發(fā)射場配氣系統(tǒng)自動化設(shè)計與研究.pdf

1、發(fā)射場配氣系統(tǒng)為運載火箭和衛(wèi)星測試、加注、發(fā)射提供壓縮空氣、高純氮氣和高純氦氣，是發(fā)射場地面勤務(wù)系統(tǒng)的重要組成部分。目前發(fā)射場配氣系統(tǒng)采用手動控制方式，這種方式雖然簡單易實現(xiàn)，但由于沒有自動記錄設(shè)備的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，不利于故障的定位和排除，也不利于提高發(fā)射控制的可靠性和安全性。實現(xiàn)發(fā)射場配氣系統(tǒng)的自動控制和集中監(jiān)控，不僅可以解決目前手動控制存在的各種問題和弊端，而且項目的研究實施可以移植、擴展到低壓配電、擺桿、平臺、空調(diào)等地面勤務(wù)系統(tǒng)設(shè)

2、備的監(jiān)控上，并最終成為地面設(shè)備集中監(jiān)控和遠(yuǎn)距離測試發(fā)射的一部分。 本文在分析了發(fā)射場配氣系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在的問題的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)設(shè)計中的主要總體技術(shù)要求、參數(shù)，分析了系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)的主要控制功能，然后分別對空氣、氮氣和氦氣系統(tǒng)的控制點進(jìn)行了統(tǒng)計，并給出了有關(guān)的電路圖和氣路圖。隨后分別介紹了可編程控制器的定義、功能和特點，以及選擇可編程控制器時應(yīng)考慮的主要因素，介紹了現(xiàn)場總線(PROFIBUS)的概況和技術(shù)概要，介紹了傳感器和執(zhí)行器

3、用串行總線AS-i的概況。 本文在介紹了所選擇器件情況基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于SIEMENSS7300PLC為前端控制中心，利用PROFIBUS總線接分布式智能I/OET200M系統(tǒng)，壓力傳感器現(xiàn)場顯示，截止閥加電動執(zhí)行器實現(xiàn)配氣的方案。在氣瓶庫的壓力采樣和控制上，考慮到氣瓶分布范圍較大，不便于并行布線，采用AS-i接口實現(xiàn)串行連接，并把它作為PROFIBUS的子網(wǎng)。遠(yuǎn)程控制微機通過專用通訊卡用光纖與PLC連接，可以滿足發(fā)射場遠(yuǎn)控的要

4、求。 本文在概述了可靠性和可靠性工程的定義、元件及系統(tǒng)可靠性分析基本方法的基礎(chǔ)上，對尾端配氣臺進(jìn)行了手動控制和自動控制下的可靠性分析和計算，證明了自動化改造確實可以提高系統(tǒng)的可靠性。在分析計算結(jié)果后，還可以得到提高現(xiàn)有配氣系統(tǒng)可靠性的有效方法：在關(guān)鍵的輸出點采用并聯(lián)輸出閥，而在其它位置則盡可能減少截止閥用量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，從而達(dá)到提高系統(tǒng)可靠性的目的。這也從理論上證明了現(xiàn)在手動控制時過多地采用并聯(lián)氣瓶和開關(guān)的做法是不科學(xué)的。