1 引言
風洞是空氣動力試驗系統。它依據運動的相對性原理，將飛行器的模型或實物固定在地面人工環境中，人為制造氣流流過，以此模擬空中各種復雜的飛行狀態，獲取試驗數據。也可以說，風洞就是在地面上人為地創造一個“天空”。風洞是研制飛機必需的一種試驗裝置。它模擬飛機飛行中各種空氣動力條件，只在地面就可以獲取飛機在空中飛行時的各種參數。
氣流的改變通過調節風洞系統中的風速，風速采用富士G11系列變頻控制器，并配以編碼器反饋完成高精度速度控制。可編程控制器(也稱為PLC)工業控制部件因其功能強大、運算速度快、程序設計簡單、修改程序靈活方便、可靠性高、抗干擾能力強以及能在惡劣的工業環境下長期工作等顯著特點，已廣泛應用于工業自動化控制的各個領域。但是其本身不具備人機交互功能，在工藝參數較多，需要人機交互時，配合使用具有觸摸操作和通信功能的人機界面就是一種很好的選擇。在本文所述的風洞調速系統中，變頻器、PLC及人機界面之間以串行通信方式，可以在人機界面上直接對風洞內的風速、速壓進行設定、控制及監視，并且可以通過趨勢圖隨時觀察氣流改變時風洞內9個環境參數(溫度、大氣壓、落壓差等)的變化。該系統具有穩定、可靠性高的特點。

2 硬件配置設計
2.1 原理設計
圖1是該系統的主要硬件組成圖，應用于某風洞實驗。

圖1 系統主要硬件配置圖

設定數據主要是風速，風速分為自動和手動調節兩種方式。自動調節時,風速分15個等級，在POD上預先設定好每個等級的數據和工作時間后，按預先設定的等級的數據和時間讓風速電機依次連續運行。手動時，POD隨時由操作員調節風速電機的速度。通過傳感器把風洞內的9個環境參數信號傳給三個模擬輸入單元。這9個環境參數分別是溫度、實驗段氣壓、落壓差和力等。
對風速和速壓兩種方式可以任意選擇和任意設定，根據流體力學[1]，由公式:
Qi=k1ρVi2=k2△Pi