专利名称：多套航天器热真空环境模拟设备集中监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有远程功能的能够同时集中监管多套航天器热真空环境模拟
设备运行与多个航天器热真空试验的实时监控系统。
背景技术：
随着我国航天事业的不断进步，航天器型号任务的空前增多，为此研制的航天器 热真空环境模拟设备数量也不断增加。但是数目众多且独立工作的航天器热真空环境模拟 设备带来了热真空环境试验任务量大，参试人员数目增加，试验数据难于管理的问题。因此 为了提高人力资源效率、航天器热真空环境试验自动化程度、热真空试验数据管理效率，需 要提高热真空环境模拟设备的网络集成测控能力，使试验过程不受空间限制，从单独工作 向大规模集群测控方向发展。多套航天器热真空环境模拟设备集中监控系统针对这样的情 况应运而生。
发明内容
多套热真空环境模拟设备集中监控技术首次实现多套热真空环境模拟设备同时 集中的远程监视与控制、所有在线的热真空试验数据信息的远程集中存储与显示、满足安 全要求的远程用户及时接入并监控网内多套热真空环境模拟设备等。使得热真空环境模拟 试验从单独工作向大规模集群测控方向发展。
图1是多套航天器热真空环境模拟设备集中监控系统技术简化示意图；
图2是集群测控系统软件网络体系结构；
具体实施例方式
如图1所示，多套航天器热真空环境模拟设备集中监控系统采用一对多的实时数 据库通讯方法与网络发布通讯方法实现。 图1中整个集中监控系统分为三个层次，分别为设备层、服务器层、客户端层。设 备层主要包括所有现场的试验设备、试验软件以及试验实时数据库。设备层的所有设备与 软件的数目都是确定的。服务器层主要包括集中监控的服务器、冗余备份服务器。服务器 层设备与软件数目以及软件通讯方法、冗余方法也是确定的。客户端层主要包括所有的远 程用户操作端。客户端层的客户端的数目可以任意增加或减少。 设备层与服务器层之间通过一对多的实时数据库通讯方法实现。每个设备与服务 器均配有实时数据库，这些设备的数据库作为数据源端为服务器数据库提供数据，且这些 设备数据库中的数据点与服务器数据库中的数据点一一对应。在服务器层通过对服务器数 据库点的置位来实现远程集中操作所有现场热真空环境模拟设备。这种远程通讯方法使得 设备层与服务器层数据连接可靠、通讯数据量小、操作响应迅速。
服务器层与客户端层之间通讯通过网络发布方法通讯。服务器端向整个上层网络 发布其操作界面，任何一个客户端只要正常接入该网络即可通过IE等通用浏览器登陆服 务器上的操作页面，对现场的热真空试验设备进行操作。这种远程通讯方法为服务器层与 客户端层之间的通讯带来了易扩展性与兼容性。 整个多套热真空环境模拟设备集中监控系统采用基于实时数据库与网络发布的 通讯方法，不但能够实现多套热真空环境模拟设备的集中监控，还使得该系统兼具可靠性、 快速性、易扩展性、以及兼容性。 多套热真空环境模拟设备集中监控系统的软件系统网络体系结构如图2所示，分 为三部分下位现场热真空试验子系统、上位集中监控子系统、远程监控客户端。下位现场 热真空试验子系统软件通过编写软件，通过TCP/IP协议与现场控制柜内PLC通信来控制热 真空试验设备内的真空、低温部件，同样通过热真空试验过程中数据采集器、温度控制器等 获取热真空试验数据和控制试验过程。上位集中监控子系统软件是以一个实时数据库为核 心编写的，通过该数据与下位现场监控子系统交换数据，来达到远程监控热真空试验设备 与试验的目的。远程监控客户端通过最新的界面网络发布技术，无须安装专业的软件，通过 IE等通用浏览器即可登陆上位远程集中监控系统界面，从而通过操作界面实现热真空试验 设备与试验过程的控制。 多套热真空环境模拟设备集中监控系统的软件通讯结构也分为三个层次下位现 场热真空试验子系统内部的通讯、下位现场热真空试验监控子系统与上位集中监控子系统 间的通讯、上位集中监控子系统与远程客户端之间的通讯。 下位现场热真空试验子系统与上位集中监控子系统的通讯通过一对多实时数据 库点同步实现。这种工作方式能够保证数据交互的可靠性与实时性，实时数据库点之间同 步是通过多线程实现的。上位集中监控子系统主要功能就是集中管理所有热真空试验设备 的设备控制与试验数据，形成主实时数据库管理从而管理所有网内设备的数据。为了保证 下位现场热真空试验子系统与上位集中监控子系统得数据一致性，采用的多线程网络通信 方法，确保了在20ms内更新一遍数据库中的数据，相对于l分钟的热真空试验周期来说，具 有足够的实时性。