邱云鵬，高 俊

(中國(guó)航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所，湖南 株洲 412002)

直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)試車臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

邱云鵬，高 俊

(中國(guó)航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所，湖南 株洲 412002)

按照GJB2035-95《直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)通用規(guī)范》的要求，直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的研制，需要大量試車臺(tái)對(duì)其設(shè)計(jì)合理性進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證;通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)試車臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，在滿足傳動(dòng)系統(tǒng)試車臺(tái)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，基于模塊化設(shè)計(jì)思想，采用分布式結(jié)構(gòu)和C/S模式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)一種具有通用性的測(cè)控系統(tǒng)，使其滿足不同規(guī)模結(jié)構(gòu)、測(cè)試類型和試驗(yàn)方法的試車臺(tái)建設(shè)任務(wù);闡述了測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，詳細(xì)介紹了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、數(shù)據(jù)服務(wù)器層及客戶層的通訊流程和程序?qū)崿F(xiàn)方法;該系統(tǒng)在滿足實(shí)時(shí)性、可靠性的基礎(chǔ)上提高了試驗(yàn)效率和測(cè)控精度，減少了試車臺(tái)建設(shè)和適應(yīng)性改造的周期和難度，增強(qiáng)試車臺(tái)的靈活性和可維護(hù)性;系統(tǒng)已成功應(yīng)用于多個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)試車臺(tái)，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

試車臺(tái)；測(cè)控系統(tǒng)；分布式；通用性

0 引言

直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)是直升機(jī)三大關(guān)鍵動(dòng)部件之一，系統(tǒng)性能的好壞將直接影響直升機(jī)的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)和可靠性[1]。隨著我國(guó)航空事業(yè)的快速發(fā)展，在直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)型號(hào)研制過(guò)程中，需要大量試車臺(tái)為直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)綜合性能提供準(zhǔn)確、可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證其設(shè)計(jì)的合理性[2]。近年來(lái)，用于直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)研制保障條件的試車臺(tái)建設(shè)問(wèn)題越來(lái)越突出：一是直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)型號(hào)、種類繁多，機(jī)械結(jié)構(gòu)各不相同，需要建設(shè)的試車臺(tái)數(shù)量多、任務(wù)重；二是試驗(yàn)對(duì)象和試驗(yàn)方法各異，需求彈性大，經(jīng)常需要對(duì)試車臺(tái)進(jìn)行適應(yīng)性改造。而測(cè)控系統(tǒng)作為試車臺(tái)的核心組成部分，在傳統(tǒng)的試車臺(tái)中需按照機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、測(cè)試類型和試驗(yàn)方法等進(jìn)行非標(biāo)定制，往往一套測(cè)控系統(tǒng)只能滿足一個(gè)試車臺(tái)的需要。為此，開發(fā)一種通用化的測(cè)控系統(tǒng)，使其適用于各種類型的試車臺(tái)的需要，以減少試車臺(tái)建設(shè)及適應(yīng)性改造的周期和難度，降低設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度，增強(qiáng)試車臺(tái)的靈活性和可靠性。

1 系統(tǒng)組成

測(cè)控系統(tǒng)是傳感技術(shù)、通訊傳輸、計(jì)算機(jī)、及網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)的綜合，是綜合自動(dòng)化中的子系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，是由被控對(duì)象、檢測(cè)單元、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等基本單元組成。直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)試車臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)按照結(jié)構(gòu)分為潤(rùn)滑系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制與測(cè)試系統(tǒng)和變頻調(diào)試系統(tǒng)等幾種通用組件，分別完成輔助控制、溫度控制、扭矩控制、載荷控制、附件控制、數(shù)據(jù)測(cè)試、變頻調(diào)速等功能。這些組件中包含的測(cè)控參數(shù)類型多、數(shù)量大，且需要控制的對(duì)象各異，因此測(cè)控系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，將各種控制和測(cè)試任務(wù)分配到不同的智能單元，并采用PROFIBUS、PROFINET、TCP/IP及EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)連接各智能單元，組建C/S模式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)?；谝陨系脑O(shè)計(jì)思想，將測(cè)控系統(tǒng)分成三層：客戶層、數(shù)據(jù)服務(wù)層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，如圖1所示。數(shù)據(jù)服務(wù)層作為中間層，一方面從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層獲取試驗(yàn)信息，傳遞給客戶層，另一方面又從客戶層接受命令，控制底層的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行。

