[发明专利]一种安全起爆装置故障模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真技术，具体涉及一种安全起爆装置故障模拟装置，应用于安全起爆装置单元测试仪的故障检测和动作转换功能的功能检定。

背景技术

安全起爆装置是固体火箭发动机的关键部件，其可靠性关乎发动机的发射成败，其性能是否满足发动机总体要求，需经过严格的测试，包括电性能测试、动作检查和故障检测，因此要求相关的测试设备具备相应的功能。安全起爆装置单元测试仪(简称单元测试仪)就是用来进行安全起爆装置电性能测试、动作检查和故障检测的专用仪器。单元测试仪研制完成后，其电性能测试的功能性和可靠性检测由具备计量检定资格的计量部门完成，而其对安全起爆装置的动作测试功能和故障检测功能的考核一般采用例试件完成。例试件的制造成本较高；且在使用过程中容易损坏；另外在故障检测功能测试时，例试件无法提供特定的故障状态，需要人为制造故障，影响单元测试仪的生产效率和测试可靠性。

因此为解决这些问题，需要研制一种能对安全起爆装置的各种故障状态进行模拟，且与例试件具有等效负载的成本相对较低、方便故障测试且可靠性较高的装置，来考核单元测试仪的动作测试和故障检测功能，进而提高单元测试仪的生产效率和测试可靠性。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研制了一种具备与安全起爆装置例试件具有相同接口和等效负载，且正常情况下动作时间和动作反馈与例试件相同，并能全面模拟单元测试仪能检测到的安全起爆装置的各种故障的安全起爆装置故障模拟装置。

本发明的主要构思：根据固体火箭发动机安全起爆装置内部电路结构和其配合单元测试仪进行故障检测和动作测试时的接口状态，利用触摸屏作为人机交互界面、可编程逻辑控制器(PLC)作为控制核心、结合外围的控制电路，来模拟安全起爆装置的内部电路，并与安全起爆装置具有相同的输入输出接口。

本发明的具体技术方案为：一种安全起爆装置故障模拟装置，包括机箱主体、前面板、后面板、触摸屏、可编程逻辑控制器、电机装置、直射式红外光电传感器、直流开关电源、直流固态继电器组、电源开关、连接座，其中触摸屏嵌入安装在前面板；连接座和电源开关分别于左右嵌入安装在后面板；可编程逻辑控制器、直流固态继电器组、直流开关电源、电机装置分别固定于机箱内部底板；两个直射式红外光电传感器安装固定于电机装置的上方。

所述电机装置包括支架、电机底座、直流电机、保险状态限位销、工作状态限位销、连接杆、旋转盘、安装盘；直流电机固定于电机底座内，安装盘、连接杆依次固定在直流电机上；安装盘上固定保险状态限位销和工作状态限位销；旋转盘固定在连接杆上方的凸台上并用螺栓固定；旋转盘上对准连接杆下方销子处开一个φ5mm～φ7mm的透光孔。

所述两个直射式红外光电传感器分别安装固定有光电传感器支座，两个光电传感器支座分别对准保险状态限位销和工作状态限位销的位置固定在电机底座的上沿。

可编程逻辑控制器与触摸屏之间采用RS232串口通讯协议进行通信；可编程逻辑控制器采用AC220V供电，I/O信号采用DC+24V供电；触摸屏采用DC+24V供电。

模拟安全起爆装置保险开关和工作开关到位状态的信号检测由直射式红外光电传感器来完成，直射式红外光电传感器输入信号供电DC+5V，输出信号供电DC+24V。

直流电机旋转到工作到位状态后，对应的直射式红外光电传感器发出信号，输入可编程逻辑控制器的输入端口，并由可编程逻辑控制器内部进行逻辑运算，再传输到触摸屏显示直流电机到位状态。

在触摸屏上选择并设置工作方式，触摸屏将选择方式传入可编程逻辑控制器，在可编程逻辑控制器中进行逻辑判断和运算并输出给外围电路的直流固态继电器组，再输出到连接座。

安全起爆装置故障模拟装置的工作模式分为故障模拟工作模式和正常运行模式两种，故障模拟工作模式分为机构状态开关故障模式和绝缘故障模式两种，机构开关故障模式分为四种：“0-0”状态均不到位、“0-1”不能转到保险状态、“1-0”不能转到工作状态；“1-1”状态不唯一；绝缘故障模式分为三种：电机对壳绝缘故障，工作开关对壳绝缘故障，保险开关对壳绝缘故障。此外，故障模拟工作模式和正常运行模式互锁；四种机构状态开关故障模式互锁；三种绝缘故障模式互锁。

在可编程逻辑控制器内部进行所有的逻辑运算，触摸屏内为人机交互程序。