基于CAN总线飞机燃油系统维修培训系统的设计

台设备相连，实现功能如下：各种参数数据的采集与上传;座舱显示与操作的模拟;各组件的状态控制;各开关指令的传输与控制;接收到教员控制台指令后做出相应故障现象;学员可以通过手动操作实现测试与维修。

2.3 仿真单体

内部硬件仿真体系结构与现实系统一致，并且其对外接口可以与现实装备连接，实现互操作。仿真单体具有软件网络与硬件网络两方面的功能：软件方面，实现了状态信息的接收、处理、执行、发送等任务，为用户提供方面的控制接口;硬件方面互联与实际系统一致，实现故障模拟、接口状态的设置、信息传输、数据处理、信号接收与转换，为操作维护训练提供有效硬件支持。

仿真单体是系统的重要组成部分，同时也是仿真系统的核心。物理上按照飞机实际位置布置在学员控制台上，可以使学员建立有效的空间概念。

图 2 仿真单体结构图

结构如图2所示，其通信模块的硬件电路由AT89C52单片机、SJA1000 CAN总线控制器、82C250 CAN收发器组成。82C250 CAN总线收发器可以增加通信距离，提高瞬间抗干扰能力，降低射频干扰(RFI)，保护总线，实现热防护等。

软件主要实现单片机与CAN总线控制器之间的通信，如初始化、发送、取消发送、接收、测试等。为了方便外部测量设备的使用，设计有测量接口，与现实接口完全相同，可以实现各种参数的直接测量。

例如，三相交流输油泵的仿真单体，可测量的外置接口有4针。该仿真板可以仿真电机正常及各种故障模式，如缺相、断路、短路等。从测量接口测量，管脚间电压分别为零、管脚间电阻无穷大、管脚间电阻为零等。

3 软件设计

该系统的上位机软件主要由三部分组成：教员端、学员端、数据库。

结构如图3所示，教员登录后获得高权限，除了具有学员的全部权限外，还可以进行标准故障案例的生成、数据库的维护、各种参数的设定、学员账号的管理、学员成绩的评估等。

图 3 软件体系结构

学员登录获得低权限，能够观看演示画面、通过演示画面在操作面板进行模拟排除故障培训、查阅本人历史成绩单。

图 4 上位机软件主要功能

数据库，主要是存储标准案例库、系统的各种历史参数、学员操作及成绩。数据库提供开放的OPC(OLE for Process Control，对象的连接与嵌入在工业控制领域的应用)接口。

功能如图4所示，主要由故障设置与排除、数据库管理与维护、标准排故流程、系统设置，四部分组成。

5 应用与结论

为了能够清晰有效地演示各子系统的原理，更准确的表示出故障发生后产生的一系列现象。本系统采用的是组态王分别制作各子系统的演示画面。其中输油分系统组态演示画面如下图所示：

图 5 输油分系统组态画面

该系统的设计依据飞机燃油系统的原理完全达到培训要求，此外其大量功能是现实飞机外场无法实现的。该系统可以短时间内设置飞机任意状态，缩短培训时间;可以对某些典型故障深入反复学习，使学员短时间内积累大量经验;飞机外场不能设置的故障，该系统可以实现，如火警、掉电、进水等;可以不处理当前发生的故障，任由其造成更大损坏，使学员更深入了解故障危害;该系统可以对各种参数深入研究，以改进优化现役飞机燃油系统。总之，该系统成本低、研发时间短、大幅度提升了培训质量。