基于上下位机的便携式流量压力负载模拟控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种负载模拟控制系统，特别是涉及一种基于上下位机的便携式流量压力负载模拟控制系统。
【背景技术】
[0002]设计飞机液压能源系统初期方案时，为保证方案的可行性和正确性，需要对液压能源系统做原理验证试验，可靠性试验及系统的稳定性、匹配性、相容性等试验。以往这些试验多数是通过设计地面液压子系统来验证，但实现这样的子系统将会花费大量时间、人力和财力，所以设计飞机流量压力负载模拟系统是非常必要的。
[0003]普遍使用的飞机流量压力负载模拟控制系统，由控制柜和负载模拟阀块组成。控制柜是由工控机、相应的电路板、电源模块组成的机柜。负载模拟阀块直接嵌入到试验系统台架上。这种设计有很多不足之处:(I)负载模拟控制系统在工作过程中需要完成信号的采集、控制算法的计算、实时曲线的显示及数据的保存等功能。由于系统具有复杂性、非线性的特点，其控制过程和数据处理过程均需很大的计算量。现有的工控机处理方案靠延长控制周期来解决此问题，但此方法降低了系统的控制精度和控制效率；(2)此类负载模拟控制系统控制柜的体积大，不易移动携带，可移植性差。基于上述问题，比较合理的解决方案是将在工控机中完成的数据处理过程和控制过程分离开来，分别在上下位机完成，并将相应的电路板、电源模块和下位机封装在一个便携式控制箱中。而现有的流量压力负载模拟控制系统不具有相关功能。
[0004]参照图3。文献“某型飞机液压能源系统原理验证试验系统设计[J].袁朝辉，马科，江辉军，等.测控技术，2010，29(6):48-53.”公开了一种负载模拟控制系统。该控制系统由总控计算机操作台和负载模拟阀块组成。总控计算机操作台包含模拟输入板、PLC7112采集卡、PLC836计数卡、YGK-DA板卡、L292驱动板。流量传感器信号和压力传感器信号通过航空插头板进入到总控机柜里，压力传感器信号通过模拟输入板把电流信号转换为电压信号，通过PLC7112采集卡进行采集。流量信号直接通过PLC836计数卡进行采集，通过计算机的控制程序得到控制量，通过YGK-DA板卡输出到L292板卡，最后以电流的方式驱动比例节流阀。
[0005]该流量压力负载模拟控制系统，将控制过程和数据处理过程集中到一台工控机上完成，由于计算量比较大，导致控制周期变长，从而降低了控制精度和控制效率。此外，由于控制柜体积较大，不易移动携带，可移植性差。
【发明内容】
[0006]为了克服现有负载模拟控制系统控制周期长的不足，本发明提供一种基于上下位机的便携式流量压力负载模拟控制系统。该控制系统包括上位机、便携式控制箱和负载模拟阀块。所述上位机包括曲线显示模块、通信模块、数据保存模块及人机交互界面，完成对下位机的指令控制和数据读取，并对读取的数据进行处理和保存。所述便携式控制箱包括下位机、电源模块、板卡、信号调理电路和驱动电路。下位机通过以太网实现上位机的通讯，下位机接收上位机的控制信息，并将此控制信息送驱动电路，驱动电路输出驱动比例节流阀的信号，便携式控制箱的信号调理电路采集负载模拟阀块提供的压力传感器和流量传感器信号，并将采集结果经上位机通过以太网传输给上位机。所述负载模拟阀块是整个系统的控制对象，包括压力传感器、流量传感器和比例节流阀模拟液压能源系统的负载。相对于现有技术，本发明将控制过程和数据处理过程分离，在便携式控制箱中完成控制过程，使控制和数据处理过程并行进行，从而解决了现有负载模拟系统控制周期长的技术问题，提高了系统控制精度和控制效率。本发明将下位机、电源模块和相应的电路板集成在便携式控制箱中，并将负载模拟阀块做成可移动的，从而使系统易移动携带，提高了系统的可移植性。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于上下位机的便携式流量压力负载模拟控制系统，其特点是包括上位机、便携式控制箱和负载模拟阀块。所述上位机包括曲线显示模块、通信模块、数据保存模块及人机交互界面。所述便携式控制箱包括下位机、电源模块、板卡、信号调理电路和驱动电路，其中电源模块分别给下位机、板卡和信号调理电路供电。所述负载模拟阀块是整个系统的控制对象，包括压力传感器、流量传感器和比例节流阀，比例节流阀模拟液压能源系统的负载。用户通过人机交互界面将控制信息输入到上位机中，上位机通过通信模块将控制信息传输到便携式控制箱的下位机中，下位机将控制信息经过板卡送入驱动电路，驱动电路将控制信息转换为驱动比例节流阀的信号，并将转换后的信号送入负载模拟阀块中的比例节流阀，从而完成系统的控制过程。信号调理电路将压力传感器和流量传感器的信号转换为板卡能够采集的标准信号，并将转换后的标准信号送入到板卡中，板卡将采集的标准信号通过PC104总线送入到下位机中，上位机通过通信模块读取下位机的采集数据，将采集的数据实时显示在曲线显示模块，并将数据保存在数据保存模块。
[0008]所述下位机通过以太网实现与上位机的通信。
[0009]本发明的有益效果是:该控制系统包括上位机、便携式控制箱和负载模拟阀块。所述上位机包括曲线显示模块、通信模块、数据保存模块及人机交互界面，完成对下位机的指令控制和数据读取，并对读取的数据进行处理和保存。所述便携式控制箱包括下位机、电源模块、板卡、信号调理电路和驱动电路。下位机通过以太网实现上位机的通讯，下位机接收上位机的控制信息，并将此控制信息送驱动电路，驱动电路输出驱动比例节流阀的信号，便携式控制箱的信号调理电路采集负载模拟阀块提供的压力传感器和流量传感器信号，并将采集结果经上位机通过以太网传输给上位机。所述负载模拟阀块是整个系统的控制对象，包括压力传感器、流量传感器和比例节流阀模拟液压能源系统的负载。相对于现有技术，本发明将控制过程和数据处理过程分离，在便携式控制箱中完成控制过程，使控制和数据处理过程并行进行，从而解决了现有负载模拟系统控制周期长的技术问题，提高了系统控制精度和控制效率。本发明将下位机、电源模块和相应的电路板集成在便携式控制箱中，并将负载模拟阀块做成可移动的，从而使系统易移动携带，提高了系统的可移植性。
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作详细说明。
【附图说明】
[0011]图1是本发明基于上下位机的便携式流量压力负载模拟控制系统的整体框图。
[0012]图2是本发明基于上下位机的便携式流量压力负载模拟控制系统控制流程图。
[0013]图3是【背景技术】负载模拟控制系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0014]参照图1-2。本发明基于上下位机的便携式流量压力负载模拟控制系统包括上位机、便携式控制箱和负载模拟阀块。所述上位机包括曲线显示模块、通信模块、数据保存模块及人机交互界面。所述便携式控制箱包括下位机、电源模块、板卡、信号调理电路和驱动电路，其中电源模块分别给下位机、板卡和信号调理电路供电。所述负载模拟阀块是整个系统的控制对象，包括压力传感器、流量传感器和比例节流阀，比例节流阀模拟液压能源系统的负载。用户通过人机交互界面将控制信息输入到上位机中，上位机通过通信模块将控制信息传输到便携式控制箱的下位机中，下位机将控制信息经过