航空電源控制器篩選自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

尹恒許

摘? ?要：雖然現(xiàn)有的篩選試驗(yàn)臺(tái)能夠在一定程度上完成航空電源控制器篩選試驗(yàn)，如缺陷剔除與隨機(jī)振動(dòng)應(yīng)力和溫度循環(huán)應(yīng)力等篩選試驗(yàn)，但由于其本身并不完善，缺乏較高的自動(dòng)化水平與精準(zhǔn)度。因此文章通過(guò)參考相關(guān)研究資料，嘗試運(yùn)用專(zhuān)業(yè)的軟件編程對(duì)外接程控電源進(jìn)行有效控制，優(yōu)化設(shè)計(jì)航空電源控制器篩選自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：航空電源控制器;開(kāi)閉環(huán)篩選;自動(dòng)測(cè)控;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著航空電源控制器篩選試驗(yàn)要求的逐步提高，為有效提升篩選試驗(yàn)效率，保障試驗(yàn)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度，勢(shì)必需要對(duì)現(xiàn)有篩選平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。文章重點(diǎn)探究航空電源控制器篩選自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，旨在為相關(guān)人員提供必要理論參考的同時(shí)，也可以為該系統(tǒng)的實(shí)際優(yōu)化設(shè)計(jì)提供相關(guān)設(shè)計(jì)思路。

1? ? 系統(tǒng)基本構(gòu)成

文章在設(shè)計(jì)航空電源控制器篩選自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，結(jié)合相關(guān)資料，同時(shí)出于方便設(shè)計(jì)、節(jié)約成本等因素的考量，選擇在使用現(xiàn)有虛擬儀器技術(shù)并充分運(yùn)用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)、局域網(wǎng)等優(yōu)勢(shì)資源的基礎(chǔ)上，采用專(zhuān)門(mén)的軟件編程對(duì)外接程控電源進(jìn)行靈活、精準(zhǔn)控制。該系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分除了專(zhuān)業(yè)航空電源控制器外，還有模擬量與開(kāi)關(guān)量輸入模塊、串行總線(xiàn)、外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn)（Peripheral Component Interconnect，PCI）/面向儀器系統(tǒng)的PCI擴(kuò)展（PCI extensions for Instrumentation，PXI）總線(xiàn)以及工控機(jī)和軟件編程控制平臺(tái)等。

2? ? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1? 硬件設(shè)計(jì)

在文章設(shè)計(jì)的航空電源控制器篩選自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)中，其硬件組成部分包括呈控電源與工控機(jī)、顯示器等。其中，為保障程序控制電源的安全穩(wěn)定性，文章設(shè)計(jì)選用額定電流為25 A，電壓在0～30 V，其中24～30 V為無(wú)級(jí)可調(diào)電壓，并同時(shí)帶有通用接口總線(xiàn)（General-Purpose Interface Bus，GPIB）接口與串口線(xiàn)的3路28 V程控電源[1]。通過(guò)運(yùn)用專(zhuān)門(mén)的軟件平臺(tái)對(duì)該程控電源進(jìn)行有效控制。在工控機(jī)設(shè)計(jì)選型中，本系統(tǒng)選用當(dāng)前市面上常見(jiàn)的智能型工業(yè)機(jī)箱，要求機(jī)箱同時(shí)各帶有4個(gè)PCI插槽、串口與USB接口，并配有相應(yīng)的220 V電源線(xiàn)，確保工控機(jī)能夠隨時(shí)與其他設(shè)備進(jìn)行相互連接。在顯示器的設(shè)計(jì)中，則選用清晰度較高且具有可折疊、易于安裝等優(yōu)勢(shì)的工業(yè)平板液晶顯示屏。為達(dá)到自動(dòng)采集各項(xiàng)篩選試驗(yàn)數(shù)據(jù)及其他有關(guān)航空電源控制器的信息數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)采集卡，并配合使用GPIB PCI板卡，有效保障各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息在自動(dòng)完成全面采集后可以進(jìn)行高效交互傳輸。數(shù)據(jù)采集卡中的采樣率與分辨率位數(shù)分別可以達(dá)到1.25 MS/s與16位，同時(shí)帶有兩路計(jì)數(shù)器與定時(shí)器以及其他相關(guān)附件。GPIB PCI板卡的傳輸速率則控制在1 MB/s左右，其支持Lab VIEW庫(kù)函數(shù)，即使用相應(yīng)的軟件編程平臺(tái)可對(duì)GPIB PCI板卡進(jìn)行有效控制。

2.2? 軟件設(shè)計(jì)

