本發(fā)明涉及一種航空電子儀器維修。特別是涉及一種航空電子儀器維修防靜電智能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，逐步形成以網(wǎng)絡(luò)集成自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息系統(tǒng)，現(xiàn)場總線就是順應(yīng)這一形式發(fā)展起來的新技術(shù)，有研究人員稱“現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸多分支結(jié)構(gòu)的通訊網(wǎng)絡(luò)”。現(xiàn)場總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了連接多個尋址現(xiàn)場設(shè)備，它是現(xiàn)代計算機(jī)、通信和控制技術(shù)的集成。

同時由于計算機(jī)技術(shù)革命來的便利，工業(yè)個人計算機(jī)(ipc)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)過程自動控制、智能化閉環(huán)控制、網(wǎng)絡(luò)化通訊和數(shù)據(jù)庫管理。ipc采用“分散控制，集中管理”的原則，將分散在工業(yè)現(xiàn)場的靜電情況連接成一個分布網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)集中管理，為真正的智能控制提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

在傳統(tǒng)的航空電子儀器維修車間中，每臺防靜電離子風(fēng)機(jī)負(fù)責(zé)消除單個工作區(qū)域的靜電，相互之間缺乏必要的協(xié)調(diào)合作，因此，整體優(yōu)化效果并不明顯。隨著計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)個人計算機(jī)(ipc，industrialpersonalcomputer)在智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，可以通過利用ipc系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集中處理功能，將原本孤立的防靜電離子風(fēng)機(jī)按一定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接在一起，借助網(wǎng)絡(luò)控制和閉環(huán)控制技術(shù)，達(dá)到實(shí)時監(jiān)測航空電子維修區(qū)的靜電情況，并根據(jù)監(jiān)測的靜電數(shù)據(jù)，對防靜電離子風(fēng)機(jī)靜電發(fā)生器和風(fēng)扇進(jìn)行控制，最終使航空電子維修區(qū)的靜電量達(dá)到部件維修手冊(cmm，componentmaintenancemanual)規(guī)定的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對分散的靜電分布網(wǎng)絡(luò)的集中管理，大大提高工作效率和質(zhì)量，減少操作人員和降低運(yùn)行維護(hù)成本。

航空電子維修廠房中的靜電雖然在放電的時候瞬時電壓非常高，但是靜電電荷變化量非常小，一般在10^-7～10^-3c之間，因此必須研制高精度的電荷檢測電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能有效的防止航空維修車間中靜電對航空電子儀器危害的航空電子儀器維修防靜電智能系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種航空電子儀器維修防靜電智能系統(tǒng)，包括有通過lonworks現(xiàn)場總線依次串聯(lián)連接的：用于采集航空電子維修廠房中靜電信號的靜電采集模塊，用于對靜電采集模塊采集到的靜電信號進(jìn)行在線分析并產(chǎn)生驅(qū)動控制信號的工業(yè)控制計算機(jī)，以及接收工業(yè)控制計算機(jī)所產(chǎn)生的驅(qū)動控制信號進(jìn)行工作的防靜電離子風(fēng)機(jī)。

所述的靜電采集模塊包括有用于采集靜電信號的靜電傳感器，及連接靜電傳感器的信號輸出端對所采集的信號進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行輸出的微弱信號檢測電路。

所述的微弱信號檢測電路包括的依次串聯(lián)連接的：由靜電級運(yùn)算放大電路opa129ub構(gòu)成的電荷放大器電路、由可變增益儀表放大器ad8221arm構(gòu)成電壓放大電路和由低電流噪聲、低輸入失調(diào)電壓和低輸入偏流的四個ad704運(yùn)算放大器構(gòu)成的4極點(diǎn)低通濾波電路。

所述的lonworks現(xiàn)場總線包括與所述的工業(yè)控制計算機(jī)相連接的3150系列neuron芯片，所述neuron芯片的信號輸入端依次通過地址總線、輸入緩沖器以及a/d轉(zhuǎn)換器連接所述的靜電采集模塊的信號輸出端，所述neuron芯片的信號輸出端依次通過地址總線、輸出緩沖器以及d/a轉(zhuǎn)換器連接所述的防靜電離子風(fēng)機(jī)，所述neuron芯片還分別連接時鐘電路和復(fù)位電路。

