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浅谈航空发动机试车台测控系统的发展

摘要：试车台是航空发动机研发过程中重要试验数据的来源，更是一台合格

发动机出厂前的最后一道工序，试车台是否可靠直接影响着某型发动机是否研制

成功，乃至能否出厂投入使用。而一套可靠的试车台测控系统是试车台能稳定工

作的核心，本文主要就试车台测试与控制系统进行介绍。

关键词：试车台；航空发动机；测控系统

航空发动机作为一架飞机的核心，是我国科技、工业实力的重要体现。而航

空发动机试车台是发动机研发、生产过程中必不可少的设备，一套先进、合格的

试车台，能极大地提高航空发动机的研发效率，能为发动机试车过程中提供准确、

有效的试验数据，这就对试车台的测控系统提出了极高的要求。

1试车台测控系统的发展

我国传统试车台测控系统通常采用按钮或旋钮等机械结构来实现发动机及工

艺设备的控制，同时通过模拟仪表来实现发动机工作状态的显示，通过观察窗来

实时观测发动机工作情况，现场工作人员通过人工纸质记录发动机工作参数，传

统试车台有着可靠性高、成本低等优点，但随着自动化测试技术的不断发展，这

种工作模式已经越来难以满足现代化科研、生产的需求，发动机工作时需观测的

数据种类多，需要大量的仪表来显示参数，这样一来无疑大大增加了试车台建设

的难度，不仅增加了试车人员的工作量，而且难以保证数据的准确性。

现代试车台大多采用高精度数据采集系统，可实时采集、记录发动机工作参

数，并集成数据分析系统，自动生成发动机性能数据，可对试车过程进行回放以

及分析；同时采用以PLC可编程控制系统为核心的人机交互界面，以实现发动机

工作状态以及工艺系统的控制，简化了试车台的结构，使得试车台的可维护性、

可靠性都有了极大地提升；高清摄像头以及云台控制系统，实现了对发动机工作

过程以及工艺系统的实时监测，

2试车台测控系统的构成

试车台测控系统分为测试系统和控制系统，测试系统需实时采集发动机运转

过程中瞬态及稳态过程中的数据，同时配置高清摄像及云台控制系统，能实时监

控试车台、发动机、工艺系统的工作状态；控制系统主要完成发动机工作状态的

控制、试车台工艺系统的控制、发动机报警状态的监控，要求操作精确，无失误，

发出的控制信号能及时传递给发动机及工艺系统并反馈给试车台测试系统。

2.1测试系统

试车台测试系统主要由高精度传感器、测量电缆、数采系统、数据处理系统

等组成。传感器主要包括压力传感器、温度传感器(铂电阻、热电偶)、转速传感

器、流量计等，负责采集发动机及工艺设备的压力(燃滑油压力、大气压力、进

气静压等)、温度(大气温度、流道温度、滑油温度等)、转速、燃滑油流量等参

数，并通过测量电缆将信号传送给数采系统，数采系统接收到传感器采集到的信

号并通过数据处理系统，最终转化为计算机端可视化人机交互界面显示的各种参

数，使试车人员能直观地观察到发动机及工艺系统当前的工作状态。

测量通道经过通道校验，对模拟量输入采用实际测量数据与标准信号进行对

比，实现信号量与工程量的转换，测量参数的精确度有了极大的提高与保障。

测试软件可对试车参数进行记录、存储，生成试车记录报表，试车人员可使

用集成的数据回放系统生成表格、曲线，更直观地对发动机进行数据分析以及研

究。软件可自行设置报警值，试车过程中一旦出现超过限制值的情况，系统将自

动显示超限报警提示。

监控系统通过多个高清摄像头，实现试验过程中多角度、全方位实时监控发

动机及工艺系统的工作情况，云台控制系统可对摄像头观测角度、观测距离进行

调整，还能对突发情况进行录像、储存、回放，为事后分析提供依据。

2.2控制系统

试车台控制系统以PLC可编程控制系统为基础，将工艺系统设备信号、控制

信号及发动机反馈信号引入PLC，依据该型号发动机电气系统以及工艺设备系统

原理图，完成台架电缆以及控制柜的接线。信号进入PLC后，上位机监控系统通

过PLC联网通讯功能实现PLC与上位机之间的数据交换，可在人机交互界面实时

显示发动机及工艺系统当前的工作状态，为工作人员提供更直观的设备工作状态

展现。操作人员可在上位机监控软件的人机交互界面，通过鼠标点击或者触摸屏

的形式来下达发动机及工艺系统的操作指令，利用上位机集中控制及监视发动机

的工作状态。

同时控制系统与测试系统进行数据共享，实现相关设备的状态连锁，如超限

报警自动停车、某个阀门未打开不允许进行开车等功能，发动机及工艺设备的电

气功能性检查开关由上位机监控软件控制，实现发动机与工艺设备工作状态的动