文章在對(duì)航空電源控制器篩選自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，以虛擬儀器技術(shù)以及現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)設(shè)備等為基礎(chǔ)，利用NI Lab VIEW軟件編程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)與控制。該軟件編程中同時(shí)帶有眾多其他功能軟件，包括DAQmx/Assistant德國(guó)軟件。在實(shí)際開(kāi)展缺陷剔除與隨機(jī)振動(dòng)應(yīng)力和溫度循環(huán)應(yīng)力的篩選試驗(yàn)中，系統(tǒng)在完成初始化操作后，將會(huì)根據(jù)具體試驗(yàn)需要選擇相應(yīng)的子程序。例如在開(kāi)展缺陷剔除與隨機(jī)振動(dòng)應(yīng)力的篩選試驗(yàn)時(shí)，系統(tǒng)硬件部分中的數(shù)據(jù)采集卡將自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，配合使用工控機(jī)、GPIB PCI板卡等在完成各項(xiàng)采集數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)后即可結(jié)束試驗(yàn)。此時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)生成記錄單并返回試驗(yàn)子程序選擇操作。在后續(xù)對(duì)該程序系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行中，工作人員在分別將轉(zhuǎn)速與負(fù)載設(shè)定為10 000 r/min與100 A后，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定要求將預(yù)定振動(dòng)量、頻率施加在待測(cè)航空電源控制器上，在振動(dòng)時(shí)間達(dá)到5 min后，系統(tǒng)中的工業(yè)平板液晶顯示屏將會(huì)自動(dòng)采用數(shù)值與波形相結(jié)合的方式，準(zhǔn)確顯示被測(cè)航空電源控制器的電壓值及其變化情況。一旦電源控制器的實(shí)測(cè)電壓值超過(guò)最大規(guī)定允許值，系統(tǒng)中設(shè)置的報(bào)警模塊將會(huì)自動(dòng)發(fā)送聲光報(bào)警指令，此時(shí)系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)中止試驗(yàn)，并迅速生成相應(yīng)的故障報(bào)告，便于工作人員快速、準(zhǔn)確確定故障位置、故障原因，并有針對(duì)性地立即對(duì)其進(jìn)行處理[2]。

系統(tǒng)在實(shí)際開(kāi)展缺陷剔除與溫度循環(huán)應(yīng)力篩選試驗(yàn)時(shí)，首先自動(dòng)默認(rèn)循環(huán)總次數(shù)為10次，隨后在自調(diào)整i值令其為初始為0值之后，自動(dòng)進(jìn)行開(kāi)閉環(huán)篩選。此時(shí)如果篩選結(jié)果為閉環(huán)，則系統(tǒng)將自動(dòng)開(kāi)始測(cè)試并依次完成數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)，即可結(jié)束此次循環(huán)。再進(jìn)入i+1次循環(huán)中，若i+1值始終未超過(guò)10，則重新進(jìn)入開(kāi)閉環(huán)篩選并繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試與數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)即可。直至i值為10系統(tǒng)將自動(dòng)生成記錄單，而后自動(dòng)結(jié)束試驗(yàn)。如果判斷結(jié)果為開(kāi)環(huán)，則在該軟件編程控制下，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)輸出28.5 V電壓，同時(shí)啟動(dòng)閉合繼電器開(kāi)關(guān)將電源接通。再自動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，依次完成數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)后，即可結(jié)束本次循環(huán)。同樣，此時(shí)需要進(jìn)入i+1次循環(huán)中，直至i值為10后，系統(tǒng)才會(huì)自動(dòng)生成記錄單，并結(jié)束試驗(yàn)，退出程序。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)運(yùn)用虛擬儀器與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，采用Lab VIEW軟件編程，設(shè)計(jì)出航空電源控制器自動(dòng)篩選測(cè)控系統(tǒng)，可在開(kāi)關(guān)與閉環(huán)篩選試驗(yàn)中同步完成多臺(tái)航空電源控制器的測(cè)試。相較于傳統(tǒng)的篩選試驗(yàn)臺(tái)，文章所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有高效、操作便捷、精準(zhǔn)性高等諸多優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，且能夠保障各項(xiàng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)充分利用。在使用軟件編程方式控制程控電源下，有助于增強(qiáng)閉環(huán)調(diào)節(jié)穩(wěn)定性。因此，證明該系統(tǒng)具有較高的應(yīng)用價(jià)值，可廣泛應(yīng)用于航空電源控制器篩選試驗(yàn)中，由此幫助相關(guān)工作人員獲得更理想的試驗(yàn)成效。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李坤洲，李巖，劉陵順，等.基于航空電源的九開(kāi)關(guān)變換器控制方法研究[J].電氣傳動(dòng)，2018（6）：64-68，92.

[2]宋顯威.航空電源控制保護(hù)器測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（7）：23-24.