本發(fā)明的一種航空電子儀器維修防靜電智能系統(tǒng)，能有效的防止航空維修車間中靜電對航空電子儀器的危害，同時也提高了民用航空維修公司的科學(xué)技術(shù)含金量，提高了民用航空維修的服務(wù)質(zhì)量。在現(xiàn)場總線lonworks的環(huán)境下，借助設(shè)備的計算、通信能力，在現(xiàn)場可進(jìn)行許多復(fù)雜計算，形成了真正分散在現(xiàn)場的完整的控制系統(tǒng)，提高控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。同時采用工業(yè)個人計算機(jī)能實(shí)現(xiàn)對分散的靜電分布網(wǎng)絡(luò)的集中管理，大大提高了工作效率和質(zhì)量，減少了操作人員和降低運(yùn)行維護(hù)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種航空電子儀器維修防靜電智能系統(tǒng)的整體框圖；

圖2是本發(fā)明中微弱信號檢測電路的整體框圖；

圖3是本發(fā)明中l(wèi)onworks現(xiàn)場總線整體框圖；

圖4是本發(fā)明微弱信號檢測電路中4極點(diǎn)低通濾波電路的電路原理圖。

圖中

1：靜電采集模塊11：靜電傳感器

12：微弱信號檢測電路121：電荷放大器電路

122：電壓放大電路123：4極點(diǎn)低通濾波電路

2：lonworks現(xiàn)場總線21：315系列neuron芯片

22：時鐘電路23：復(fù)位電路

24：地址總線25：輸入緩沖器

26：a/d轉(zhuǎn)換器27：輸出緩沖器

28：d/a轉(zhuǎn)換器3：工業(yè)控制計算機(jī)

4：防靜電離子風(fēng)機(jī)41：靜電發(fā)生器

42：風(fēng)扇控制電路

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的一種航空電子儀器維修防靜電智能系統(tǒng)做出詳細(xì)說明。

本發(fā)明的一種航空電子儀器維修防靜電智能系統(tǒng)，利用ipc系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集中處理功能，將原本孤立的防靜電離子風(fēng)機(jī)按一定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接在一起，借助網(wǎng)絡(luò)控制和閉環(huán)控制技術(shù)，達(dá)到實(shí)時監(jiān)測航空電子維修區(qū)的靜電情況，并根據(jù)監(jiān)測的靜電數(shù)據(jù)，對防靜電離子風(fēng)機(jī)靜電發(fā)生器和風(fēng)扇進(jìn)行控制，最終使航空電子維修區(qū)的靜電量達(dá)到部件維修手冊(cmm，componentmaintenancemanual)規(guī)定的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了對分散的靜電分布網(wǎng)絡(luò)的集中管理，大大提高了工作效率和質(zhì)量，減少了操作人員和降低運(yùn)行維護(hù)成本。

如圖1所示，本發(fā)明的一種航空電子儀器維修防靜電智能系統(tǒng)，包括有通過lonworks現(xiàn)場總線2依次串聯(lián)連接的：用于采集航空電子維修廠房中靜電信號的靜電采集模塊1，用于對靜電采集模塊1采集到的靜電信號進(jìn)行在線分析并產(chǎn)生驅(qū)動控制信號的工業(yè)控制計算機(jī)3，以及接收工業(yè)控制計算機(jī)3所產(chǎn)生的驅(qū)動控制信號進(jìn)行工作的防靜電離子風(fēng)機(jī)4。

工業(yè)控制計算機(jī)3通過對采集到的靜電信號的分析，來對防靜電離子風(fēng)機(jī)4產(chǎn)生的電荷量和風(fēng)機(jī)風(fēng)扇送風(fēng)速度進(jìn)行控制。工業(yè)控制計算機(jī)3主要功能有：①集中監(jiān)控管理。包括啟動操作系統(tǒng)、運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)顯示、控制特性調(diào)整等。②智能閉環(huán)控制。包括優(yōu)化控制、模糊控制和專家系統(tǒng)等。

所述的靜電采集模塊1包括有用于采集靜電信號的靜電傳感器11，及連接靜電傳感器11的信號輸出端對所采集的信號進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行輸出的微弱信號檢測電路12。

航空電子維修廠房中的靜電雖然在放電的時候瞬時電壓非常高，但是靜電電荷變化量非常小，一般在10^-7～10^-3c之間，因此必須研制高精度的電荷檢測電路。本發(fā)明的微弱信號檢測電路12具有高的分辨率、低的時溫漂移、較強(qiáng)的抗雜散電容干擾和外電場干擾的能力。本發(fā)明中微弱信號檢測電路12連接靜電傳感器的電路采用電荷放大器形式，針對靜電傳感器信號特點(diǎn)，采用先將傳感器上游和下游兩路微弱信號放大，然后經(jīng)過a/d芯片采樣轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，經(jīng)過緩沖器接入到lonworks智能i/o模塊，最后在pc的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。