圖1 分布式多層測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

結(jié)合近年來(lái)直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)試車臺(tái)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，將測(cè)控系統(tǒng)的硬件標(biāo)準(zhǔn)化，采用成熟度高的、經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的裝置和元器件，在滿足建臺(tái)技術(shù)要求、保障試驗(yàn)設(shè)備安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。根據(jù)測(cè)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，客戶層和數(shù)據(jù)服務(wù)層硬件選用西門子、研華等生產(chǎn)的服務(wù)器、工控機(jī)和工業(yè)交換機(jī)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層硬件選用西門子公司的S7-300 2PN/DP型可編程控制器(PLC)完成變頻調(diào)速、輔助控制、溫度控制、扭矩控制、載荷控制、附件控制等系統(tǒng)功能，發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)信息，接受控制命令，上傳電壓、電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及軸承溫度等模擬量；選用美國(guó)儀器公司的CompactRIO實(shí)時(shí)控制器和各種類型的I/O模塊進(jìn)行模擬信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)的采集，用于監(jiān)控反映設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況的扭矩、載荷、溫度、壓力、流量等參數(shù)；選用美國(guó)儀器公司的CompactDAQ模塊化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備振動(dòng)信號(hào)的采集處理。這樣的硬件選擇基本可滿足不同直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)試車臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)的要求。

按照系統(tǒng)硬件劃分的三個(gè)層次，系統(tǒng)軟件也由三大類別的程序組成：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層程序、數(shù)據(jù)服務(wù)器程序和客戶機(jī)程序。

2 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層程序設(shè)計(jì)

按照測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層程序分為可編程控制器(PLC)程序、CompactRIO實(shí)時(shí)控制器程序、CompactDAQ數(shù)據(jù)采集器程序設(shè)計(jì)三個(gè)部分，完成現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程參量和狀態(tài)參量的采集、進(jìn)行適宜的運(yùn)算、控制電機(jī)、馬達(dá)和加熱器等設(shè)備的任務(wù)。

2.1 可編程控制器程序設(shè)計(jì)

在傳動(dòng)系統(tǒng)試車臺(tái)PLC一般都選用同一系列的產(chǎn)品，在性能指標(biāo)，編程語(yǔ)言及指令系統(tǒng)上基本一致，而且在控制規(guī)模上各臺(tái)可編程序控制器都基本是負(fù)責(zé)控制一套或幾套完整的機(jī)械設(shè)備。這樣，制定PLC程序設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定程序的基本結(jié)構(gòu)，使之具有靈活性和通用性的模版程序，稍加修改后就能適用于其它傳動(dòng)系統(tǒng)試車臺(tái)的使用要求。

PLC程序組織塊采用梯形圖編程，功能和功能塊采用SCL語(yǔ)言編程[3]，程序完成以下功能：

1)獲取數(shù)據(jù)：獲取拖動(dòng)控制系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù)，并從映像區(qū)復(fù)制開關(guān)輸入信號(hào)；

2)系統(tǒng)操作控制：調(diào)用上升沿切換功能塊控制操作模式；運(yùn)行狀態(tài)綜合分析控制連鎖條件標(biāo)志；進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)狀態(tài)指示；

3)開關(guān)設(shè)備啟停：邏輯組合開關(guān)設(shè)備的啟停聯(lián)鎖條件；調(diào)用起動(dòng)與停止功能控制開關(guān)設(shè)備；

4)輸出命令：獲取開關(guān)命令輸出到映像區(qū)；獲取模擬調(diào)節(jié)命令至過(guò)程區(qū)；獲取遠(yuǎn)程命令傳輸?shù)酵蟿?dòng)系統(tǒng)。

