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        航空發動機熱沖擊試驗器測控系統

        熱沖擊試驗器測控系統由空氣系統、燃油系統、水系統、數據采集系統和PLC控制系統等多個子系統組成。

        PXI數據采集系統完成試驗中溫度、壓力信號的采集。溫度信號有熱電偶和Pt100熱電阻信號,都由PXI-6010數據采集模塊進行采集。熱電偶冷端補償信號也通過一個Pt100由現場接入。熱電阻信號由SCXI恒流源模塊提供激勵。壓力信號通過變送器轉成1-10V電壓信號進行采集。溫度壓力信號還需要用SCXI調理模塊進行低通濾波處理。

        控制系統采用西門子PLC??刂葡到y提供水、油、氣路控制。完成點火、冷卻、燃油流量控制、狀態切換、系統連鎖、安全保護、人機交互等??刂?/span>系統通過以太網與測試系統連接。另外,增加手動操作面板可進行手動操作啟動停止關斷等。

        航空發動機熱沖擊試驗器測試系統是歐開公司為中航某所做的試驗室建設項目。

        航空發動機熱沖擊試驗器單管試驗器,由燃氣渦輪發動機中的一個燃燒室構成,是對航空發動機的熱端部件進行模擬試驗的一種必不可少的試驗裝置。它主要考核發動機熱端部件的壽命。對于新的型號發動機或熱端部件維修后的發動機,它們的熱端部件需要在該試驗器上做熱沖擊試驗。該航空發動機熱沖擊試驗器測控系統就是用于做熱沖擊試驗。

        熱沖擊試驗是在地面模擬航空發動機啟動和停車過程循環,控制燃燒室高溫和低溫循環工作,那么發動機熱端部件也處于高溫和低溫狀態循環。通過循環試驗,每循環一定次數,檢測熱端部件表面疲勞裂紋情況。通過裂紋情況可算出熱端部件低循環疲勞壽命。

        航空發動機燃燒室后的高溫渦輪轉子葉片就是重點的熱端部件。渦輪轉子葉片總壽命的75%是在發動機啟動和停車過程中由于受瞬態熱應力影響而損失的。葉片最易發生的疲勞損傷大多位于葉片的葉尖。葉片葉尖發生低循環疲勞破壞的的主要載荷就是來源于由溫度變化產生的熱應力循環。如下圖高溫轉子葉片的熱沖擊試驗圖,縱坐標為進氣溫度,橫坐標為時間。

        該航空發動機熱沖擊試驗器測控系統用于做高溫轉子葉片的熱沖擊試驗。它采用PXI總線數據采集系統和西門子PLC控制系統。PXI總線是航空發動機測試用的最多的總線系統。


        系統測試原理:

        硬件主要配置

        1. PXI-1030  8PXI機箱

        2. PXI-2010  嵌入式零槽控制器

        3. PXI-6010  64通道16260kS/s數據采集模塊3

        4. SCXI-1016  低通濾波器調理模塊16

        5. SCXI-1063  恒流源調理模塊1

        6. 西門子S7控制系統

        7. 19寸機柜


        系統特點

        1. 圖形化用戶程序

        程序開發使用LabVIEW圖形化編程軟件和WINCC組態軟件,用戶人機界面友好、系統功能完善、可視化程度高。

        2. 可擴展性強

        數采設備留有足夠備用資源。通道資源配置上考慮到以后增加和修改,還可增加模塊。軟件留有接口,可通過通道參數配置實現擴展需要。

        3. 可維護性好

        硬件模塊采用PXI模塊化設計,100%具有可更換性。采集模塊具有很好的互換性、可可測試性。

        4. 隔離濾波

        對于傳感器信號,采用低通濾波調理模塊以去除工頻干擾信號。采集隔離調理模塊,實現對部分需要隔離的傳感器信號進行隔離。

        5. 控制安全可靠

        采用PLC實現設備狀態切換、聯動控制、連鎖保護,故障報警燈操作。所有調節功能具有手動和自動的無擾切換。

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