一种功率前后同时输出燃机试验测试系统的制作方法

1.本技术属于功率前后同时输出燃机试验测试系统设计技术领域，具体涉及一种功率前后同时输出燃机试验测试系统。


背景技术：

2.航改燃气轮机试验中，对于功率前输出燃机试验测试、功率后输出燃机试验测试较为成熟。但面对新一代舰船动力需求，迫切需要开展功率前后同时输出燃机试验测试，相较于功率前或后输出燃机试验测试，功率前后同时输出燃机试验测试所需试验设备数量庞大、操控复杂，且所需监控参数数量众多，试验工况跟踪、参数采集处理等方面在快速性、稳定性、实时性之间形成明显矛盾。
3.当前采用的功率前后同时输出燃机试验测试系统，如图1所示，vxi数采系统连接试验测试测点，通过网络交换机接入数采上位机、plc上位机、plc控制系统，数采上位机主板插口连接多个串口传感器连接在，并运行测试软件，plc上位机控制plc控制系统接入测试网，与plc上位机之间通过通讯上位机连接通讯。
4.当前采用的功率前后同时输出燃机试验测试系统中，具有采集功能的上、下位机集中在一台网络交换机上，如网络阻塞、崩溃或软件死机都可能导致试验测试数据获取失败，影响试验测试结果，且主要功能过于集中，如通讯上位机故障则可导致试验测试系统整体通讯故障，可靠性较差。
5.当前采用的功率前后同时输出燃机试验测试系统中，所有下位设备和上位设备都接在一台主网络交换机上，在通道数较少、所有设备都可以入网的情形下，尚且可以满足试验测试需求，但在一些特殊使用要求的系统环境，如plc控制系统或第三方系统无法接入内网的情况，无法满足网络安全及域控需求，测控网络扩展性较差。
6.当前采用的功率前后同时输出燃机试验测试系统中，vxi数采系统所采用的机箱板卡为机架式系统，无法部署在试验测试现场，可扩展性较差，使传感器长距离传输信号，带来较多的干扰，间接提高了试验测试系统整体的检查、维护成本。
7.当前采用的功率前后同时输出燃机试验测试系统中，采用传感器接口类型特殊，如串口传感器直接接入数采上位机，对于时间同步要求较高的试验测试，测试软件记录的是操作系统时间，无法和采集设备硬件时钟同步，具有较大的局限性，限制了试验测试系统整体使用条件和运行效率。
8.当前采用的功率前后同时输出燃机试验测试系统，难以满足测控功能复杂、测点数量大、测点分布广、测控设备多且交互复杂的功率前后同时输出燃机试验测试需求。
9.鉴于上述技术缺陷的存在提出本技术。
10.需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本技术的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本技术的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