通過(guò)結(jié)構(gòu)化的共享數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)測(cè)量與控制數(shù)據(jù)，符號(hào)化編程，采用匈牙利命名法(變量名=屬性+類型+對(duì)象描述)進(jìn)行變量命名。共享數(shù)據(jù)塊分為上傳數(shù)據(jù)塊(DB41)和下載數(shù)據(jù)塊(DB42)。數(shù)據(jù)塊定義如表1、表2所示。上傳數(shù)據(jù)塊的參數(shù)操作通過(guò)DB48定義的符號(hào)變量索引，下傳數(shù)據(jù)塊的參數(shù)操作通過(guò)DB49定義的符號(hào)變量索引。約定試驗(yàn)設(shè)備共有128個(gè)開關(guān)設(shè)備(根據(jù)需要可擴(kuò)展)，如電動(dòng)機(jī)、電磁閥、指示燈和加溫器燈。故DB48數(shù)據(jù)塊定義有開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)反饋索引變量區(qū)，首地址指向DB41.abPib[0]；控制狀態(tài)索引變量區(qū)，首地址指向DB41.abPqb[0]。而DB49數(shù)據(jù)塊定義有開關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)程起動(dòng)索引變量區(qū)，首地址指向DB42.abRun[0]；遠(yuǎn)程停止索引變量區(qū)，首地址指向DB42.abOve[0]。這樣變量地址發(fā)生改變時(shí)，只需要修改DB48和DB49的索引值，重新定位變量地址即可，不需要修改FB塊和FC塊。

表1 上傳數(shù)據(jù)塊(DB41)定義表

表2 下載數(shù)據(jù)塊(DB42)定義表

2.2 CompactRIO實(shí)時(shí)控制器程序設(shè)計(jì)

CompactRIO是一種小巧而堅(jiān)固的工業(yè)化控制和采集系統(tǒng)，采用可重新配置I/O技術(shù)實(shí)現(xiàn)超高性能和可自定義功能[4]。cRIO程序設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能，一是完成cRIO本身I/O模塊的數(shù)據(jù)采集并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量與上位機(jī)程序進(jìn)行通訊，二是完成cRIO與可編程控制器之間的通訊，同樣的將可編程控制器中的數(shù)據(jù)打包為網(wǎng)絡(luò)變量供上位機(jī)程序使用。

2.2.1 CompactRIO實(shí)時(shí)控制器I/O模塊編程

傳統(tǒng)上，訪問(wèn)cRIO I/O是通過(guò)對(duì)FPGA編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，自LabVIEW8.6[5]版本開始，cRIO增加了掃描模式自動(dòng)監(jiān)測(cè)I/O模塊。使用掃描模式只需將I/O變量拖拽到LabVIEW Real-Time[6]及主機(jī)VI程序框圖中，即可讀寫I/O數(shù)據(jù)，無(wú)需FPGA編程或編譯。由于在測(cè)控系統(tǒng)中，cRIO控制器負(fù)責(zé)壓力、溫度、流量等對(duì)采樣頻率要求不高(不高于1 kHz)的物理量進(jìn)行采集，所以采用掃描模式進(jìn)行編程。掃描通道采用硬件定時(shí)的方式實(shí)現(xiàn)模塊間的同步。

cRIO子系統(tǒng)采用一塊cRIO控制器(cRIO-9025)和兩塊EtherCAT擴(kuò)展機(jī)箱(NI-9144)組成，共有24個(gè)I/O插槽。由于試車臺(tái)功能與試驗(yàn)對(duì)象的不同，使用的I/O模塊類型和通道數(shù)量會(huì)有所改變，所以在物理I/O通道上抽象出新的I/O層，將新I/O層中的每個(gè)模塊的虛擬通道數(shù)均定義為16個(gè)，并將虛擬通道與物理通道進(jìn)行綁定。這就使程序僅針對(duì)虛擬通道進(jìn)行讀寫操作，簡(jiǎn)化了物理I/O發(fā)生改變時(shí)程序修改的工作量。CRIO控制器 I/O變量配置如圖2所示。

