挑战
- 由于有害气体排放的限制,测试次数受到严格限制,KARI 需要一个复杂的高级 RETF 解决方案和更高效、更安全的测试系统。
解决方案
- 罗克韦尔自动化韩国公司部署了过程控制、人机界面、FactoryTalk® Historian Site Edition (SE)、FactoryTalk® Historian Machine Edition (ME)、FactoryTalk® AssetCentre、生产监控和控制以及质量管理系统,以支持敏捷数据分析、存储时间和容量。
- KARI 应用了分布式控制系统,其中包括 ControlLogix® PAC(可编程自动化控制器)冗余系统、带有 DLR 模块的 Stratix® 网络交换机、FactoryTalk® 服务器和客户端、Historian、AssetCentre、Process Book 报告和 1756-TPtime。
- 罗克韦尔自动化韩国公司提供了一种解决方案,用于配置高功率输出的稳定性和控制系统,并使用可编程逻辑控制器缩短测试站点和控制室之间的交货时间。
成果
- 通过 100 多次测试,成功完成了三阶段发动机燃烧测试。
- 验证了稳定性、敏捷性和问题响应能力。
- 罗克韦尔自动化韩国公司为 KSLV-II 确保了控制系统和技术。
为韩国首枚国产火箭 KSLV-II 设置安全发射
在成功发射主要采用俄罗斯技术制造的韩国太空发射器-I (KSLV-I) 火箭(又称 Naro)后,韩国航空航天研究院 (KARI) 开始着手开发自己的技术,以制造国产火箭。最终成果是 KSLV-II(又称 Nuri),其开发得到了罗克韦尔自动化韩国火箭发动机测试设施控制系统的支持。
Korea Space Launch Vehicle (Source: KARI)
打造韩国本土火箭
KARI 需要一个复杂的高级火箭发动机测试设施 (RETF) 解决方案,以实现发动机测试的安全远程控制、快速故障排除和应急响应,从而满足发动机控制的要求。
四台 75 吨级发动机(第一阶段)、一台 75 吨级发动机(第二阶段)和一台 7 吨级发动机(第三阶段)必须安装到 Nuri 火箭上,六台发动机共同为火箭提供动力,确保其成功起飞。面对这些要求,KARI 选择了 Rockwell Automation Korea,该公司不仅能提供所需的工程能力,还能为控制解决方案提供卓越的可靠性。
我们将控制系统部署到 KARI 的小型测试设施,并与 KARI 的研究人员一起开展了 RETF 的开发和测试工作,利用韩国工程师的知识和经验以及国内开发的液体火箭发动机测试程序,历时十余年。
作为解决方案提供商和工程合作伙伴,罗克韦尔自动化韩国公司参与了 Nuri 项目的 RETF 建设,历时 2012 年 4 月至 2022 年 7 月,分为四个主要阶段:
- 第一阶段:燃烧室和涡轮泵测试设施
- 第二阶段:三级发动机燃烧测试设施
- 第三阶段:适用于地面和高空条件的发动机燃烧测试设施
- 第四阶段:推进系统测试设施
罗克韦尔自动化韩国公司通过部署过程控制、人机界面 (HMI)、数据(FactoryTalk Historian Site Edition (SE)、FactoryTalk Historian Machine Edition (ME))、资产(FactoryTalk AssetCentre)、生产监控和控制以及质量管理系统,支持多种仿真,实现敏捷数据分析、存储时间和容量。
采用分布式控制系统 (DCS),包括 ControlLogix 可编程自动化控制器 (PAC) 冗余系统、带有设备级环网 (DLR) 模块的 Stratix 网络交换机、FactoryTalk 服务器和客户端、FactoryTalk Historian、FactoryTalk AssetCentre、过程书报告和时间同步模块 (1756HP-Time)。
罗克韦尔自动化韩国分公司的工程师设计并构建了一个控制系统,并开发了一个高度可靠的液体火箭发动机燃烧测试程序。由于测试设施距离控制塔较远,因此建立了控制和仪表 (C&I) 系统,以远程执行和监控燃烧测试。我们引入了紧急停止系统,并提供维护/维修服务,通过模拟意外情况和各种燃烧情况,确保控制系统的稳定运行。
我们起飞了!
KARI 与韩国罗克韦尔自动化合作,为液体火箭发动机开发建造了发动机燃烧测试设施的控制系统。KARI 配备了用于燃烧测试的高级控制解决方案,稳定运行控制系统并进行了 200 多次燃烧测试。最终,KARI 成功获得了安全发射 Nuri 所需的控制系统和技术。
通过建立和运营发动机燃烧测试设施的控制系统,罗克韦尔自动化韩国公司将自己定位为一个可靠的合作伙伴,支持控制系统的配置,实现远程控制,并提供工程技术,以便在紧急情况下有效、迅速地进行故障排除。
罗克韦尔自动化韩国分公司合作伙伴 Yunseok So 博士与发动机测试和评估团队、韩国航空研究院 KSLV-II 研发部门共同对项目的过程和成果给予了高度评价,并感谢罗克韦尔自动化韩国分公司在努里火箭成功发射中发挥的作用。
“KARI 通过与韩国罗克韦尔自动化合作,为发动机燃烧测试设施构建控制系统和程序,成功开发了 75 吨和 7 吨液体火箭发动机,”So 博士说。“自 2012 年以来,韩国罗克韦尔自动化的优秀工程师为解决问题提供了全方位支持,我们才能够及时做出响应。”
“我们 KARI 期待在 Rockwell Automation Korea 出色的工程和控制解决方案的帮助下,继续开发分阶段燃烧发动机,以供下一代发射车辆使用。”他补充道。
基于从 Nuri 的 RETF 项目中获得的经验和技术,韩国罗克韦尔自动化致力于为本地火箭的开发做出贡献,并支持韩国不断发展的航空航天工业的进步。
发布时间 2022年10月2日