11.本技术的目的是提供一种功率前后同时输出燃机试验测试系统，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
12.本技术的技术方案是：
13.一种功率前后同时输出燃机试验测试系统，包括：
14.台架测试系统、分布式测控系统、台架电控系统，其中，
15.台架测试系统中包括多个测试子系统，各个测试子系统通过管线连接台架设备测点、燃机测点，以及通过网线连接内网上位交换机，内网上位交换机通过网线连接多个台架测试系统上位机，各个台架测试系统上位机内运行测试软件；
16.台架电控系统中包括负载测控系统及设备，负载测控系统及设备通过线缆连接台架设备电控系统，台架设备电控系统通过网线连接外网交换机，外网交换机通过网线连接操控上位机，操控上位机通过硬线连接台架设备电控系统；
17.分布式测控系统通过网线连接内网上位交换机，以及通过线缆连接台架设备电控系统。
18.根据本技术的至少一个实施例，上述的功率前后同时输出燃机试验测试系统中，各个测试子系统由多台子设备构成，子设备采用lxi总线数据采集设备、压力/温度扫描阀测控设备构建，并通过级联下位交换机进行扩展。
19.根据本技术的至少一个实施例，上述的功率前后同时输出燃机试验测试系统中，台架测试系统中内网上位交换机，通过网线与燃机控制系统连接。
20.根据本技术的至少一个实施例，上述的功率前后同时输出燃机试验测试系统中，台架电控系统中负载控制系统及设备包括燃油箱、滑油箱、齿轮箱、发电机、负载箱、测功器控制器。
21.根据本技术的至少一个实施例，上述的功率前后同时输出燃机试验测试系统中，台架电控系统中台架设备电控系统由plc控制器组建。
附图说明
22.图1是现有功率前后同时输出燃机试验测试系统的示意图；
23.图2是本技术实施例提供的功率前后同时输出燃机试验测试系统的示意图；
24.图3是本技术实施例提供的台架测试系统内数据流向的示意图；
25.图4是本技术实施例提供的台架测试系统与台架电控系统间数据交互的示意图；
26.图5是本技术实施例提供的台架电控系统内数据流向的示意图。
27.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，此外，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本技术的限制。
具体实施方式
28.为使本技术的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本技术的部分实施例，其仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申
请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
29.此外，除非另有定义，本技术描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本技术描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本技术的限制。本技术描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本技术描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本技术描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
30.此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本技术的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本技术中的具体含义。
31.下面结合附图1至图5对本技术做进一步详细说明。
32.一种功率前后同时输出燃机试验测试系统，如图1所示总体架构分为三层，分别为台架测试系统、分布式测控系统、台架电控系统。
33.台架测试系统是测试系统主要功能部分，采用网络化、模块化设计模式，台架设备测点、燃机测点的物理信号通过管线连接至多个测试子系统转换为数字信号经由网络传输。由于系统测量通道较多，实际中最多可达2500个，每个测试子系统，可以由多台子设备构成，其中子设备采用lxi总线数据采集设备、压力/温度扫描阀测控设备构建，并通过级联下位交换机进行扩展，同时，测试子系统可以靠近相应的测点部署，以能够缩减管线长度，每个测试子系统各带一台下位交换机，可用于扩展设备通道，而后各个测试子系统交换机汇聚到内网上位交换机传输至多台架测试系统上位机。
34.台架测试系统中任何一个测试子系统故障都不会影响整个系统运行，且可以通过软件进行功能切换，能够提高系统整体的可靠性。同时，台架测试系统中可保留燃机控制系统线缆、网线接口，实现与燃机控制系统间的数据交互。
35.台架设备测点主要用于台架设备运行状态的监测，燃机测点主要用于燃机气动性能、机械运行状况等的测量与评估。
36.分布式测控系统，主要用于台架测试系统、台架电控系统的数据信息交互，通过线缆将外网物理信号接入到满足内网安全策略要求的分布式测控系统中实现数据交互，该结构模式可解决现有试验测试系统中外网系统设备无法接入内网进行数据交互的问题。
