飞机重心的位置直接影响飞机的稳定性和操纵特性，飞机定型试飞过程中经常要对飞机的重心位置进行调整，以便验证不同重心状态下飞机的操纵稳定特性。为顺利完成飞机的重心试飞试验，这里设计了一套基于PLC的飞机重心自动调节系统。目前世界上主要的控制方法有：①空中客车公司的水调节系统：该系统自动化程度高，但安装不便，成本较高，且不适合粗短型飞机的试飞。②波音公司的标准砝码调节系统：该系统改装工作量小，成本较低，但自动化程度不高。经过比较以往各种重心调节方案的优缺点，并通过计算和分析，本系统采用了标准砝码和防冻液联合调节的方法。

1 系统工作原理
1.1 地面调节阶段
       系统试飞前通过显示器触摸屏向PLC输入飞机称重数据、飞机加油量、飞行员及试验员质量和坐标、飞机预设重心值K等参数，PLC根据这些输入参数计算出飞机实时重心值XT0，在地面进行预配平。在地面预配平时，按照地面预配平规律，可以选择砝码单独预配平、防冻液单独预配平和砝码防冻液联合预配平三种方法。选择砝码单独预

配平时，由系统显示器向系统操作员发出提示信息，提示操作员搬移砝码的数量和方向控制工程网版权所有，通过改变砝码在前、后机舱的质量分布将实时重心调节到预设值。选择防冻液单独预配平时，经过计算，由PLC来控制前后输液泵的工作，通过改变防冻液在前、后机舱的质量分布将实时重心调节到预设重心。选择砝码防冻液联合预配平时www.cechina.cn，通过提示系统操作员搬移砝码的数量和方向以及由PLC控制输液泵来调节防冻液质量分布，改变砝码和防冻液在前、后机舱的质量分布，将实时重心调节到预设重心。联合预配平是以上两种单独预配平的优化组合方法,本系统即采用了这种方法。

1.2 空中调节阶段
       完成地面预配平后，当PLC接收到系统操作员发送的开始空中调节命令后，PLC开始向系统显示器发送实时重心值XT0以及采集到的防冻液温度、压力液位、流量信号，并接收系统操作员的指令，系统操作员可以通过切换屏幕观测系统各部分的工作状态和实时数据；同时PLC向安装在驾驶舱的驾驶舱重心显示器发送飞机实时重心值XT0CONTROL ENGINEERING China版权所有，由驾驶舱重心显示器向飞行员显示实时重心位置，飞行员可以通过驾驶舱重心显示器上的触摸键向PLC发送飞行员指令。当PLC接收到飞行员发出的紧急指令、特科指令和降落指令时，系统按照不同指令对应的调节规律进行调节。当没有三种飞行员指令时控制工程网版权所有，PLC计算飞机实时重心值XT0与预设重心值K的差值，当该差值超出系统要求的范围δ时，PLC控制输液泵进行调节，将实时重心值XT0调节到预设重心值K，即令该差值为0。随着飞机燃油的消耗，实时重心值XT0又开始变化，PLC继续进行判断并调节，这样实时重心值XT0就始终保持在（K±δ）内，保证了飞机的飞行安全。调节规律如图1所示，重心随耗油量变化如图2所示。

 

 2 系统组成及硬件设计
2.1 系统组成
        如图3所示，该系统由控制机柜、前砝码平台、后砝码平台、前防冻液罐组、后防冻液罐组及驾驶舱显示器等组成。前、后砝码平台由标准砝码和磁感应传感器组成，每个砝码安装的位置下都装有一个磁感应传感器，用来判断该位置有无砝码。前、后防冻液罐组由储液罐、输液泵、电动插板开关、手动插板开关、安全阀、加热器和液位、温度、压力、流量传感器等组成，电动插板开关在输液泵开启后自动打开，停止后自动关闭，防止虹吸现象。通过采集安装在储液罐中的液位传感器和管路上的压力传感器信号，实时观测储液罐液位和管路压力。通过采集安装在储液罐中的温度传感器信号，控制加热器工作，保证了防冻液始终保持在5°C～30°C之间。通过安装在管路上的流量传感器实时采集前、后储液罐的质量改变量。控制机柜中安装有PLC控制器、系统显示器和接触器等，控制机柜实现了信号采集、实时计算、输液泵控制和加热等功能，是整个重心调节系统的核心。

 

 

2.2 硬件设计
       系统硬件结构如图4所示。为了采集防冻液流量信号和前后砝码平台的砝码位置信号控制工程网版权所有，并控制前后输液泵、前后电动插板开关和加热器，控制器选用三菱FX2N-128MR-D型PLC，并扩展了输入输出模块FX2N-48MR-D。此外，为了接收飞机燃油信号，连接驾驶舱重心显示器，采集砝码位置信号和防冻液压力、液位和温度等参数，还选用了通讯模块FX2N-232IF、FX2N-422-BD、测温模块FX2N-4AD-PT和A/D输入模块FX2N-8