圖2 CRIO控制器I/O變量配置圖

在新的I/O層綁定結(jié)束后，將所有的抽象出的I/O變量按照所綁定的模塊順序依次寫入到網(wǎng)絡(luò)變量中供上位機(jī)數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行讀寫操作處理。這樣在I/O模塊發(fā)生改變的情況下，只需更改新的I/O層變量所綁定的值，重新部署編譯即可，不需要更改底層程序。這就解決了由于試驗(yàn)對(duì)象不同而使用不同I/O模塊需要修改SubVI的情況。

2.2.2 與可編程控制器通訊程序設(shè)計(jì)

cRIO與可編程控制器通訊方式主要有兩種，一是通過(guò)LabVIEW調(diào)用PRODAVE S7軟件包的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(prodave.dll)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC數(shù)據(jù)的讀寫操作[7]，優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸正確率高，缺點(diǎn)是在超過(guò)64個(gè)字后通訊速率超過(guò)300 ms，并且程序的后期維護(hù)和移植不方便。另外一種是通過(guò)TCP/IP協(xié)議直接讀寫PLC數(shù)據(jù)，這種方法的傳輸速率和穩(wěn)定性都很高，而且易于后期程序的維護(hù)和移植。所以系統(tǒng)采用TCP/IP協(xié)議直接與PLC進(jìn)行通訊。

將要進(jìn)行讀寫的PLC數(shù)據(jù)塊參數(shù)如PLC的網(wǎng)絡(luò)地址、操作方式、塊號(hào)、變量地址、變量類型等保存至Excel表格文件，程序在運(yùn)行時(shí)首先讀取Excel，確定要讀取或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)參數(shù)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享變量操作PLC中的數(shù)據(jù)塊。這樣如果要讀取數(shù)據(jù)塊參數(shù)發(fā)生改變，只需要對(duì)Excel文件做相應(yīng)更改即可，這就減少了在試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)對(duì)象或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)生改變時(shí)帶來(lái)程序修改的時(shí)間和工作量。

2.3 CompactDAQ數(shù)據(jù)采集器程序設(shè)計(jì)

在一般的測(cè)控系統(tǒng)中，設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)采集變換后輸出一個(gè)通頻值作為設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)信息，但通頻值是原始的未經(jīng)處理變換的由各頻率振動(dòng)分量相互迭加后的總振動(dòng)，只能反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如果通頻值瞬時(shí)上升，則無(wú)法判斷出具體的故障原因，這時(shí)就需要對(duì)分頻量進(jìn)行轉(zhuǎn)換分析。所以在CompactDAQ數(shù)據(jù)采集器程序設(shè)計(jì)中，不僅給出振動(dòng)的通頻值，而且將處理變換后的振動(dòng)有效值基頻幅值(一倍頻幅值)和特征頻率下的幅值上傳至上位機(jī)程序。

cDAQ數(shù)據(jù)采集器系統(tǒng)由cDAQ9138 8槽機(jī)箱加7塊NI 9134 4通道動(dòng)態(tài)信號(hào)采集模塊和一塊NI 9401雙向計(jì)數(shù)器模塊組成，NI 9134 I/O模塊內(nèi)置可自動(dòng)調(diào)節(jié)采樣率的抗混濾波器，每通道采樣頻率可達(dá)51.2 kHz，同時(shí)使用LabVIEW和NI 聲音與振動(dòng)分析工具包，完成振動(dòng)數(shù)據(jù)的采集和處理。程序設(shè)計(jì)時(shí)將每一個(gè)NI 9234采集到的原始信號(hào)和經(jīng)過(guò)處理得到的振動(dòng)RMS值、基頻幅值和特征頻率下的幅值組成16個(gè)通道數(shù)據(jù)寫入網(wǎng)絡(luò)變量進(jìn)行上傳，如有需要也可將頻譜圖數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。

