電氣自動化在航空實驗中的應用

來興勝++劉尚杰

摘要：本文從航空設備的類型 組成 原理現狀 等闡述了電氣自動化控制在航空試驗中的重要性。

關鍵詞：爆炸減壓艙；真空泵；艙體 ；航空模擬環境；電氣控制

航空業的發展是一個國家綜合實力和社會進步的重要標志。近幾年來我國在民用航空領域和軍事航空領域均取得了長足的發展。航空器的飛行安全，事故預防和災難應急處置等方面的研究變得尤為重要。航空實驗艙可通過創造不同的壓力，溫度環境及迅速減壓過程，真實地模擬航空器在不同的高度所處的低壓低溫環境及航空器受損后失密狀態，展開飛行員航空生理測試，裝備試驗及災難應急處理研究有著重要而深遠的意義。

系統組成

低壓溫度復合及爆炸減壓艙主要由艙體總成、操作控制中心、真空動力系統、供排氧系統（呼吸氣系統）、溫控系統、加濕加熱系統、生理測試系統、爆炸減壓系統、攝像監視及通訊系統、照明系統、電控系統、計算機自動化操作控制系統等組成。

電氣系統的應用

計算機自動化操作控制系統

該設備的操作控制方式為手動+計算機自動化操作控制兩種方式，其中計算機自動化操作為主要操作方式，手動為安全保障和輔助操作方式，計算機自動化操作控制具備按程序實現模擬高度、升降速及通風換氣等功能，要求具備以下功能：

1.系統工作原理

通過各種傳感器采集到所對應的各種相關模擬高度、升降速率、溫濕度O2濃度、CO2濃度等數據，輸入系統處理中樞，經計算機運算并在顯示屏上顯示，計算機系統可依據采集的各種數據自動實現模擬高度、升降速、通風量等試驗狀態

2.計算機自動跟蹤監測與控制運行模式

2.1模擬高度狀態

計算機自動跟蹤監測系統通過傳感器自動跟蹤監測艙內負壓狀態，根據實驗所需高度升降速、通風量等相關參數的要求，按預設方案自動調節真空泵工作狀態和進出風量的大小，實現實驗所需的模擬狀態，滿足以下參數的要求。

a、模擬高度：0～30000m，高度誤差<10m。

最大升降速率：上升速度40m/s，下降速度60m/s。

c、艙室通風量：10m3/h.人

d、模擬高度顯示精度：±1m

2.2模擬通風量狀態

根據工作時艙內人員的數量及通風量要求編制相應程序輸入計算機系統，系統經處理后，按設定的程序化方案對循環通風系統的運行狀態實施自動化控制，以達到實驗所需要的通風要求，可確保通風量為10m3/人.h。

2.3在滿足以上實驗狀態的自動模擬控制功能外，計算機系統還具備以下功能：

a、故障自檢功能：系統軟件具有故障導引排除和應急處理程序，當自動控制的傳感器或執行元件發生故障時，系統軟件自動檢測到錯誤并給出處理方案。

b、軟件系統一鍵還原：當系統文件故障而不能打開微機時，系統具有一鍵還原功能，只要在重新啟動微機時按F11鍵，系統將自動恢復到調試好的正常狀態。

c、斷電自保：當出現停電等不可預計的情況時，微機系統自動關閉，系統所有參與自動控制的閥門及傳感機構立刻回到零狀態，自動閥門關閉，保持艙內狀態不便，立刻轉為手動。斷電后當重新獲得電能時，打開微機系統，微機系統自動進入艙內狀態情況，重新開始工作，微機系統將接續艙內狀態繼續工作。

d、語音提示：實驗過程中自動對艙內人員進行必要的語音提示，包括進艙須知、實驗要求、注意事項等信息。

e、智能記錄：只要打開微機系統，軟件就具有自動記錄功能，在沒有開始自動工作的情況下，系統自動繪制壓力與時間的曲線關系圖。在自動工作情況下，對于操艙人員的操作，如暫停、修改方案、終止等都給予記錄。

f、智能客戶接口：系統軟件具有完善的客戶接口，當過程控制不穩定時，客戶在廠家的指導下可以輕松地進行調整。

g、網絡連接及遠程傳輸功能：計算機自動化模擬控制系統可與網絡連接并進行遠程數據及圖像傳輸，為多方參與實驗及會診提供條件。

h、記錄、存檔和打印：

①記錄：全程實驗過程記錄一次的內容：運行日期、實驗編號、實驗方案、方案修改等；全程每2分鐘記錄一次的內容：時間、氧濃度、CO2濃度、艙壓等參數。

②存檔：對記錄內容以圖象和數據的格式自動存檔，具有大于二年的存儲量。

③打印：用戶可隨時調出已存檔的記錄文件并進行打印。

2.4 數字一體化集中顯示控制系統

采用數字采集顯示控制技術，將各艙室的高度、溫度、濕度、通風量、O2、CO2氣體濃度等環境控制指標和艙內每個位置的吸氧量和吸排氧狀況等相關參數集中模塊化數字顯示，并對對講系統、DVD、音響系統、試驗用語音播放系統進行一體化集中控制，其中對艙內每個位置的吸氧量計量達到了國際水平，有一定的實驗價值

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作者簡介：來興勝，1979.09.24，山東濟寧，本科，學位碩士，職位項目部部長，研究方向電氣自動化控制，現煙臺宏遠氧業有限公司項目部部長

劉尚杰，1969.08.24，機械設計與制冷，現煙臺宏遠氧業有限公司副總經理endprint