某高超声速风洞攻角机构控制系统

发布时间：2025-04-01 03:14

　　 为解决某高超声速风洞攻角机构存在的传动结构复杂、负载大和精度要求高等问题,设计了以EtherCAT为总线的控制系统方案。根据攻角机构的控制系统需求,选用BECKHOFF产品构建攻角机构机电液一体化的控制系统架构,分别采用TwinCAT和C#语言开发控制系统下位机PLC和上位机HMI软件,采用ADS通信协议实现HMI与PLC程序的通信,并用OPC UA通信协议实现攻角机构运行数据与风洞运行系统的数据交互。结果表明:该系统满足攻角机构控制需求,能够解决攻角机构的信息孤岛问题,提高风洞系统的信息化和智能化水平。

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【部分图文】：

图1 攻角机构总体方案

某高超声速风洞攻角机构的总体机械结构如图1所示。攻角机构共有6个自由度，从下而上成塔式结构，分别为X、Y、Alpha、Beta、Gamma1和Gamma2。其中X和Y直线自由度由于负载较大，采用伺服驱动无法满足运动速度要求；因此，选用液压驱动方式。Alpha和Beta旋转自由度分....

图2 控制系统总体结构

控制系统以IPC为主站，从站包括总线耦合器、远程I/O和伺服驱动器等。为解决上位机到现场控制柜超远距离通信的问题，采用光纤作为EtherCAT总线的传输介质。图2中虚线部分表示EtherCAT总线的光纤介质。选用EK1100、Ek1521、EK1110和EK15014种总线耦合....

图3 控制系统软件结构

控制系统软件分为下位机和上位机软件。下位机软件采用TwinCAT软件编写，上位机程序基于微软.NET平台采用C#语言开发。控制系统软件结构如图3所示。4.1下位机软件

图4 限位安全保护逻辑

安全检测程序实时检测系统内的限位保护开关、液压油压力和温度、机构各自由度运动速度和当前位置等，经安全逻辑运算后在危险逻辑中直接控制各轴的停止、电源的关闭、液压阀门的闭合。其中限位保护功能关系到攻角机构运动中的安全，其执行逻辑如图4所示。程序检测到限位信号同时触发紧急停车和危险计时....

本文编号：4038855