Автоматизированные методы обработки результатов эксперимента в аэродинамической трубе

Информационно-измерительные и управляющие комплексы по анализу и обработке экспериментальных данных

Для просчета, расшифровки, систематизации, накопления и хранения экспериментальных данных необходимо использовать информационноизмерительные и управляющие комплексы (ИИУС). Принцип действия таких комплексов ИИУС основан на использовании специального программного обеспечения взаимодействующего с экспериментальной установкой (аэродинамической трубой) посредством различных датчиков и электронной вычислительной машины (ЭВМ) [9]. Поступающие в ЭВМ экспериментальные исходные данные с датчиков (тензорезисторных преобразователей неэлектрических величин) разделяются на две группы:

  • - данные подлежащие обработке;
  • - программу по обработке данных.

Далее рассмотрим принцип действия управляющего комплекса по анализу и обработке экспериментальных данных на примере дозвуковой аэродинамической трубы (АТД Т-1 ОГУ) постоянного действия с открытой рабочей частью, замкнутого типа, с автоматизированной системой обработки и хранения данных, рисунок 3.1.

Информационно измерительная система (ИИС), представляет собой многоканальную измерительную структуру, основой которой является многоканальный программируемый терминал Omron, программируемыми логическими контроллерами, а также совокупность программно-технических средств с блочно-модульной структурой и универсальным вычислительным ядром.

Общий вид программируемого терминала управления аэродинамической трубой и ИИС, представлен на рисунке 3.2.

— АТД Т-1 ОГУ

Рисунок 3.1— АТД Т-1 ОГУ

— Терминал управления АТД Т-1 ОГУ

Рисунок 3.2 — Терминал управления АТД Т-1 ОГУ

Процессор обеспечивает ввод аналоговой информации, ее анализ в независимом от компьютера режиме с последующим сообщением о результатах анализа. Управление ИИС от ЭВМ осуществляют специальные программы драйверы с помощью программируемых логических контроллеров CJ2M.

Состав программируемых логических контроллеров АТД Т-1 ОГУ включает:

  • - модуль питания CJ1W-PA205, рисунок 3.3;
  • - модуль центрального процессора CJ2M-CPU15, рисунок 3.4;
  • - модуль связи CJ1W-SCU21A, RS485/RS232, рисунок 3.5;
  • - модуль аналоговых входов CJ1W-AD081, 8 входов, рисунок 3.6;
  • -модуль универсальных аналоговых для подключения термопар CJ1W-

AD04U, 4 входа, рисунок 3.7.

— Модуль питания CJ1W-PA205

Рисунок 3.3 — Модуль питания CJ1W-PA205

— Модуль центрального процессора CJ2M-CPU15

Рисунок 3.4 — Модуль центрального процессора CJ2M-CPU15

— Модуль связи СИ W-SCU21A, RS485/RS232

Рисунок 3.5 — Модуль связи СИ W-SCU21A, RS485/RS232

Рисунок 3.6 — Модуль аналоговых входов CJ1W-AD081

— Модуль универсальных аналоговых для подключения термопар CJ1W-AD04U

Рисунок 3.7 — Модуль универсальных аналоговых для подключения термопар CJ1W-AD04U

Аэродинамические весы представляют собой устройство, содержащее тензорезисторные преобразователи неэлектрических величин (упругие деформации) в электрический сигнал. Весы позволяют измерять нагрузки по компонентам X, Y, Z, Мх, Му, Mz в системе координат, связанной с моделью. Выходные напряжения подаются на усилители. Далее усиленный сигнал поступает на программируемые логические контроллеры, объединенные в один функциональный блок, рисунок 3.8.

— Функциональный блок программируемого логического контроллера

Рисунок 3.8 — Функциональный блок программируемого логического контроллера

В состав аэродинамических весов входят следующие тензорезисторные преобразователи неэлектрических величин:

  • - тензорезисторный преобразователь, СВ1-К5, рисунок 3.9;
  • - тензорезисторный преобразователь, СВ1А, рисунок 3.10.
— Тензорезисторный преобразователь, СВ1-К5

Рисунок 3.9 — Тензорезисторный преобразователь, СВ1-К5

— Тензорезисторный преобразователь, СВ1А

Рисунок 3.10 — Тензорезисторный преобразователь, СВ1А

Общий вид аэродинамических весов, представлен на рисунке 3.11. Совокупность программируемого терминала управления, тензорезисторный преобразователей и программируемых логических контроллеров представляют аппаратную основу высокоавтоматизированной системы по обработке экспериментальных данных.