3 數(shù)據(jù)服務(wù)器程序設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)服務(wù)器是客戶機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通訊的橋梁，為中間層，其規(guī)范了數(shù)據(jù)接口操作，盡量避免因硬件改動(dòng)，而導(dǎo)致軟件的修改。數(shù)據(jù)服務(wù)器程序主要完成輸入輸出數(shù)據(jù)的通訊傳輸分發(fā)，主要特點(diǎn)如下：

1)具備成熟可靠的通訊協(xié)議接口，保證測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性；

2)定時(shí)接收和發(fā)送規(guī)范數(shù)據(jù)到現(xiàn)場(chǎng)端及網(wǎng)絡(luò)端；

3)診斷現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行和通訊狀態(tài)；

4)模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，驗(yàn)證程序的邏輯正確性。

數(shù)據(jù)服務(wù)器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，將各通訊任務(wù)放在不同的線程中，并且作為主動(dòng)者與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊。而與客戶機(jī)通訊，獲取數(shù)據(jù)為事件驅(qū)動(dòng)方式，發(fā)布數(shù)據(jù)則采用異步定時(shí)方式。數(shù)據(jù)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)通訊見圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通訊流程示意圖

數(shù)據(jù)服務(wù)器利用分布式系統(tǒng)管理器程序?yàn)楦骺蛻魴C(jī)建立通訊目標(biāo)(網(wǎng)絡(luò)變量)，并設(shè)置相應(yīng)權(quán)限。每個(gè)客戶機(jī)均包括：測(cè)量數(shù)據(jù)、控制命令，通道數(shù)量和名稱等通訊目標(biāo)(網(wǎng)絡(luò)變量)。然后利用NI-PSP協(xié)議對(duì)各種通訊目標(biāo)依據(jù)相應(yīng)權(quán)限進(jìn)行讀寫操作。

4 客戶機(jī)程序設(shè)計(jì)

客戶機(jī)程序主要完成人機(jī)交互功能，控制試驗(yàn)設(shè)備按預(yù)定的功能運(yùn)行，程序編制中需要考慮如下問(wèn)題：由于功能模塊眾多，模塊、變量名稱需統(tǒng)一，接口應(yīng)有一致性；線程間數(shù)據(jù)傳遞考慮競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，須有詳盡的運(yùn)行狀態(tài)指示和記錄。如圖4客戶機(jī)程序結(jié)構(gòu)框圖所示。程序按照試車臺(tái)的結(jié)構(gòu)特征和測(cè)控系統(tǒng)的組成，采用模塊化結(jié)構(gòu)，程序流程清晰，易于修改。

圖4 客戶機(jī)程序結(jié)構(gòu)框圖

表征試驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行狀況的參數(shù)有轉(zhuǎn)速、扭矩、壓力、溫度和金屬沫等，以及加載器、油泵、電磁閥和油缸的執(zhí)行器件。在程序操作性和可維護(hù)性的角度，將上述參數(shù)抽象為物理通道和邏輯通道的概念。使用結(jié)構(gòu)表示單個(gè)通道的屬性，如表3、表4所示。而所有物理通道和邏輯通道采用不同的Excel線性列表存儲(chǔ)。

物理通道與數(shù)據(jù)服務(wù)器中上傳的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，邏輯通道與通過(guò)引用標(biāo)記綁定物理通道，當(dāng)傳感器接線位置、量程和類型發(fā)生改變的情況下只需將通道表中的物理通道引用標(biāo)記做相應(yīng)更改即可。如圖3通道參數(shù)設(shè)置圖所示，左側(cè)為讀取的邏輯通道線性列表，通過(guò)下拉菜單選擇與之綁定的物理通道。

表3 物理通道屬性定義

表4 邏輯通道屬性定義

圖5 通道參數(shù)設(shè)置圖

客戶機(jī)程序采用多線程和異步定時(shí)方式對(duì)各種任務(wù)進(jìn)行處理，是試驗(yàn)的測(cè)控中心，客戶機(jī)通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)從數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的反饋信息，并以異步定時(shí)方式以固定頻率向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出控制命令。圖6為客戶機(jī)通訊程序流程示意圖。