通讯时每20ms，上位集中监控子系统同时向每一个现场热真空试验监控 子系统发出数据获取请求(每个现场子设备具有不同的IP地址)，在20ms内传回所有数 据。通过这种方法确保了下位现场热真空试验子系统与上位集中监控子系统数据的一致性 与实时性。 与远程客户端之间采用网络发布的远程测控技术。这种技术使得在客户端的数量 与软件安装等均不受控的情况下，还能够进行一定权限的现场热真空设备与试验状态的浏 览与控制上位集中监控子系统上的。这种标准的瘦客户端结构克服了客户端初始状态不确 定的缺陷，实现了"接入即测控"的目标。无须安装其他附加软件，通过在浏览器上访问上 位集中监控子系统计算机的人机交互界面主页，客户端即可获得与上位集中监控子系统计 算机上运行的软件类似的软件交互界面。远程客户端接入时，在向工程计算机发出首次请 求时，浏览器从工程师计算机下载一个控件。该控件即在客户端计算机注册表中注册该控 件。由浏览器调用该控件与工程师计算机上运行的服务器控件交互数据实现远程界面浏览 的功能。 该应用中的硬件设计结构简单、体系开放便于扩展和维护。软件设计充分利用了
4基于一对多实时数据库技术的实时可靠性，以及基于网络发布网络技术的使用与维护简便 性等优点。这种方法不但使得现场测控的稳定可靠，工程师计算机能够满足实时性要求，而 且远程的客户端也能够便捷快速安全的登陆与操控。该应用已经成功通过调试，并投入实 际航天器部组件热真空环境试验中使用。
权利要求
一种多套航天器热真空环境模拟设备集中监控系统，包括下位现场监控子系统，其中包括本地的多个温度、压力、流量传感器、信号调理转换器、通讯接口、以PLC为控制核的现场控制柜、现场控制计算机、用于航天器热真空环境模拟设备的实时测控系统软件，在这些硬软件的基础之上实现每一套热真空环境模拟设备的计算机本地监控设备，以及对航天器热真空环境模拟试验数据本地存储与管理；上位远程集中监控子系统，其包括上位远程集中控制计算机、远程控制交换机、以及上位远程集中监控软件，用于实现远程实时集中监控所有现场的热真空试验设备，以及热真空试验状态与数据；远程客户端监控子系统，包括可随时接入的外部控制客户端计算机，用于通过网络实现远程的及时接入控制。
2. 根据权利要求1所述的多套航天器热真空环境模拟设备集中监控系统，其特征在 于用户可以在同一台计算机上通过该系统同时监测与控制现场多套航天器环境模拟设备 的运行和监管所有系统内在线运行的航天器热真空试验情况。
3. 根据权利要求1所述的多套航天器热真空环境模拟设备集中监控系统，其特征在 于，任何用户计算机只要满足安全性要求，无须安装任何专业工控软件，通过IE即可远程 及时接入可远程并同时监管网内所有在线热真空环境模拟设备与热真空试验。
4. 根据权利要求1所述的多套航天器热真空环境模拟设备集中监控系统，其特征在 于，系统内包括多个运行在下位现场计算机上的小型试验实时数据库、以及一个运行在上 位集中监控系统中的远程集中管理数据库。系统内数据交互是通过远程集中管理数据库与 多个试验实时数据库中对应数据点网络同步的过程，即系统通过这些数据库点的同步来集 中操作所有套现场热真空环境模拟设备，包括真空设备操作、制冷与液氮设备操作、数据采 集设备操作与数据管理、温度控制系统设备操作等。
5. 如权利要求1所述的集中监控系统，其特征在于，其可应用在多套航天器热真空环 境模拟设备的集中监控以及多个航天器热真空环境模拟试验集中管理。
全文摘要
本发明公开一种多套航天器热真空环境模拟设备集中监控系统，包括下位现场监控子系统，包括本地的多个温度、压力、流量传感器、信号调理转换器、通讯接口、以PLC为控制核的现场控制柜、现场控制计算机、用于模拟设备的实时测控系统软件，在这些硬软件的基础之上实现每一套模拟设备的计算机本地监控设备，以及对航天器热真空环境模拟试验数据本地存储与管理；上位远程集中监控子系统，包括上位远程集中控制计算机、远程控制交换机、以及上位远程集中监控软件，用于实现远程实时集中监控所有现场的热真空试验设备，以及热真空试验状态与数据；远程客户端监控子系统，包括可随时接入的外部控制客户端计算机，用于通过网络实现远程的及时接入控制。
文档编号G05B19/418GK101770225SQ20081018807
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者何鸿辉, 刘劲松, 刘波涛, 顾苗 申请人:北京卫星环境工程研究所