；

37、监控模块，用于监控有效故障信号是否被触发；以及

38、处理模块，用于根据总故障分析表采取对应的安全联锁措施处理被触发的有效故障信号对应的故障现象。

39、可选的，在本技术的一个实施例中，所述编制模块包含：确定单元，用于确定风洞各分系统的故障分析范围，筛选出各分系统内影响风洞安全运行的关键设备，和用于确定关键设备潜在的故障现象、该故障现象影响风洞安全运行时对应的风洞工况、和应采取的对应的安全联锁措施；编制单元，用于根据所述故障现象、对应的风洞工况和对应的安全联锁措施编制成故障分析表。

40、本技术第三方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上的大型低温风洞安全联锁方法。

41、本技术实施例具有以下效果：

42、本技术实施例对大型低温风洞的安全联锁内容进行了任务分解，各分系统先对本系统进行详细的故障分析，确定本系统可能存在的潜在风险和后果影响，归纳总结后采集故障信号上报至核心控制系统，核心控制系统则依据当前风洞运行状态，对各分系统上报的故障信号筛选后进行实时监测和自动处置，由此实现整个风洞的安全联锁设计。

43、本技术实施例所提出的方法采用自下而上的设计理念，简便直观地实现了风洞安全联锁功能的设计开发。该方法能够在大型低温风洞运行时对故障进行快速定位和实时处理，有效保障风洞和人员的安全，同时能够辅助操作人员对故障进行研判，方便其快速识别故障风险性和处理情况，为人为介入修复故障提供决策辅助，降低维修成本。

44、本技术实施例提供了一种简单直观的安全联锁方法，基于该方法可以对大型低温风洞存在的潜在失效模式进行细致精准的研判，在不同工况下可以对大型低温风洞的运行故障进行快速排查、精准溯源和可视化描述，并实时采取正确的安全联锁措施自动处理故障，确保了风洞试验的安全、可靠运行。