A.12.O. Автоматизированный стенд для испытаний готовых изделий на

, , 1

1.  Нижегородский Государственный Технический Университет. Г. Нижний Новгород., ул. Минина., д. 24.

1.  Введение

Испытания являются одним из ключевых технологических процессов, обеспечивающих качество готовой продукции. Особенно важным этот процесс становится при производстве изделий для авиационной промышленности. Сложность воспроизведения реальных условий испытаний (поддержание требуемых значений температур, расходов, давлений, использование при испытаниях взрывоопасных и легковоспламеняющихся материалов, одновременное снятие множества показаний) - требует автоматизации даже в условиях единичного производства. При мелкосерийном производстве и большой номенклатуре изделий такая автоматизация просто необходима.

На (г. Нижний Новгород) испытательные стенды используются в целом ряде производств. В настоящее время производится как модернизация действующих стендов, так и разработка новых. И в том и в другом случае возникает необходимость выбора оптимальной аппаратно-программной платформы для автоматизации.

2. Результаты работы

Специалистами учебно-научного центра по машиностроению (УНЦМаш) при Нижегородском государственном техническом университете проведена разработка и реализация автоматизированного стенда для теплотехнических испытаний готовых изделий на базе измерительного оборудования и программного обеспечения фирмы National Instruments. При выборе аппаратной и программной платформы для создания автоматизированного стенда учитывались следующие требования: высокая точность измерений, большое число измерительных каналов, надежность работы в производственных условиях, универсальность, масштабируемость.

Система управления измерительным стендом реализует следующие функции:

·  Проведение измерений с передачей данных по локальной сети на персональный компьютер операторов;

·  Возможность настройки интерфейса оператора для реализации различных схем испытаний;

·  Визуализацию результатов измерений на экранах мониторов компьютера в виде индикаторов и графиков;

·  Совместную работу операторов при проведении испытаний;

·  Запись и хранение результатов измерений;

·  Формирование отчетов о результатах измерений в виде графиков и таблиц с возможностью вывода на печать;

·  Управление нагревом печей подогрева воздуха, масла и ОЖ в соответствии с уставкой оператора по ПИД-закону;

·  Возможность программной настройки параметров ПИД-регуляторов;

·  Сигнализацию о неисправности отдельных элементов измерительной системы.

2.  Аппаратное обеспечение

Структурная схема испытательного стенда приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема испытательного стенда

Информация о теплотехнических показателях на входе и выходе испытываемого изделия с датчиков через барьеры искробезопасности в виде токовых сигналов 4-20мА поступает на измерительные модули FP-AI-111, работающие под управлением контроллера FP-2000. Контроллер FP-2000 в режиме реального времени посредством интерфейса Ethernet передает информацию на персональный компьютер операторов. При испытаниях работа ведется одновременно с двумя контурами – холодного и горячего теплоносителя. Управление этими контурами производится независимо двумя операторами, поэтому измерительная информация также выводится независимо на два жидкокристаллических монитора (рис.2).

В системе также используется модуль токовых аналоговых выходов FP-AO-200 для управления печами подогрева воздуха и масла, а также релейный модуль FP-RLY-420 для блокировки включения печей при недостаточном расходе воздуха через них.

3. Программное обеспечение

Программное обеспечение реализовано в среде LabVIEW 7.1. При проведении испытаний оператор выбирает из базы данных нужное изделие (рис.2), назначает режим (вид испытаний - на гидросопротивление и/или на теплоотдачу, используемые контуры, требуемые значения расходов по контурам и температур на входе в теплообменник, диапазон рабочих давлений и т. д.). Вся перечисленная информация сохраняется в базе данных и может быть использована многократно. Непосредственно в процессе испытания система автоматически поддерживает заданную температуру на входе в изделие, наглядно отображает процесс выхода на режим (рис.3), ведет протокол испытаний. После достижения заданного режима полученные данные сохраняются и могут быть использованы для автоматического составления отчета.

Рисунок 2. Окно выбора режима испытаний.

Рисунок 3. Внешний вид панели оператора при испытании.

Набор формул и таблиц, используемых при составлении отчета, не является жестко заданным и может меняться для разных типов изделий (шаблоны формул и отчетов).

Контроллер FP-2000 также оснащен программой, реализованной в среде LabVIEW7.1 и осуществляет функции блокировки и автоматического управления нагревательными печами по ПИД-алгоритму.

4.Выводы

При разработке важными оказались такие особенности LabVIEW, как: графический язык программирования; удобные средства для визуализации; поддержка ActiveX технологий, которые использовались при работе с базой данных испытываемых изделий, а также для передачи данных в Excel. Немаловажным представляется единый подход, использующийся как при программировании персонального компьютера, работающего под управлением ОС Windows, так и при разработке управляющей программы для контроллера FP-2000, оснащенного операционной системой LabVIEW RT.