电气自动化在航空实验中的应用

来兴胜++刘尚杰

摘要：本文从航空设备的类型 组成 原理现状 等阐述了电气自动化控制在航空试验中的重要性。

关键词：爆炸减压舱；真空泵；舱体 ；航空模拟环境；电气控制

航空业的发展是一个国家综合实力和社会进步的重要标志。近几年来我国在民用航空领域和军事航空领域均取得了长足的发展。航空器的飞行安全，事故预防和灾难应急处置等方面的研究变得尤为重要。航空实验舱可通过创造不同的压力，温度环境及迅速减压过程，真实地模拟航空器在不同的高度所处的低压低温环境及航空器受损后失密状态，展开飞行员航空生理测试，装备试验及灾难应急处理研究有着重要而深远的意义。

系统组成

低压温度复合及爆炸减压舱主要由舱体总成、操作控制中心、真空动力系统、供排氧系统（呼吸气系统）、温控系统、加湿加热系统、生理测试系统、爆炸减压系统、摄像监视及通讯系统、照明系统、电控系统、计算机自动化操作控制系统等组成。

电气系统的应用

计算机自动化操作控制系统

该设备的操作控制方式为手动+计算机自动化操作控制两种方式，其中计算机自动化操作为主要操作方式，手动为安全保障和辅助操作方式，计算机自动化操作控制具备按程序实现模拟高度、升降速及通风换气等功能，要求具备以下功能：

1.系统工作原理

通过各种传感器采集到所对应的各种相关模拟高度、升降速率、温湿度O2浓度、CO2浓度等数据，输入系统处理中枢，经计算机运算并在显示屏上显示，计算机系统可依据采集的各种数据自动实现模拟高度、升降速、通风量等试验状态

2.计算机自动跟踪监测与控制运行模式

2.1模拟高度状态

计算机自动跟踪监测系统通过传感器自动跟踪监测舱内负压状态，根据实验所需高度升降速、通风量等相关参数的要求，按预设方案自动调节真空泵工作状态和进出风量的大小，实现实验所需的模拟状态，满足以下参数的要求。

a、模拟高度：0～30000m，高度误差<10m。

最大升降速率：上升速度40m/s，下降速度60m/s。

c、舱室通风量：10m3/h.人

d、模拟高度显示精度：±1m

2.2模拟通风量状态

根据工作时舱内人员的数量及通风量要求编制相应程序输入计算机系统，系统经处理后，按设定的程序化方案对循环通风系统的运行状态实施自动化控制，以达到实验所需要的通风要求，可确保通风量为10m3/人.h。

2.3在满足以上实验状态的自动模拟控制功能外，计算机系统还具备以下功能：

a、故障自检功能：系统软件具有故障导引排除和应急处理程序，当自动控制的传感器或执行元件发生故障时，系统软件自动检测到错误并给出处理方案。

b、软件系统一键还原：当系统文件故障而不能打开微机时，系统具有一键还原功能，只要在重新启动微机时按F11键，系统将自动恢复到调试好的正常状态。

c、断电自保：当出现停电等不可预计的情况时，微机系统自动关闭，系统所有参与自动控制的阀门及传感机构立刻回到零状态，自动阀门关闭，保持舱内状态不便，立刻转为手动。断电后当重新获得电能时，打开微机系统，微机系统自动进入舱内状态情况，重新开始工作，微机系统将接续舱内状态继续工作。

d、语音提示：实验过程中自动对舱内人员进行必要的语音提示，包括进舱须知、实验要求、注意事项等信息。

e、智能记录：只要打开微机系统，软件就具有自动记录功能，在没有开始自动工作的情况下，系统自动绘制压力与时间的曲线关系图。在自动工作情况下，对于操舱人员的操作，如暂停、修改方案、终止等都给予记录。

f、智能客户接口：系统软件具有完善的客户接口，当过程控制不稳定时，客户在厂家的指导下可以轻松地进行调整。

g、网络连接及远程传输功能：计算机自动化模拟控制系统可与网络连接并进行远程数据及图像传输，为多方参与实验及会诊提供条件。

h、记录、存档和打印：

①记录：全程实验过程记录一次的内容：运行日期、实验编号、实验方案、方案修改等；全程每2分钟记录一次的内容：时间、氧浓度、CO2浓度、舱压等参数。

②存档：对记录内容以图象和数据的格式自动存档，具有大于二年的存储量。

③打印：用户可随时调出已存档的记录文件并进行打印。

2.4 数字一体化集中显示控制系统

采用数字采集显示控制技术，将各舱室的高度、温度、湿度、通风量、O2、CO2气体浓度等环境控制指标和舱内每个位置的吸氧量和吸排氧状况等相关参数集中模块化数字显示，并对对讲系统、DVD、音响系统、试验用语音播放系统进行一体化集中控制，其中对舱内每个位置的吸氧量计量达到了国际水平，有一定的实验价值

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作者简介：来兴胜，1979.09.24，山东济宁，本科，学位硕士，职位项目部部长，研究方向电气自动化控制，现烟台宏远氧业有限公司项目部部长

刘尚杰，1969.08.24，机械设计与制冷，现烟台宏远氧业有限公司副总经理endprint