г. Санкт-Петербург
ул. Ольминского, д. 6

Время работы
ПН -ПТ 9:00 до 18:00

Уникальные климатические камеры для испытания специализированной техники и современных типов вооружений

  • Дата публикации: 2018-02-01
  • Начало
  • Уникальные климатические камеры для испытания специализированной техники и современных типов вооружений

Уникальные климатические камеры для испытания специализированной техники и современных типов вооружений
Авторы статьи:

Александр Богатырев, технический директор
Андрей Гуреев, начальник отдела автоматики
Владимир Данин, главный инженер
Андрей Скворцов, ведущий программист


При разработке современных типов вооружений проводятся многочисленные испытания, в том числе на влияние различных внешних воздействий. Климатическая камера (КТВХ-2320) предназначена для воспроизведения жестких условий окружающей среды: повышенной влажности, высокой и низкой температуры.

Система управления камерой разработана на элементной базе ОВЕН.

Инженерный центр энергоэффектив­ных холодильных технологий и авто­матики (ИЦ ХОЛОДИЛЬНЫХ ТЕХНОЛО­ГИЙ) разрабатывает и изготавливает тепловые, холодильные и вакуумные испытательные ком­плексы для предприятий оборонной промышленности, в том числе для Концерна ВКО «Алмаз- Антей», ФКП «НИЦ РКП» в рамках Го­соборонзаказа. На базе этих комплек­сов проводятся натурные испытания изделий ВПК, в том числе зенитного ракетного комплекса С-400.
Камера КТВХ-2320 предназна­чена пределах температур: от -70 до +80 °С, термоциклирования (+25... +60 °С) при относительной влажности до 98 %.



Основные технические характери­стики рабочей камеры объемом 2320 м3


Система поддержания влажности

Для проведения испытаний на влагоустойчивость при относительной влажности 95...100 % с циклическим изменением темперуры (+25 до +55 °С)разработана система поддержания и регулирования влажности. Система обеспечивает дозированную подачу перегретого пара через электромагнитные клапаны в рабочий объем камеры. Для создания условий окружающей среды используются: парогенератор, пароперегреватель, форсунки подачи пара, вентиляторы, а также система подогрева пола.

Рис.1 Функциональная схема управления испытательным комплексом

Рис. 2. Структурная схема передачи данных

Принцип работы каскадной холодильной машины

Для реализации холодообеспечения климатической камеры разработана установка из двух компрессорно-кон­денсаторных блоков с каскадным ци­клом работы. Каскадная холодильная установка оснащена винтовым (верх­ний каскад, КВК) и поршневым (ниж­ний каскад, КНК) компрессорами, об­служивающими воздухоохладители. На рис. 1 представлена функциональ­ная схема управления испытательным комплексом.

Для достижения температуры до минус 30 °С применяется автомати­ческий режим «холод», условия ра­боты которого создают потолочные воздухоохладители верхнего каскада. В этом режиме тепло от потолочных воздухоохладителей сбрасывается в атмосферу через конденсатор.

Для достижения температуры до минус 70 °С применяется автома­тический режим «глубокий холод». В этом режиме тепло отбирается потолочными воздухоохладителями нижнего каскада, через конденса­тор-испаритель передается верхне­му и выводится через конденсатор в окружающую среду.

При испытании системы в режи­ме «глубокий холод» начальная тем­пература в объеме испытательной камеры составляла +30 °С. Через 24 часа по показаниям 12 датчиков тем­пература снизилась до -65 °С, таким образом, скорость охлаждения со

ставила 3,96 °С/час - отличный пока­затель для камер большого объема. На рис. 2 представлена структурная схема передачи данных.

Для предотвращения снижения температуры в камере используются балластные нагреватели, изменение мощности которых обеспечивают твердотельные реле. Для поддержа­ния температуры в объеме камеры с заданной точностью и стабильной работы контролируются параметры:

» давление конденсации и всасыва­ния КВК;

» температура на линии всасывания и нагнетания КВК;

» температура масла КВК;

» температура перегрева фреона на выходе из испарителя КВК;

» проток масла КВК;

» давление конденсации и всасыва­ния КНК;

» температура на линии всасывания и нагнетания КНК;

» температура перегрева фреона на выходе из испарителя КНК;

» подводимая мощность к ТЭНам ис­парителя КНК.


Программно-аппаратный комплекс

Выполнение алгоритмов управления обеспечивает программно-аппарат­ный комплекс с несколькими контрол­лерами ОВЕН, которые предоставляют большие вычислительные мощности.

 

Основу системы управления со­ставляют средства автоматизации ОВЕН:

» программируемый контроллер ПЛК110;

» сенсорные панельные контроллеры СПК110;

» 32-канальный модуль дискретного ввода МВ110;

» 8-канальные модули аналогового ввода с универсальными входами МВ110;

» 32-канальный модуль релейного вывода МУ110;

» модули ввода/вывода МВУ8;

» преобразователи частоты ПЧВ2, ПЧВ3;

» Твердотельные реле KIPPRIBOR.

Кроме основного оборудова­ния, установлены комбинированные датчики температуры и влажности GaLLtec+MeLa.

«Главный контроллер» ПЛК110 используется для опроса модулей ввода/вывода и частотных прео­бразователей, он взаимодействует с контроллерами СПК110 и передает данные на OPC-сервер по протоколу Ethernet в SCADA-систему. Контрол­лер управляет модулем дискретного вывода МУ110 и контролирует со­стояние дискретных входов модуля МВ110-32.

«Контроллер пользователя» СПК110 обеспечивает опрос модулей ввода, запуск различных режимов и монито­
ринг процессов, производит масшта­бирование датчиков и определяет их исправность. На рис. 3. показана мне­мосхема «Контроллера пользователя». К контроллеру подключены модули МВ110, которые опрашивают датчики температуры и влажности.

«Контроллер технологический» СПК110 служит для пуска различных режимов, настройки регуляторов и мо­ниторинга.

Анализ данных осуществляется с помощью модулей аналогового вво­да МВ110. Модули вывода МВУ8 осу­ществляют управление твердотель­ными реле (ТЭНы воздухоохладите­лей) и частотными преобразовате­лями: ПЧВ2 (вентиляторы конденса­тора верхнего каскада) и ПЧВ3 (ком­прессоры нижнего каскада).

Для мониторинга работы комплек­са и архивации данных используется SCADA-система. Компьютер подклю­чен к «главному контроллеру» по про­токолу Ethernet.

Проверочная «симуляция» позво­ляет имитировать работу системы, проверять и настраивать функционал всех регуляторов и алгоритмов. Симу­ляция ускоряет отладку оборудования для исключения ошибок при пускона­ладочных работах.

Созданная гибкая система управ­ления на базе оборудования ОВЕН имеет широкие возможности настро­ек регуляторов и смены алгоритмов работы без остановки комплекса. Ча­стотные преобразователи обеспечи­вают энергоэффективность и требуе­мую производительность компрес­соров нижнего каскада. Точное ре­гулирование в диапазоне низких температур (до -70 °С) снизило энер­гопотребление на 18 %.

Ссылка на оригинал