增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜設(shè)計探析

摘 要： 文章結(jié)合增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜設(shè)計項目，從綜合控制柜控制臺的布局設(shè)計、外部電源布局設(shè)計、磨合控制器設(shè)計、工控系統(tǒng)與航空插頭設(shè)計等方面論述了增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜的設(shè)計要點，以便滿足項目對增壓油箱性能測試臺性能的要求。

關(guān)鍵詞： 增壓油箱性能試驗臺;綜合控制柜;設(shè)計

一、 引言

增壓油箱的工作性能是否達到技術(shù)標準，會影響到飛機液壓系統(tǒng)能否正常工作。增壓油箱是飛機液壓系統(tǒng)定期檢修的重點附件之一。增壓油箱性能試驗臺為飛機液壓系統(tǒng)的檢修工作提供了便利。文章結(jié)合增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜設(shè)計項目，從控制臺的布局設(shè)計、外部電源布局設(shè)計、磨合控制器設(shè)計等方面分析了增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜的設(shè)計要點，以期為類似項目的設(shè)計與開發(fā)提供借鑒。

二、項目概況

該項目為SC51A增壓油箱性能試驗綜合控制臺（改造），由中航工業(yè)南京液壓工程研究中心進行設(shè)計，需要在增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜的原有基礎(chǔ)上進行集成化、自動化改造，達到提升測試準確性、操作人員工作效率的目的。該項目性能試驗臺主要測試飛機液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中增壓油箱傳感器性能，要求設(shè)計人員應(yīng)用Labview軟件、工控機采集辦卡、PLC進行設(shè)計，綜合控制臺要滿足自動化測試要求，將工控技術(shù)和電氣技術(shù)應(yīng)用于測試領(lǐng)域中，滿足增壓油箱的性能試驗要求。

三、增壓油箱性能試驗臺

通常來說，增壓油箱試驗臺的構(gòu)成主要包括以下幾部分：液壓泵站、性能測試部分以及電氣控制部分，包括人工手動以及PLC自動兩種工作方式，可完成增壓油箱靈活性及磨合、功能檢查、儲油腔壓力及耐壓、流量沖擊等各項性能參數(shù)的檢驗測試工作。

性能測試部分，通常包括了以下兩部分，一是各液壓附件，一是電控組件。增壓泵會將自身的高壓傳遞給被測增壓油箱，傳送到其增壓腔里面，會和低壓泵所傳輸?shù)絻τ颓划斨械牡蛪喊l(fā)生反應(yīng)，從而實現(xiàn)平衡的效果。對于增壓油箱，它的活塞會維持靜止不動。儲油腔壓力及耐壓測試，通常是指在上述的平衡狀態(tài)當中保持一定的壓力直至規(guī)定時間結(jié)束。若借助先導(dǎo)式溢流閥來使得任意一腔壓力降低，那么平衡無法維持，增壓油箱活塞就會開始移動，逐步靠近壓力減小腔，如此交替改變兩腔壓力，活塞也會出現(xiàn)來回往復(fù)移動的情況，在限位開關(guān)和PLC控制程序的作用下來判斷和控制交替時機及次數(shù)，進而檢測出被測增壓油箱的靈活性、磨合及功能是否達標。對于恒壓泵，它所輸送的壓力會從電磁換向閥切換，依靠沖量缸以及節(jié)流閥來進行調(diào)整，可以有效還原出飛機液壓系統(tǒng)瞬時大流量的吸油以及回油過程，由此確定儲油腔是否具備良好的抗沖擊能力。各壓力以及流量傳感器都會將測控數(shù)據(jù)實時傳送到對應(yīng)的數(shù)顯儀表以及計算機，能夠有利于操作人員進行實時監(jiān)察，并供PLC控制程序判斷處理。液壓泵油箱性能試驗臺的液壓泵主要是有3個柱塞泵組成的，按照不同液壓要求進行設(shè)計。另外，增壓油箱性能試驗臺還設(shè)有油溫控制功能和油位控制功能，能夠進行自動油溫和油位調(diào)節(jié)，以便滿足各種測試要求。

四、增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜設(shè)計

（一）控制臺布局

設(shè)計人員布局增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜時，要明確控制柜內(nèi)部的儀表、儀器，主要包括溫度傳感器、壓力傳感器、油位傳感器、控制盒、超溫開關(guān)、油位傳感器控制。該項目控制臺的臺面寬度為300cm，臺面距離地面高度為800cm，其中包括控制臺滾輪高度，設(shè)置控制臺背部線路以及布局各儀表、儀器過程中，需符合美觀、便捷的要求。另外，設(shè)計人員要在布局合理的前提下盡可能縮小控制臺的體積，觸摸屏要按照各型油箱磨合進行控制。

（二）外部電源布局

布局增加油箱性能試驗臺綜合控制柜時，要做好外部電源布置工作。該項目綜合控制柜插座轉(zhuǎn)接產(chǎn)品信號線需要經(jīng)過波動開關(guān)，撥動開關(guān)類型為3位撥動開關(guān)，要經(jīng)過2個3位撥動開關(guān)直接接入至繁用表下的插孔中。設(shè)計人員布置3位波動開關(guān)期間，采用上下布置方式，上面的3位撥動開關(guān)朝上，插孔會輸出一組信號，上面3位撥動開關(guān)向下、下面的3位撥動開關(guān)，插孔同樣會輸出一組信號，上、下3位撥動開關(guān)同時朝下，插孔會輸出一組信號，采用繁用表可以測量各信號。另外，該項目控制盒插座型號為J599/20V835PN，電纜耐高溫范圍-55℃～+135℃，連接產(chǎn)品之后要進行準確標記，電纜上控制柜端插頭與控制柜上插座自行成套。

