1. Краткое описание задачи:
Оснащение и пуско-наладка многоканальной распределенной измерительной системы для выполнения ресурсных испытаний конструкций самолетов.
Основные тех. требования:
 |
| Рис. 1 Ресурсные испытания самолета |
2. Метод измерений:
Сущность ресурсных испытаний (рис. 1) заключается в воспроизведении в лаборатории внешних воздействий, соответствующих условиям типовой эксплуатации планёра летательного аппарата, включая циклические нагружения и функционирование элементов конструкции летательного аппарата.
Параллельно нагружению элементов конструкции проводятся измерения во всех требуемых точках для дальнейших расчетов и подтверждения правильности проектирования конструкции под заданные нагрузки.
В связи с многоканальностью требуемой системы для сокращения длин кабелей, а также упрощения монтажа системы в подобных испытаниях рекомендуется использование распределенных вместо централизованных измерительных систем (рис. 2), благодаря которым сам вторичный измерительный преобразователь можно располагать непосредственно рядом с измерительными точками. Все данные должны быть сохранены на жесткий диск ПК для проведения дальнейшего анализа и составления отчета о проведенных испытаниях.
 |
| Рис. 2 Сравнение централизованной и распределенной измерительных систем |
3. Измеряемые величины:
|
1. Деформации (мкм/м) Диапазон измеряемых нагрузок при испытаниях зависит от типов элементов испытуемых образцов. 2. Сила (Н) Диапазон измеряемых нагрузок при испытаниях зависит от типов элементов испытуемых образцов. 3. Температура (⁰C) |
4. Решение задачи:
Для выполнения измерений и дальнейшего анализа данных было выбрано оборудование и программное обеспечение CatmanEnterprise компании HBM.
Таким образом, исходя из заданных технических параметров, была реализована следующая конфигурация измерительной системы, изображенная на рис. 3:
 |
| Рис. 3 Функциональная схема распределенной измерительной системы для проведения ресурсных испытаний самолетов |
4.1. Комплектация измерительной системы на базе оборудования HBM:
|
Фольговые тензорезисторы для экспериментального анализа напряженно-деформированных состояний испытуемых объектов |
|
Датчики силоизмерительные серии U Диапазон ном.нагрузок от 1,25 к·Н до 2,5М·Н Класс точности от 0,2 до 0,5 |
|
Датчики силоизмерительные серии C Диапазон ном.нагрузок от 200 к·Н до 5М·Н Класс точности от 0,5 до 0,8 |
|
16-ти канальный измерительный модуль MX1615 серии QuantumX для подключения тензометрических датчиков |
|
16-ти канальный измерительный модуль MX1601 серии QuantumX для измерения сигналов напряжения |
|
|
|
Специализированное клиент-серверное программное обеспечение CatmanEnterprise для обработки и анализа данных в многоканальных измерительных системах |
Многоканальная распределенная измерительная система на основе модулей серии QuantumX производства компании HBM состоит из измерительных модулей, интерфейсных модулей, распределительного шкафа, сервера данных, 2-х автоматизированных рабочих мест операторов (АРМ), коммуникационных кабелей, проводов питания и принадлежностей для крепления модулей QuantumX.
Состав многоканальной распределенной измерительной системы:
Измерительные модули MX1615, MX1601 и интерфейсный модуль CX27 соединяются между собой коммуникационными кабелями FireWire. Соединенные таким образом модули образуют распределенную сеть FireWire.
Образованная сеть FireWire обеспечивает передачу измеренных данных, сигналов синхронизации и управляющих сигналов для настройки модулей, а также обеспечивает электрическое питание модулей между собой. Соединенные по FireWire измерительные модули и интерфейсный модуль образуют распределенную измерительную подсистему. Возможно создание нескольких измерительных подсистем.
Для подключения каждой такой подсистемы к блоку питания на специальные монтажные кронштейны CASEFIT были смонтированы соединительные элементы на DIN-рейку (рис. 4).
 |  |
Рис. 4 Организация питания подсистемы QuantumX
Модули измерительной подсистемы «компонуются» с помощью специальных соединительных устройств CASECLIP и через модуль CX27 с помощью кабеля Ethernet подключается к коммутатору распределительного шкафа (рис. 5).
 |
| Рис. 5 Распределительный шкаф |
Коммутатор распределительного шкафа соединяется кабелем с коммутатором серверной стойки (рис. 6). К коммутатору серверной стойки подключаются сервер с установленным программным обеспечением CatmanEnterprise (MD Server, MC Setup, MD Explorer) и АРМ операторов c установленным программным обеспечением CatmanEnterprise (MD Client).
 |
| Рис. 6 Серверная стойка |
От блока питания распределительного шкафа с помощью соединительных проводов с клеммами (рис. 7) подается питание 24В на измерительные модули.
 |  |
Рис. 7 Соединительные провода питания между подсистемами и для подведения к модулям
Соединенные между собой измерительные, интерфейсные модули, коммутаторы, сервер, АРМ образуют многоканальную измерительную систему.
4.2. Автоматизация испытаний с помощью программного обеспечения catmanEnterprise:
Все дальнейшие действия по работе с измерительной системой выполняются с помощью клиент-серверного ПО CatmanEnterprise.
Настройка измерительных каналов выполняется на сервере с помощью предустановленной программы MC Setup. Сначала выполняется сканирование и поиск подключенных усилителей путем задания диапазона IP-адресов (рис. 8)
 |
| Рис. 8 Список подключенных модулей QuantumX в программе MC Setup |
Теперь можно осуществлять настройку измерительных каналов (рис. 9).
Специально адаптированное под многоканальные измерительные системы ПО CatmanEnterprise обладает множеством удобных функций, в частности, разделение всех каналов по группам, причем одни и те же каналы могут входить одновременно в разные группы. Данная функция существенно упрощает поиск требуемого канала и изменение настроек как одного канала, так и группы каналов в целом. Также возможно импортирование настроек измерительных каналов из файлов формата MS Excel или, как более привычный вариант, можно воспользоваться встроенной базой данных датчиков, в которой можно пользоваться как стандартными включенными производителем датчиками, так и создавать, и настраивать свои измерительные устройства.
 |
| Рис. 9 Список измерительных каналов в программе MC Setup |
После осуществления настройки измерительных каналов (калибровки, настройки фильтров ит.д.), создания необходимых математических каналов (рис. 10) можно переходить к настройке параметров испытаний (рис. 11): визуализационных полей, параметров сохранения измерительных данных, частоты дискретизации каналов, настроек триггеров записи и т.д.
 |
| Рис. 10 Создание математического канала расчета тензорозетки |
 |
| Рис. 11 Окно визуализации испытаний на серверном ПК (ПО MD Server) |
Если все необходимые настройки выполнены, можно запускать программу испытаний.
На АРМ компьютерах установлено ПО MD Client, позволяющее в любой момент подключаться к процессу испытаний, наблюдать и анализировать данные по требуемым измерительным каналам.
Визуализационный рабочий стол АРМ ПК также необходимо предварительно настроить (рис. 12).
 |
| Рис. 12 Окно отображения процесса испытаний клиентского ПК (ПО MD Client) |
После окончания измерений данные, записанные в настроенные ранее файлы, можно просмотреть с помощью программы MD Explorer (рис. 13) в табличной и графической формах.
 |
| Рис. 13 Окно ПО MD Explorer для просмотра измерительных данных |
Продолжение описания проекта читайте в прилагаемом pdf - Ресурсные испытания конструкций летательных аппаратов.pdf
КонтроллВахенд а Техника (КВТ) 2019
