Laurian Tiberiu MOCANU, AEROSTAR SA
기존 테스트 벤치에서 모니터링되는 파라미터(예: 연료 유량, 압력, 온도, 시동기/발전기 전압 및 전류, 접점 상태)를 확장하는 동시에 오래된 시스템에서 새로운 시스템으로의 과도기 단계에서 터보젯 엔진에 대한 정기적 테스트를 수행할 수 있는 기능을 유지합니다.
NI LabVIEW 시스템 개발 소프트웨어, NI CompactDAQ 데이터 수집 시스템, USB-RS485 변환기, 몇몇 고정밀 센서 및 변환기를 사용하여 고객에게 엔진 공급을 중단하지 않으면서 원하는 파라미터로 테스트 벤치의 기존 데이터 수집 시스템을 보완했습니다.
Laurian Tiberiu MOCANU - AEROSTAR SA
Alexandru Tristian BALMUS - AEROSTAR SA
1953년부터 Aerostar SA는 여러 항공군, 지상군 및 전 세계 민간 항공 시장(산업 및 경영)에 제품, 서비스 및 지원을 제공하는 주요 공급업체였습니다. 주요 사업 분야는 전투기용 터보젯 엔진의 오버홀 정비이며 6,000대 이상을 수리했습니다.
기존 터보젯 엔진 테스트 벤치는 40년이 된 것이었지만 건물과 중장비는 여전히 양호한 상태였습니다. 데이터 모니터링/기록 장치는 더 이상 사용되지 않았고 많은 파라미터를 수동으로 기록했습니다. 예를 들어, 매우 동적인 파라미터들은 비행기록장치(FDR) 형식으로 필름에 기록되었으며 연료 유량 측정은 엔진 작동 중에 여러 번 중량 측정 방식(엔진이 일정량의 연료를 소비하는 시간 측정 등)을 기반으로 했습니다.
우리는 연료 소비가 주요 문제가 아닐 때는 이 복잡한 구성을 집중적으로 사용했습니다. 각 엔진의 총 연료 소비량은 수십 톤으로 계산됐습니다. 이제 연료 가격 상승을 고려하면, 비용 중 연료의 비중을 낮추면 상당한 비용 절감이 됩니다. 연료 소비 감소는 CO2 배출량 감소를 의미하므로 국가에 이롭기도 합니다.
1990년대 말에는 FDR형 필름 레코더가 고장나고 노후화되어서 다음 기능을 갖춘 새로운 획득 시스템으로 교체해야 했습니다.
지난 몇 년 동안 항공기 시장은 세계 경제에서 새로운 도전에 직면했습니다. 터보젯 엔진 테스트 시 충족해야 하는 새로운 요구 사항에는 엔진 테스트 실행에서의 총 연료 소비 감소, CO2 배출량 감소, 소음 공해 감소, 프로세스 모니터링의 정확도 향상, 파라미터 보고 자동 계산, 테스트 프로세스에 대한 원격 접근 및 모든 체제에서의 엔진의 비디오 모니터링이 포함됩니다.
기존 시설과 새로운 요구 사항의 바탕에서 우리는 몇 가지 문제에 직면했습니다. 새롭게 설치되는 시스템이 기존 시스템의 작동을 방해하지 않도록 이전 구현과 같은 높은 정확도를 유지해야 했습니다. 우리는 또한 현재 고객들의 터보젯 엔진 정기 테스트를 방해하지 않도록 전환 단계 동안 계속 작업을 유지해야 했습니다. 마지막으로 기존의 데이터와 전문성을 활용할 수 있도록 기존 데이터를 새로운 데이터베이스에 통합해야 했습니다.
위의 요구 사항과 과제를 염두에 두고 우리는 새로운 데이터 수집 시스템을 개발했습니다. 기능을 보완하고 요구 사항을 충족하기 위해 기존 구성 요소에 새 구성 요소를 추가했습니다.
새로 추가된 장비의 중심에는 8개 모듈을 장착 가능한 NI cDAQ-9172 섀시가 있는 NI CompactDAQ 시스템과 센서에서 신호를 수집하기 위한 다음과 같은 모듈이 있습니다.
핵심 구성 요소는 코리올리 질량 유량계입니다. 이 고정밀 트랜스듀서를 사용하면 순간 유량 측정이 가능하므로 문제가 많은 중량 측정 방법이 필요하지 않습니다. 유량의 영구적인 인라인 측정을 사용하여 각 엔진 테스트 실행 동안 수백 킬로그램의 연료를 절약했습니다. 코리올리 유량계의 전기 인터페이스는 RS485이고 통신 프로토콜은 MODBUS RTU입니다.
안전 상의 제약으로 인해 직원은 상위 체제에서 엔진이 작동하는 동안 검사 및 조정을 위해 엔진실에 들어갈 수 없습니다. 따라서 작동 중인 엔진의 여러 부분을 육안으로 확인하기 위해 엔진실에 비디오 모니터링 시스템을 설치했습니다. 비디오 모니터링 시스템은 PTZ 리모콘에 연결된 PTZ 카메라와 비디오 수집 보드가 있는 PC로 구성됩니다.
각 활동은 2개의 LCD 와이드스크린 모니터, 키보드, 마우스, 컬러 프린터, LAN 어댑터 및 TV 튜너가 있는 Pentium 4 듀얼 코어 PC에 의해 제어됩니다. 시스템은 USB를 통해 NI CompactDAQ 섀시에서 데이터를 수집합니다. USB를 통해 코리올리 유량계에서 RS485 지능형 컨버터로 연료 질량 유량 및 총 연료 소비량을 읽습니다. 여전히 백업으로 작동하는 구형 Pentium PC와 병렬로 이더넷을 모방하는 독창적인 CSMA/CD 구성에서 RS232 라인을 사용하여 기존 COTS 데이터 수집 시스템과 인터페이스합니다. 마지막으로 비디오 모니터링 이미지를 표시하고 기록합니다(그림 1 및 2 참조).
소프트웨어를 구현하는 데는 LabVIEW의 기본 병렬 처리 기능과 새 PC의 멀티코어 아키텍처를 활용했습니다. 어플리케이션은 다음 작업을 수행합니다.
그림 3은 메인 가상 계측기(VI)의 제어 패널을 보여줍니다.
소프트웨어 개발 중과 하드웨어를 통합할 때 NI 루마니아 지원 팀은 전화와 이메일을 통해 실시간으로 귀중한 조언을 제공했습니다. 그들은 시스템을 구성하고 데이터 수집 모듈에서 데이터를 지속적으로 스트리밍하는 작업의 모범 사례를 공유했습니다.
새로운 기능에 대한 경제적 영향 분석은 터보젯 엔진 테스트 실행 과정에서 몇 가지 긍정적인 점을 보여줍니다. 이 테스트는 연료 유량 측정 시간을 줄입니다(중량 측정 대신 코리올리 측정 방식). 또한 즉각적인 DAQ 기록을 사용하여 수동 판독의 필요성을 제거하여 엔진 런타임을 줄이고, 모든 체제에서 리얼타임 그래픽 및 비디오 모니터링/검사를 사용하여 문제 해결 및 엔진 설정 조정을 지원하며, 엔진 조정 시간을 단축합니다. 이러한 긍정적인 점은 낮은 연료 소비와 CO2 배출량으로 이어졌습니다.
Laurian Tiberiu MOCANU
AEROSTAR SA
Condorilor 9
BACAU 600302
Romania
tiberiu.mocanu@aerostar.ro