（三）磨合控制器設(shè)計

設(shè)計人員進行磨合控制器設(shè)計時，要明確控制器要求：LVDT通用處理器參數(shù)設(shè)置;觸摸屏、可分頁顯示;磨合手動控制、三位撥動開關(guān)控制;磨合自動控制;要求磨合控制器能夠加減記數(shù)、儲存數(shù)字，能限制不低于5位的數(shù)字，倒數(shù)能夠根據(jù)試驗情況自動停止;控制電源系統(tǒng)管路轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制排氣用電磁閥。因此，設(shè)計人員進行磨合自動控制設(shè)計過程中，要引入沖量缸上位移傳感器，并經(jīng)由LVDT通用處理器調(diào)理之后，以便高效控制輸出信號，將液壓油箱上油位信號引入磨合期控制器中，采用LVDT通用處理或控制盒數(shù)據(jù)信號，運行行程開關(guān)觸點信號實現(xiàn)控制操作，設(shè)計控制油源系統(tǒng)期間，在管路上設(shè)置6個電磁閥，提升電磁閥的排氣效果。

進行磨合控制器設(shè)計期間，設(shè)計人員要重視管路電磁閥設(shè)計工作，保證管理電磁閥能夠得到有效控制，根據(jù)行程開關(guān)、油位傳感器、控制盒輸出，實現(xiàn)各信號的磨合控制，該項目磨合控制器的位置具有可調(diào)節(jié)性，并集成LVDT通用處理器，分別處理不同輸出、行程的油位傳感器輸出信號，進行調(diào)整之后必須符合1V-5V或4MA-20MA標準電信號。

（四）繁用表、示波器設(shè)計

進行增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜設(shè)計過程中，如何將兩個型號產(chǎn)品設(shè)置多分項目共同特征提煉出來，是項目設(shè)計的難點。設(shè)計人員要簡化設(shè)計操作，對D型液壓油箱與A型液壓油箱的壓力傳感器、溫度傳感器、超溫開關(guān)、油位傳感器進行性能測試，傳統(tǒng)的測試方式主要運用示波器、繁用表、萬用表進行檢測，這種檢測方式本自身具有效率較低的特點，并且檢測的操作難度較大，無法有效滿足飛機產(chǎn)量的要求。該項目為了解決這一問題，將示波器與繁用表集中放置在同一個控制柜中，不僅優(yōu)化了控制柜內(nèi)部的程序，還降低了檢測難度，設(shè)備間距在2m之內(nèi)，電纜總長度不超過20m，采用軟件控制，示波器的信號頻率范圍為10Hz～10MHz、輸入電阻為Ri>100kΩ，垂直點為32級/div、水平點數(shù)為20點/div、水平掃描速度為0.2s/div，0.2ms/div，20μs/div，誤差≤5 % 、垂直靈敏度為0.01V/div，0.1V/div，1V/div，誤差≤5 % ，能夠產(chǎn)生100kHz，0.3V的校準方波，顯示波形無明顯失真情況，符合該項目設(shè)計要求。

（五）工控系統(tǒng)

為了提升增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜的整體性能，該項目設(shè)計人員在控制柜的內(nèi)部增加工控系統(tǒng)，將性能測試數(shù)據(jù)集中顯示出來，并用計算機記錄這些數(shù)據(jù)，相較于傳統(tǒng)的手工記錄數(shù)據(jù)方式而言，計算機記錄數(shù)據(jù)的方式能夠有效提升數(shù)據(jù)記錄的準確性，并且數(shù)據(jù)記錄完成之后，還可以運用計算機進行數(shù)據(jù)曲線繪制，便于后續(xù)增壓油箱改進工作的開展。

（六）專用航空插頭

該項目設(shè)計人員進行增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜設(shè)計期間，為了避免操作人員誤操作，只是插座插頭出現(xiàn)燒壞產(chǎn)品問題，設(shè)計了一款專用航空插頭，用于不同產(chǎn)品的連接，提升產(chǎn)品性能測試的安全性。

五、 總結(jié)

在增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜設(shè)計過程中，設(shè)計人員將示波器、繁用表等集中放置在一個控制柜中，最大限度縮小控制柜的體積，優(yōu)化控制柜內(nèi)部的布局，采用觸摸屏控制各型油箱磨合，優(yōu)化綜合控制柜背部線路，設(shè)計專用航空插頭，以期能夠有效提升增壓油箱性能試驗臺綜合控制柜設(shè)計的科學(xué)性、合理性。

參考文獻：

[1]楊超，杜來林，卿華，等.某型飛機液壓系統(tǒng)增壓油箱試驗臺的設(shè)計[J].液壓與氣動，2012（2）：103-105.

作者簡介：? 周春鳴，南京海銘微生物科技有限公司。