— Тензорезисторные аэродинамические весы АТД Т-1 ОГУ

Рисунок 3.11 — Тензорезисторные аэродинамические весы АТД Т-1 ОГУ

Преобразованные и упорядоченные потоки информационных данных поступают в ЭВМ, где посредством программного обеспечения осуществляется обработка данных. Программно-информационная среда, построенная на основе программного пакета SCADA, позволяет обеспечивать работу в реальном времени, производить сбор, обработку, отображение и архивирования экспериментальных данных. Управление режимными процессами аэродинамической трубы возможно осуществлять в режиме удаленного доступа, через информационную среду, рисунок 3.12.

На рисунке 3.12 отображено диалоговое окно, позволяющее задавать режимные характеристики процесса проведения эксперимента, «Включение или Выключение» вентилятора, а также задание «Частоты вращения». При этом в режиме реального времени осуществляется отображение текущих параметров, температуры воздуха, плотность потока в рабочей области, скорость потока, и величина атмосферного давления.

— Диалоговое окно программного комплекса ИИС

Рисунок 3.12 — Диалоговое окно программного комплекса ИИС

Также возможен переход к просмотру работы тензодатчиков и осуществление «Начала записи и Окончания записи» для поступаемых экспериментальных данных. Переход во вкладку «Просмотр» открывает следующее диалоговое окно, рисунок 3.13.

— Диалоговое окно «Просмотр»

Рисунок 3.13 — Диалоговое окно «Просмотр»

В данной вкладке возможно просматривать, отображать в различном виде обработанную и упорядоченную с логических контроллеров параметры экспериментальных данных.

Используя встроенные инструменты, осуществляется задание шага времени отображения поступающих параметров с аэродинамических весов, и вывод информации в виде гистограмм и графиков. На рисунке 3.14 отображены перемещения по трем компонентам с тензорезисторных преобразователей, и выделены следующими цветами (зеленым, желтым и синим). В связи с тем, что в текущий момент времени продувка не осуществляется, то показания с компонентов отображаются в линейном виде.

3) Ома log Yicwtr

— Отображение перемещения по трем компонентам

Рисунок 3.14 — Отображение перемещения по трем компонентам

тензорезисторных преобразователей

Для удобства отображения и возможности осуществления обработки информации, можно отключить отображение динамической сетки, установить ограничения в зависимость от задач эксперимента, например момент отсчета времени, рисунок 3.15.

— Выбор параметров отображения диаграмм и установки ограничений

Рисунок 3.15 — Выбор параметров отображения диаграмм и установки ограничений

Далее осуществляется трансляция сохраненных экспериментальных данных, в виде файла в формате «CSV» и текстового документа, рисунок 3.16.

— Трансляция экспериментальных данных

Рисунок 3.16 — Трансляция экспериментальных данных

Сохраненный файл в виде проекта, возможно, открывать в любой момент времени, рисунок 3.17. Файл в текстовом формате открывает с помощью программы блокнот и пр. программ, рисунок 3.18.

SJ O*t* log

— Работа (постобработка) для сохраненных файлов

Рисунок 3.17 — Работа (постобработка) для сохраненных файлов

— Отображение информации в текстовом виде

Рисунок 3.18 — Отображение информации в текстовом виде

В текстовом формате содержится систематизированная информация с аэродинамических весов отображаемая в следующем формате:

  • - имя файла;
  • - дата проведения эксперимента в формате: 00.00.0000;
  • - время проведения эксперимента в формате: 00:00:00;
  • - силы, и моменты по компонентам;
  • - скорость потока в рабочей части трубы.

Совокупность представленных взаимодействующих и взаимосвязанных компонентов образуют высокоавтоматизированную систему обработки и хранения данных, для проведения физического моделирования.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >