數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，包括三個(gè)壓力傳感器、三個(gè)相同且互相隔離的控制單元、一個(gè)主路表決單元和一個(gè)副路表決單元，每個(gè)所述控制單元的輸入端連接一個(gè)所述壓力傳感器，三個(gè)所述控制單元分別輸出一個(gè)主路控制信號至所述主路表決單元，三個(gè)所述控制單元分別輸出一個(gè)副路控制信號至所述副路表決單元；所述控制單元依據(jù)所述壓力傳感器檢測的結(jié)果輸出主路控制信號和副路控制信號至所述主路表決單元和副路表決單元，所述主路表決單元對輸入的三個(gè)主路控制信號三取二表決后，輸出驅(qū)動相應(yīng)的主路電磁閥；所述副路表決單元對輸入的三個(gè)副路控制信號三取二表決后，輸出驅(qū)動相應(yīng)的副路電磁閥。
【專利說明】
數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱増壓控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制方式的改進(jìn)，尤其涉及一種數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)載火箭貯箱增壓器多采用壓力信號器及繼電器進(jìn)行貯箱壓力控制，由壓力信號器感知貯箱壓力，控制繼電器開關(guān)，從而控制電磁閥的打開和關(guān)斷，以達(dá)到控制貯箱壓力的目的。壓力信號器為機(jī)械結(jié)構(gòu)，壓力點(diǎn)調(diào)試?yán)щy，易出現(xiàn)數(shù)值超差問題，影響產(chǎn)品以及增壓系統(tǒng)工作的可靠性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是如何提高增壓系統(tǒng)的可靠性。
[0004]為了解決這一技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，包括三個(gè)壓力傳感器、三個(gè)相同且互相隔離的控制單元、一個(gè)主路表決單元和一個(gè)副路表決單元，每個(gè)所述控制單元的輸入端連接一個(gè)所述壓力傳感器，三個(gè)所述控制單元分別輸出一個(gè)主路控制信號至所述主路表決單元，三個(gè)所述控制單元分別輸出一個(gè)副路控制信號至所述副路表決單元；
[0005]所述控制單元依據(jù)所述壓力傳感器檢測的結(jié)果輸出主路控制信號和副路控制信號至所述主路表決單元和副路表決單元，所述主路表決單元對輸入的三個(gè)主路控制信號三取二表決后，輸出驅(qū)動相應(yīng)的主路電磁閥；所述副路表決單元對輸入的三個(gè)副路控制信號三取二表決后，輸出驅(qū)動相應(yīng)的副路電磁閥。
[0006]可選的，所述控制單元包括微控制器，所述微控制器依據(jù)所述壓力傳感器傳輸而來的信號，依據(jù)預(yù)設(shè)的邏輯進(jìn)行判斷后，輸出相應(yīng)的主路控制信號和副路控制信號至所述主路表決單元和副路表決單元。
[0007]可選的，所述控制單元還包括RS485模塊，所述微控制器通過所述RS485模塊與所述壓力傳感器通訊。
[0008]可選的，所述控制單元還包括隔離電源模塊，所述隔離電源模塊為對應(yīng)的所述壓力傳感器和微處理器供電。
[0009]可選的，所述主路表決單元包括六個(gè)繼電器，其中，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元，六個(gè)所述繼電器之間串并聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三取二表決輸出。
[0010]可選的，六個(gè)所述繼電器分別為第一主路繼電器、第二主路繼電器、第三主路繼電器、第四主路繼電器、第五主路繼電器和第六主路繼電器；
[0011]所述第一主路繼電器和第二主路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述主路電磁閥，所述第五主路繼電器和第三主路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述主路電磁閥，所述第六主路繼電器和第四主路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述主路電磁閥；
[0012]所述第一主路繼電器與第四主路繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元的主路控制信號輸出端;所述第二主路繼電器與第五主路繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元的主路控制信號輸出端，所述第三主路繼電器與第六主路繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元的主路控制信號輸出端。
[0013]可選的，所述副路表決單元包括六個(gè)繼電器，其中，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元，六個(gè)所述繼電器之間串并聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三取二表決輸出。
[0014]可選的，六個(gè)所述繼電器分別為第一副路繼電器、第二副路繼電器、第三副路繼電器、第四副路繼電器、第五副路繼電器和第六副路繼電器；
[0015]所述第一副路繼電器和第二副路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述副路電磁閥，所述第五副路繼電器和第三副路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述副路電磁閥，所述第六副路繼電器和第四副路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述副路電磁閥；
[0016]所述第一副路繼電器與第四副路繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元的副路控制信號輸出端;所述第二副路繼電器與第五副路繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元的副路控制信號輸出端，所述第三副路繼電器與第六副路繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元的副路控制信號輸出端。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用數(shù)字式壓力傳感器進(jìn)行壓力測量，測壓準(zhǔn)確，接口設(shè)計(jì)簡潔;整個(gè)系統(tǒng)采用三模冗余設(shè)計(jì)，任一傳感器或控制單元發(fā)生故障都不會影響控制結(jié)果的正確輸出，大大提高增壓控制器的可靠性，降低產(chǎn)品的故障率和失效率。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例中數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器；
[0019]圖2、圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例中主/副路表決單元的示意圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例中數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器的運(yùn)行示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合圖1至圖4對本實(shí)用新型提供的數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器進(jìn)行詳細(xì)的描述，其為本實(shí)用新型可選的實(shí)施例，可以認(rèn)為，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不改變本實(shí)用新型精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤色。
[0022]請參考圖1，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，包括三個(gè)壓力傳感器、三個(gè)相同且互相隔離的控制單元、一個(gè)主路表決單元和一個(gè)副路表決單元，每個(gè)所述控制單元的輸入端連接一個(gè)所述壓力傳感器，三個(gè)所述控制單元分別輸出一個(gè)主路控制信號至所述主路表決單元，三個(gè)所述控制單元分別輸出一個(gè)副路控制信號至所述副路表決單元；
[0023]所述控制單元依據(jù)所述壓力傳感器檢測的結(jié)果輸出主路控制信號和副路控制信號至所述主路表決單元和副路表決單元，所述主路表決單元對輸入的三個(gè)主路控制信號三取二表決后，輸出驅(qū)動相應(yīng)的主路電磁閥；所述副路表決單元對輸入的三個(gè)副路控制信號三取二表決后，輸出驅(qū)動相應(yīng)的副路電磁閥。
[0024]可見，本實(shí)用新型采用三模冗余設(shè)計(jì)，包括三個(gè)完全相同且相互隔離的控制單元，與控制單元連接的用于測量貯箱壓力的三個(gè)并行壓力傳感器和主路、副路兩個(gè)表決單元。
[0025]在本實(shí)用新型可選的實(shí)施例中，請參考圖1，所述控制單元包括微控制器，所述微控制器依據(jù)所述壓力傳感器傳輸而來的信號，依據(jù)預(yù)設(shè)的邏輯進(jìn)行判斷后，輸出相應(yīng)的主路控制信號和副路控制信號至所述主路表決單元和副路表決單元。所述控制單元還包括RS485模塊，所述微控制器通過所述RS485模塊與所述壓力傳感器通訊。所述控制單元還包括隔離電源模塊，所述隔離電源模塊為對應(yīng)的所述壓力傳感器和微處理器供電。當(dāng)然，隔離電源模塊也為RS485模塊供電；
[0026]可見，所述控制單元包括微控制器、RS485模塊以及隔離電源模塊。每個(gè)微控制器通過RS485模塊接收一路壓力傳感器數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后輸出主、副路控制信號分別至所述主、副路表決單元，表決單元輸出的電磁閥驅(qū)動信號分別接入主、副電磁閥。隔離電源模塊用于對系統(tǒng)的各個(gè)模塊供電。
[0027]在本實(shí)用新型可選的實(shí)施例中，請參考圖2和圖3，主路表決單元與副路表決單元結(jié)構(gòu)相同，所述主、副路表決單元分別采用六個(gè)繼電器，由繼電器觸點(diǎn)串并聯(lián)進(jìn)行三取二表決輸出。
[0028]以下分別做具體的闡述，其中Kl至K6分別可示意第一主路(副路)繼電器、第二主路(副路)繼電器、第三主路(副路)繼電器、第四主路(副路)繼電器、第五主路(副路)繼電器和第六主路(副路)繼電器:
[0029]所述主路表決單元包括六個(gè)繼電器，其中，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元，六個(gè)所述繼電器之間串并聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三取二表決輸出。
[0030]進(jìn)一步來說，六個(gè)所述繼電器分別為第一主路繼電器、第二主路繼電器、第三主路繼電器、第四主路繼電器、第五主路繼電器和第六主路繼電器；
[0031]所述第一主路繼電器和第二主路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述主路電磁閥，所述第五主路繼電器和第三主路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述主路電磁閥，所述第六主路繼電器和第四主路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述主路電磁閥；
[0032]所述第一主路繼電器與第四主路繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元的主路控制信號輸出端;所述第二主路繼電器與第五主路繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元的主路控制信號輸出端，所述第三主路繼電器與第六主路繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元的主路控制信號輸出端。
[0033]所述副路表決單元包括六個(gè)繼電器，其中，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元，六個(gè)所述繼電器之間串并聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三取二表決輸出。
[0034]進(jìn)一步具體來說，六個(gè)所述繼電器分別為第一副路繼電器、第二副路繼電器、第三副路繼電器、第四副路繼電器、第五副路繼電器和第六副路繼電器；
[0035]所述第一副路繼電器和第二副路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述副路電磁閥，所述第五副路繼電器和第三副路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述副路電磁閥，所述第六副路繼電器和第四副路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述副路電磁閥；
[0036]所述第一副路繼電器與第四副路繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元的副路控制信號輸出端;所述第二副路繼電器與第五副路繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元的副路控制信號輸出端，所述第三副路繼電器與第六副路繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元的副路控制信號輸出端。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用數(shù)字式壓力傳感器進(jìn)行壓力測量，測壓準(zhǔn)確，接口設(shè)計(jì)簡潔;整個(gè)系統(tǒng)采用三模冗余設(shè)計(jì)，任一傳感器或控制單元發(fā)生故障都不會影響控制結(jié)果的正確輸出，大大提高增壓控制器的可靠性，降低產(chǎn)品的故障率和失效率。
[0038]如圖4所示，所述微控制器中軟件流程為:
[0039]I)程序開始時(shí)，對微控制器的串口、端口及定時(shí)器等進(jìn)行初始化，此時(shí)微控制器輸出的控制信號被置為初始狀態(tài)。
[0040]2)微控制器通過串口接收傳感器數(shù)據(jù)，為濾除干擾，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，采取的濾波方式為:連續(xù)采集N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉最大值和最小值，將剩余N-2個(gè)壓力值取平均值。
[0041]3)根據(jù)貯箱壓力閾值設(shè)置，劃分壓力區(qū)間，判斷壓力數(shù)據(jù)在哪一個(gè)區(qū)間，從而進(jìn)行輸出信號控制。
[0042]數(shù)字式增壓控制器采用三模冗余設(shè)計(jì)，三個(gè)模塊具有獨(dú)立時(shí)鐘，具有一定的不同步性。經(jīng)調(diào)整傳感器采樣個(gè)數(shù)，該不同步時(shí)間與電磁閥要求最小動作時(shí)間相比，不影響電磁閥正確動作，無需額外的同步電路，簡化硬件設(shè)計(jì)。
[0043]綜上所述，本實(shí)用新型采用數(shù)字式壓力傳感器進(jìn)行壓力測量，測壓準(zhǔn)確，接口設(shè)計(jì)簡潔;通過軟件設(shè)計(jì)可以靈活設(shè)置壓力控制閾值，運(yùn)用現(xiàn)代化數(shù)字測試技術(shù)，配合測試設(shè)備，可完成增壓控制器的自檢以及整個(gè)系統(tǒng)的自動測試，簡化調(diào)試過程;整個(gè)系統(tǒng)采用三模冗余設(shè)計(jì)，任一傳感器或控制單元發(fā)生故障都不會影響控制結(jié)果的正確輸出，大大提高增壓控制器的可靠性，降低產(chǎn)品的故障率和失效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，其特征在于:包括三個(gè)壓力傳感器、三個(gè)相同且互相隔離的控制單元、一個(gè)主路表決單元和一個(gè)副路表決單元，每個(gè)所述控制單元的輸入端連接一個(gè)所述壓力傳感器，三個(gè)所述控制單元分別輸出一個(gè)主路控制信號至所述主路表決單元，三個(gè)所述控制單元分別輸出一個(gè)副路控制信號至所述副路表決單元； 所述控制單元依據(jù)所述壓力傳感器檢測的結(jié)果輸出主路控制信號和副路控制信號至所述主路表決單元和副路表決單元，所述主路表決單元對輸入的三個(gè)主路控制信號三取二表決后，輸出驅(qū)動相應(yīng)的主路電磁閥；所述副路表決單元對輸入的三個(gè)副路控制信號三取二表決后，輸出驅(qū)動相應(yīng)的副路電磁閥。2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，其特征在于:所述控制單元包括微控制器，所述微控制器依據(jù)所述壓力傳感器傳輸而來的信號，依據(jù)預(yù)設(shè)的邏輯進(jìn)行判斷后，輸出相應(yīng)的主路控制信號和副路控制信號至所述主路表決單元和副路表決單元。3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，其特征在于:所述控制單元還包括RS485模塊，所述微控制器通過所述RS485模塊與所述壓力傳感器通訊。4.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，其特征在于:所述控制單元還包括隔離電源模塊，所述隔離電源模塊為對應(yīng)的所述壓力傳感器和微處理器供電。5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，其特征在于:所述主路表決單元包括六個(gè)繼電器，其中，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元，六個(gè)所述繼電器之間串并聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三取二表決輸出。6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，其特征在于:六個(gè)所述繼電器分別為第一主路繼電器、第二主路繼電器、第三主路繼電器、第四主路繼電器、第五主路繼電器和第六主路繼電器； 所述第一主路繼電器和第二主路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述主路電磁閥，所述第五主路繼電器和第三主路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述主路電磁閥，所述第六主路繼電器和第四主路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述主路電磁閥； 所述第一主路繼電器與第四主路繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元的主路控制信號輸出端;所述第二主路繼電器與第五主路繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元的主路控制信號輸出端，所述第三主路繼電器與第六主路繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元的主路控制信號輸出端。7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，其特征在于:所述副路表決單元包括六個(gè)繼電器，其中，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元，兩個(gè)所述繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元，六個(gè)所述繼電器之間串并聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三取二表決輸出。8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字式運(yùn)載火箭貯箱增壓控制器，其特征在于:六個(gè)所述繼電器分別為第一副路繼電器、第二副路繼電器、第三副路繼電器、第四副路繼電器、第五副路繼電器和第六副路繼電器； 所述第一副路繼電器和第二副路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述副路電磁閥，所述第五副路繼電器和第三副路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述副路電磁閥，所述第六副路繼電器和第四副路繼電器輸出觸點(diǎn)串聯(lián)后連接至所述副路電磁閥； 所述第一副路繼電器與第四副路繼電器的控制端連接第一個(gè)所述控制單元的副路控制信號輸出端;所述第二副路繼電器與第五副路繼電器的控制端連接第二個(gè)所述控制單元的副路控制信號輸出端，所述第三副路繼電器與第六副路繼電器的控制端連接第三個(gè)所述控制單元的副路控制信號輸出端。
【文檔編號】F17C13/02GK205535060SQ201620143642
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】李亮, 劉倩, 李雷, 祁錦媛, 胡斌, 張永杰, 龔敏
【申請人】上海宇航系統(tǒng)工程研究所