由于靜電傳感器11輸出感應(yīng)電荷信號是一種低頻的微弱信號(頻譜0～2khz之間)，而且源阻抗較高，為了減少靜電傳感器輸出端到放大器輸入端之間分布電容的影響和外界干擾，提高信噪比，將電荷放大電路設(shè)置成前置放大器，以對靜電傳感器信號源起到阻抗匹配和初步的電荷放大功能。同時，放大器應(yīng)當(dāng)滿足以下指標(biāo)：高輸入阻抗(約10¹³ω)，高共模抑制比(約80db)，高增益(約1000)，低溫漂(小于5μv/℃)，低噪聲系數(shù)(小于3)，并且具有高穩(wěn)定度及合適的頻帶寬度和動態(tài)范圍。本發(fā)明的微弱信號檢測電路12如圖2所示，由以下3個部分組成。

如圖2所示，所述的微弱信號檢測電路12包括的依次串聯(lián)連接的：由具有超低偏置電流(30fa)、超高輸入電阻(10¹³ω)的靜電級運(yùn)算放大電路opa129ub構(gòu)成的電荷放大器電路121、由具有最優(yōu)共模抑制性能的可變增益儀表放大器ad8221arm構(gòu)成的電壓放大電路122和由低電流噪聲、低輸入失調(diào)電壓和低輸入偏流的四個ad704運(yùn)算放大器構(gòu)成的4極點(diǎn)低通濾波電路123。

電荷放大器電路121具有高的共模抑制比(100db)和較小的漂移(5μv/℃)；如附圖4所示。電荷放大器電路121允許采用1mω電阻器而不會犧牲該運(yùn)放的1μv/℃漂移。為了增強(qiáng)濾波電路的帶載能力，將電路中濾波電容接地端改接到集成運(yùn)放輸出端，得到壓控電源型低通濾波電路。為了提高性能，還增加了平衡電阻網(wǎng)絡(luò)，它由一個平衡電阻和旁路電容組成，并聯(lián)接于ad8221反向輸入端和輸出端。

本發(fā)明采用了lonworks現(xiàn)場總線技術(shù)。基于lonworks的neuron芯片可設(shè)計多種功能模塊，與各種接口連接，并能直接接收和轉(zhuǎn)換各種傳感器輸出的開關(guān)量、數(shù)字量和模擬量等信息，使lon總線適應(yīng)于各種自動檢測、管理和控制系統(tǒng)。每一個i/o模塊都包含一個lonneuron芯片，它除了承擔(dān)功能模塊與現(xiàn)場設(shè)備(靜電傳感器、防靜電風(fēng)機(jī)控制執(zhí)行器、防靜電智能系統(tǒng)控制器)之間數(shù)據(jù)的輸入輸出任務(wù)，還通過收發(fā)器、通信總線網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn)或功能模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

如圖3所示，所述的lonworks現(xiàn)場總線2包括與所述的工業(yè)控制計算機(jī)3相連接的3150系列neuron芯片21，所述neuron芯片21的信號輸入端依次通過地址總線24、輸入緩沖器25以及a/d轉(zhuǎn)換器26連接所述的靜電采集模塊1的信號輸出端，所述neuron芯片21的信號輸出端依次通過地址總線24、輸出緩沖器27以及d/a轉(zhuǎn)換器28連接所述的防靜電離子風(fēng)機(jī)4，所述neuron芯片21還分別連接時鐘電路22和復(fù)位電路23。

3150系列neuron芯片21有11個i/o管腳(io0-io10)。利用3150系列neuron芯片21上的全部11個i/o管腳形成一個具有8位地址和雙向數(shù)據(jù)總線的接口，其中io0-io7為8位地址和雙向數(shù)據(jù)總線。io8-io10分別作為地址鎖存、讀寫控制信號線，io0-io7的數(shù)據(jù)傳接方向是在程序中調(diào)用io-in()與io-out()函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。lonworks現(xiàn)場總線2的接口與外圍電路相連。可接收經(jīng)a/d變換后的航空維修區(qū)靜電量的采樣數(shù)據(jù)，3150系列neuron芯片21通過運(yùn)行應(yīng)用程序?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理。再經(jīng)d/a變換輸出0-10vdc或4-20ma驅(qū)動外部執(zhí)行器動作。

本發(fā)明的一種航空電子儀器維修防靜電智能系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是防靜電離子風(fēng)機(jī)4，lonworks現(xiàn)場總線2的neuron芯片i/o輸出的信號經(jīng)過d/a轉(zhuǎn)換成模擬控制信號，模擬控制信號通過防靜電離子風(fēng)機(jī)4的靜電發(fā)生器和風(fēng)扇電壓控制接口對執(zhí)行模塊進(jìn)行控制。