37.分布式测控系统可以靠近外网测控接入点部署，通过网络远程传输到内网，可降低信号长距离传输容易被干扰等风险因素，且网络化系统部署和同步灵活，能够缩减系统整体的运维成本。
38.台架电控系统主要运行台架设备电控系统，包含一些相对独立的运行或操作的电
气控制模块，用以连接负载控制系统及设备、外网交换机、操控上位机等，通过线缆、网线实现内部连接。
39.台架电控系统通过分布式测控系统实现与台架测试系统共享数据，同时，台架测试系统、台架电控系统网络独立，实现了物理隔离、远程数据传输，且不会受到台架测试系统内网安全策略影响导致的工作异常，可以确保外网系统稳定运行。
40.上述实施例中公开的功率前后同时输出燃机试验测试系统，设计不同层系统的测点数据由其对应的内网、外网系统负责采集和控制，然后通过分布式测控系统，将数据交互整合到台架测试系统上位计算机中，进行显示和存储，能够实现多层级网络环境下数据、测控交互功能。
41.台架测试系统内数据流向，如图3所示，通过安装在台架设备、燃机上测点的传感器，经由管线连接到各个测试子系统内部的信号调理、数采设备，进而通过网线及交换机连接台架测试系统上位机，由台架测试系统上位机内测试软件完成数据处理，对于多通道测试系统则由多个数据流组合汇集而成。
42.台架电控系统控制设备种类和功能繁多，台架测试系统需要与台架电控系统的配套控制系统，如负载控制系统及设备等，进行数据交互，主要包括燃油箱、滑油箱、齿轮箱、发电机、负载箱、测功器等控制器的模拟量及开关量输出，以便于参试人员全面了解整个台架系统运行状态。分布式测控系统采集获取台架电控系统的设备控制和采集参数、报警反馈信号，通过网线传输至台架测试系统上位机，以测试软件采集和分析，实现外网系统和内网系统的数据交互功能。台架测试系统与台架电控系统间数据交互如图4所示。
43.台架电控系统内数据流向如图5所示。
44.上述实施例中公开的功率前后同时输出燃机试验测试系统，可有效解决功率前后同时输出燃机试验测试中多设备实时通讯机制复杂、即时处理数据需求量大，带来的数据同步性差、吞吐量小、容错率低的问题，可为实现试验参数同步快速采集、实时跟踪、自动化判读、可视化监控等功能提供基础，保障燃机试验测试的可靠性和安全性。
45.领域内技术人员还应该能够意识到，本技术实施例所公开功率前后同时输出燃机试验测试系统的各个模块、单元能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，本技术中对其按照功能进行了一般性地描述，这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件，领域内技术人员可以对每个特定的应用及其实际约束条件选择采用不同的方法来实现所描述的功能，但是该种实现不应认为超出本技术的范围。
46.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本技术的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本技术的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种功率前后同时输出燃机试验测试系统，其特征在于，包括：台架测试系统、分布式测控系统、台架电控系统，其中，台架测试系统中包括多个测试子系统，各个测试子系统通过管线连接台架设备测点、燃机测点，以及通过网线连接内网上位交换机，内网上位交换机通过网线连接多个台架测试系统上位机，各个台架测试系统上位机内运行测试软件；台架电控系统中包括负载测控系统及设备，负载测控系统及设备通过线缆连接台架设备电控系统，台架设备电控系统通过网线连接外网交换机，外网交换机通过网线连接操控上位机，操控上位机通过硬线连接台架设备电控系统；分布式测控系统通过网线连接内网上位交换机，以及通过线缆连接台架设备电控系统。2.根据权利要求1所述的功率前后同时输出燃机试验测试系统，其特征在于，各个测试子系统由多台子设备构成，子设备采用lxi总线数据采集设备、压力/温度扫描阀测控设备构建，并通过级联下位交换机进行扩展。3.根据权利要求1所述的功率前后同时输出燃机试验测试系统，其特征在于，台架测试系统中内网上位交换机，通过网线与燃机控制系统连接。4.根据权利要求1所述的功率前后同时输出燃机试验测试系统，其特征在于，台架电控系统中负载控制系统及设备包括燃油箱、滑油箱、齿轮箱、发电机、负载箱、测功器控制器。5.根据权利要求1所述的功率前后同时输出燃机试验测试系统，其特征在于，台架电控系统中台架设备电控系统由plc控制器组建。

技术总结
本申请属于功率前后同时输出燃机试验测试系统设计技术领域，具体涉及一种功率前后同时输出燃机试验测试系统，设计不同层系统的测点数据由其对应的内网、外网系统负责采集和控制，然后通过分布式测控系统，将数据交互整合到台架测试系统上位计算机中，进行显示和存储，能够实现多层级网络环境下数据、测控交互功能。功能。功能。


技术研发人员：郑南 刘晓鹏 欧阳晖 李井洋 武卉 袁东锋 李文博 王欢 姬兴博
受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/10/15