[发明专利]一种大空间环境模拟试验室压力控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力控制领域，具体来说，是一种应用于环境模拟试验室降压、负压的控制系统及其控制方法，特别适用于特大型空间环境模拟试验室。

背景技术

高原低气压环境试验是大量工业产品需要进行的环境考核试验。对于小型产品，一般是利用人工方法获得的高原低气压环境进行考核；对于大型整机产品，往往需要往返于自然的高原环境进行考核，造成产品的研制周期长、资金花费巨大，同时也常常受到自然条件的限制，环境参数难以满足试验的需求。

为了满足大型整机产品的高原低气压环境试验需求，需要建设特大型的真空容器。目前，美国、俄罗斯、欧洲空间局、日本都建设有直径大于10m的大空间环境设备，中国空间技术研究院亦建有直径为12m的大空间环境模拟设备KM6。由于大空间环境模拟设备空间大，在降压过程中对压力控制系统的排气量及降压速率要求都较高，因此现有技术的真空泵结构比较复杂，同时也给系统的自动控制机及设计逻辑关系增加了难度。

发明内容

本发明为了解决上述问题，本发明提出一种应用于大空间环境模拟试验室降压、负压的控制系统及其控制方法，使大空间环境模拟试验室内进行快速降压的试验。

本发明一种大空间环境模拟试验室压力控制系统，包括主抽真空泵、维持真空泵，止回阀A、止回阀B，主抽真空泵自动阀门、维持真空泵自动阀门、自动阀，抽气管道，排气管道，自动补气阀，手动补气阀，真空表A、真空表B，自动放气阀，过滤器，手动放气阀、PLC控制设备以及大空间环境模拟试验室。

其中，大空间环境模拟试验室上通过管路连接有手动放气阀、自动放气阀与真空表A，自动放气阀与过滤器连接；大空间环境模拟试验室上还通过抽气管道依次连接有真空表B、自动阀、手动补气阀以及自动补气阀；自动阀与手动补气阀之间的抽气管道上分别通过管路并联有主抽真空泵与维持真空泵；主抽真空泵与维持真空泵通过管路与排气管道相连；每个主抽真空泵与抽气管道间的管路上依次设置有止回阀A与主抽真空泵自动阀门；维持真空泵与抽气管道间的管路上依次设置有止回阀A与维持真空泵自动阀门；PLC控制设备通过数据线与止回阀A、止回阀B、自动补气阀、自动放气阀、主抽真空泵、维持真空泵、真空表A、真空表B、主抽真空泵自动阀门、维持真空泵自动阀门、自动阀相连。

大空间环境模拟试验室中的空气经主抽真空泵抽吸后，由排气管道排出大空间环境模拟试验室外，实现大空间环境模拟试验室内的快速降压；通过止回阀A与止回阀B防止气体回流；抽气管道中的气流量通过主抽真空泵自动阀门控制，实现抽气管道的切断或接通；主抽真空泵所在气路的开关及流量大小由维持真空泵自动阀门控制；在主抽真空泵抽气完毕停机后，通过维持真空泵保持补气量和抽气量的动态平衡，维持大空间环境模拟试验室内的低气压环境和真空度值的稳定；维持真空泵所在气路的开关及流量大小由自动阀控制；大空间环境模拟试验室中的补气量通过自动补气阀控制；进入大空间环境模拟试验室内空气中的杂质通过过滤器去除；在试验完成后通过自动放气阀将外界空气经过滤器过滤后抽吸进大空间环境模拟试验室内，使大空间环境模拟试验室内外压力值达到平衡；通过手动补气阀手动对大空间环境模拟试验室内进行复压；真空表A用来测量抽气管道内的气压值，并向PLC控制设备输入反馈信号；真空表B用来测量大空间环境模拟试验室内的气压值，并向PLC控制设备输入反馈信号。其中，PLC控制设备用来控制主抽真空泵、维持真空泵、止回阀A、止回阀B、主抽真空泵自动阀门、维持真空泵自动阀门、自动阀、自动补气阀、真空表A、真空表B以及自动放气阀的开启或关闭。

本发明一种大空间环境模拟试验室压力控制系统的压力控制方法，通过下述步骤实现：

步骤一：PLC控制设备初始化；

开启PLC控制设备电源后，通过外部PC机上设定本次实验模拟的真空度。

步骤二：检测真空表A与真空表B是否正常；

真空表A和真空表B会向PLC设备发送数字信号，若没有收到这真空表A或真空表B的数字信号，PLC设备报警；否则直接进行步骤三。

步骤三：检测大空间环境模拟试验室内真空度是否正常；

通过真空表A测得的大空间环境试验室内的真空度的值发送给PLC控制设备，若大空间环境模拟试验室内真空度的值与正常大气压值相同，则表明大空间环境模拟试验室内真空度正常；否则，PLC控制设备报警。此时通过手动补气阀对大空间环境模拟试验室内进行复压，直到真空表A测得的真空度的值与正常大气压值相同。

步骤四：开始对大空间环境模拟试验室内部抽气降压；