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提示与趋势

February 1, 2017

Q.series 与 Moog 航空测试控制器连接

简介

飞机结构测试项目中产生的数据量正在日益增长。在一篇测试文章中,负载引入点(传动机构)和传感器(应变计、热电偶、LVDT)的密度会逐渐增加,模型验证需要更高数据采样率来获取更多细节。飞机验证和认证的风险和成本非常巨大。快速投入运行的压力巨大。为了尽量减少现役飞机改装的影响,快速生成测试结果的能力对测试项目的成功至关重要。

Gantner Instruments 开发了以太网通信接口,可从 Moog 航空测试控制器向 Q.series 测量系统传送数据。诸如命令、反馈、控制错误和飞行载荷谱信息等控制器信号不间断发送给 Q.series 测量系统,以供在线存储、监测和分析。这减轻了测试后数据分析的负担。

Q.series 测量系统

创新型 Q.series 系统专为当今最为严苛的测试环境而设计。Q.series 系统具有高速度、高精度和高可靠性等特点。Q.series 产品高度可扩展,并且提供功能齐全的测量模块,有利于测试系统架构选择和测试实验室能力。每个测量模块都经过优化处理,可提供市场上最优越的性价比。

与 Moog 航空测试控制器连接的以太网通信接口,通过在 Q.series 实时控制器上运行的插件 Q.station 来处理。Q.station 固件具有插件管理系统,有助于轻松部署与维护定制通信协议。

有关安装与连接的详细信息,请参阅适用的 Q.series 产品手册。

所有手册都可下载。

Moog 航空测试控制器

Moog 航空测试控制器是一种数字伺服控制器,专用于飞机结构部件的静态和疲劳测试。其独特的架构和控制环路设计可对多达 500 个伺服传动机构实现同步闭环控制。通过航空测试套件 (Aerospace Test Suite) 软件即可完成测试设置、操作和监测。

以太网通信接口

航空测试控制器与 Q.series 系统之间的通信接口使用双向以太网通信协议,使配置和操作变得简单。通信协议包括三个不同的接口:

  1. 从 Moog 航空测试控制器发送至 Q.series 系统的控制器数据
  2. 测试控制器收发命令和状态的“握手”接口
  3. 从 Q.series 系统发送至 Moog 测试控制器的测量数据

对于每一个控制通道,都会发送如下信号至 Q.series 系统:

  • 力命令
  • 力 A 反馈(负载传感器电桥 A)
  • 力 B 反馈(负载传感器电桥 B)
  • 位置反馈
  • 伺服阀电流
  • 力控制错误
  • 位置控制错误

此外,对于每个航空测试控制器,都会向 Q.series 系统发送一组“共享内存”通道(虚拟计算通道)。“共享内存”通道的数量取决于控制器的配置;最少 64 个通道,最多 1280 个通道。

航空测试控制器缓冲数据,然后 Q.series 系统会以固定的时间间隔轮询数据。航空测试控制器以 100、200 或 500 Hz 的频率缓冲数据。

两个系统均使用时钟同步专用网络协议来同步时间。通常在某一个工作站上安装 NTP 服务器。航空测试控制器和 Q.series 系统都从属于 NTP 服务器。有关配置 Q.series NTP 客户端的更多信息,请参阅 Q.station 手册第 6 章。

Q.series 系统、Moog 航空测试控制器与工作站应处于同一网络范围。要将航空测试控制器连接到 Q.series 系统,需要使用标准以太网电缆和一台 1 Gb/s 的以太网交换机。将航空测试控制器上的办公网络端口连接到交换机。在 Q.station 上应使用以太网 TCP/IP 端口。

Q.series 系统随附一个 Moog 插件配置工具,用于配置插件的设置,即 IP 地址、通道选择与时间同步警告。

通常并不需要记录所有测试控制器通道。为了最大程度地减少数据开销,可以添加一个搜索过滤器,以便快速选择测试控制器通道的一个子集进行记录。

完全可配置的数据记录器

Q.series 允许最多 20 个独立的记录器。可针对连续触发基于事件的数据记录配置每个数据记录器。每个记录器可以设置为使用不同的记录速率来记录不同的数据集。例如,可以将记录器配置为持续记录网络位置数据。与此同时,还可以使用触发前和触发后时间来配置一个高速数据记录器,以防发生意外事件。

每个数据记录器的文件名称、大小、目标和保护级别均完全可配置。每个记录器都可以将数据写入不同的位置,无论是内部闪存、SD 卡、SATA 硬盘、U 盘或是任何连接的网络驱动器。

有关使用数据记录器来记录数据的更多信息,请参阅 Q.station 手册。

用户益处

降低传感器布线和成本;所有的控制器数据都通过一根以太网电缆传输。控制和测量系统不需要额外的传感器布线,例如负载传感器。

分布式系统架构;Q.series 系统可以分布在测试件周围,从而大大缩短测量模块和数千个应变计之间的传感器电缆。

将多个 Moog 测试连接至同一个 Q.station;Moog 航空测试控制器可以并行运行多达 5 个测试。每个测试都有自己的数据端口。所有数据端口都连接至同一个 Q.station,从而节约了额外的测量硬件成本。

在线监测和分析测试数据;能够随时监测和分析控制和测量数据,并在发生偏差时立即通知用户和/或应力分析人员。

确保数据可用性;Q.series 系统有 3 个冗余级别,可确保数据可用性。测量数据可以并行广播至在线数据库和 FTP 备份服务器。两个数据端口都处于不间断监测状态。如果广播发生故障,Q.series 系统会自动将数据记录至本地磁盘。

内置时间同步监测;Q.series 提供了一种独特功能,可以监测 Moog 航空测试控制器和 Q.series 系统之间的时钟时间差异。如果时钟时间差异超出了预先定义的阈值,则会生成警报,以通知操作人员。这避免了不可接受的数据偏斜或抖动。

有关更多信息,请联系 s.ploegman@​gantner-instruments.com

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