按照測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，程序顯示界面需指示簡(jiǎn)潔、形象，布局合理。測(cè)控系統(tǒng)客戶機(jī)程序包括主界面、表格顯示、設(shè)備控制和系統(tǒng)圖示等界面顯示。主界面是系統(tǒng)的起始界面，顯示包括報(bào)警信息在內(nèi)的所有系統(tǒng)運(yùn)行信息，其它界面則從主界面菜單欄按需打開；表格顯示界面讀取邏輯通道表格中的變量名稱，以安裝位置或功能的不同，生成不同的表格進(jìn)行顯示；設(shè)備控制界面分為載荷譜控制及過(guò)程控制界面，分別用于

圖6 客戶機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊流程示意圖

自動(dòng)控制和手動(dòng)控制；系統(tǒng)圖示界面在圖示化試車臺(tái)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將試驗(yàn)關(guān)鍵參數(shù)同時(shí)顯示。

5 試驗(yàn)結(jié)果與分析

測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后在某型直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)減速器試車臺(tái)和離合器試車臺(tái)分別進(jìn)行布置，并按照測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。具體試驗(yàn)結(jié)果如下：

1)數(shù)據(jù)通訊速率高，無(wú)延遲、數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象；

2)系統(tǒng)程序邏輯合理，線程優(yōu)先級(jí)可在線設(shè)置；

3)數(shù)據(jù)采集、處理、顯示、存儲(chǔ)等功能完備；

4)具備完善的安全保護(hù)處理機(jī)制和信息提示，報(bào)警提示、故障處理等功能可靠有效；

5)提供在線配置功能，增減通道或設(shè)備無(wú)需修改程序，滿足不同試驗(yàn)對(duì)象的測(cè)控需求。

通過(guò)在多個(gè)試車臺(tái)上長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行調(diào)試，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，功能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)論

直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)試車臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅滿足了傳動(dòng)系統(tǒng)試車臺(tái)建設(shè)的要求，且可以在不同規(guī)模結(jié)構(gòu)、測(cè)試類型和試驗(yàn)方法的試車臺(tái)上移植使用，大大降低了程序設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度，提高了工作效率，減少了試車建設(shè)及適應(yīng)性改造的周期和難度。與傳統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)相比具有更高的通用性、靈活性和可維護(hù)性。本測(cè)控系統(tǒng)已在某型直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)減速器、動(dòng)力軸及離合器等試車臺(tái)布置使用，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，使用維護(hù)方便，滿足各試車臺(tái)的設(shè)計(jì)要求，取得了令人滿意的效果，為直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)型號(hào)研制發(fā)揮了重要的作用。

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MeasurementandControlSystemDesignofaHelicopterTransmissionSystemTestBed

QiuYunpeng,GaoJun

(AECCHunanAviationPowerpantResearchInstitute,Zhuzhou412002,China)

According to GJB2035-95 “helicopter transmission system general specification” requirements,helicopter transmission system developments need plenty of test-beds to perform test validating its design. Through the summary of the traditional test bed measurement and control system construction experience,on the basis of meet the technical indicators of the transmission system test-bed,using distributed structure and C/S model measurement and control network,designed a universality measurement and control system,to meet the different scale structure, test type and test method of the test bench construction tasks. The structure and working principle of the measurement and control system are described,the communication process and program implementation method of field device layer, data server layer and client layer are introduced in detail. The system improves the test efficiency and measurement and control precision on the basis of satisfying the real-time and reliability, reduces the cycle and the difficulty in the aspects of the construction and adaptability reform about test-bed and strengthens the flexibility and maintainability of the test-bed.The system is successfully applied to several transmission test-beds with stable and reliable operation.

test-bed; measurement and control software; distributed; universality

2017-03-24；

2017-04-24。

邱云鵬(1983-)，男，河南南陽(yáng)人，工程師，主要從事直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)開發(fā)等方向的研究。

1671-4598(2017)07-0120-04DOI：10.16526/j.cnki.11-4762/tp

TP

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