一种用于航空水废水系统的模块化控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于航空水废水系统的模块化控制装置，其包括：数据格式转换器，其经由第一传输线连接至机电综合控制装置并经由第二传输线连接至航空水废水系统，所述数据格式转换器经由第一传输线和第二传输线在所述机电综合控制装置与所述航空水废水系统之间传输信号，并在所述机电综合控制装置采用的第一数据格式与所述航空水废水系统采用的第二数据格式之间进行转换；以及内部控制器，其经由第三传输线连接至所述航空水废水系统并接收和处理来自所述航空水废水系统的第二数据格式的信号。
【专利说明】
一种用于航空水废水系统的模块化控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及机电控制装置，尤其涉及一种用于航空水废水系统(WWS)的模块化控制装置。
【背景技术】
[0002]随着航空技术的发展，目前飞机机电综合控制装置(MA)所采用的总线标准是新标准ARINC Specificat1n 825(简称A825)，该总线标准综合考虑了飞机应用环境、规范和适航等多方面要求，体现出当今航空技术发展的最新方向。但是航空水废水系统(WWS)的很多部件均为货架成熟产品，其采用的数据标准是CAN Specificat1n 2.0(简称CAN)，其数据格式与飞机级頂A是不兼容的。如果通过更改系统货架产品来解决数据格式兼容问题，将增加系统研发成本。
[0003]在頂A控制框架下，WWS信号及数据均需通过总线传输至飞机级頂A，由航电中央计算机对数据进行处理。对于无需与机上其他系统进行交联的WWS信号，如果仍通过飞机总线进行传输并由中央计算机进行数据处理，则将会造成不必要的资源浪费。为了提高飞机资源使用效率，较为常用的解决办法为:在飞机IMA与机载系统之间增加远程数据接口单元(RDIU)，但是RDIU仅具备简单的逻辑处理功能，可实现“与/或”等简单选择功能，仅能在有限范围内分担中央计算机的负担，而需要中央计算机处理的数据仍需通过总线传输至中央计算机，从而占用总线资源。此外，RDIU也无法实现CAN2.0数据格式与A825数据格式的转换。
[0004]因此，本领域需要用于改进航空水废水系统的数据传输的装置。
【实用新型内容】
[0005]针对上述问题，为平衡飞机设计的先进性及系统研发经济性，本实用新型提出一种WffS模块化控制方式，在飞机頂A和WffS之间建立模块化控制装置，其一方面实现数据格式的转换，解决机电综合控制方式下数据格式不匹配问题，另一方面将无需与机上其他系统交联的WWS信号直接在模块化控制装置上进行内部数据处理并实现相关功能控制。这种分功能、模块化控制方式可节省飞机总线传输及计算资源，提高系统控制效率。
[0006]根据本实用新型的一方面，提供了一种用于航空水废水系统的模块化控制装置，其包括:数据格式转换器，其经由第一传输线连接至机电综合控制装置并经由第二传输线连接至航空水废水系统，所述数据格式转换器经由第一传输线和第二传输线在所述机电综合控制装置与所述航空水废水系统之间传输信号，并在所述机电综合控制装置采用的第一数据格式与所述航空水废水系统采用的第二数据格式之间进行转换；以及内部控制器，其经由第三传输线连接至所述航空水废水系统并接收和处理来自所述航空水废水系统的第二数据格式的信号。
[0007]在一个优选实施例中，所述内部控制器经由第四传输线将基于处理来自所述航空水废水系统的信号所生成的控制信号发送给所述航空水废水系统。
[0008]在一个优选实施例中，所述内部控制器还经由第五传输线连接至所述数据格式转换器并将处理来自所述航空水废水系统的信号的处理结果发送给所述数据格式转换器，所述数据格式转换器将所述处理结果进行格式转换后经由第一传输线发送给所述机电综合控制装置。
[0009]在一个优选实施例中，所述数据格式转换器经由第一传输线从所述机电综合控制装置接收第一数据格式的信号并转换成第二数据格式的信号后经由第二传输线传送给所述航空水废水系统，和/或所述数据格式转换器经由第二传输线从所述航空水废水系统接收第二数据格式的信号并转换成第一数据格式的信号后经由第一传输线传送给所述机电综合控制装置。
[0010]在一个优选实施例中，所述内部控制器经由第三传输线接收和处理来自所述航空水废水系统的与其他系统无交联的航空水废水系统内部信号。
[0011]在一个优选实施例中，所述航空水废水系统内部信号包括以下至少一者:水箱水位监测信号、水箱压力检测信号、阀类设备加水/排放信号、空压机备份增压信号、废水箱水位传感器监测信号、或废水处理信号。
[0012]在一个优选实施例中，所述数据格式转换器经由第一传输线和第二传输线在所述机电综合控制装置与所述航空水废水系统之间传输所述航空水废水系统的与其他系统交联的航空水废水系统外部信号。
[0013]在一个优选实施例中，所述航空水废水系统外部信号包括排放阀、水位传感器、马桶组件中的至少一者的工作健康状态信息。
[0014]在一个优选实施例中，所述数据格式转换器经由第一传输线接收来自所述机电综合控制装置的控制信号并经由第五传输线将进行格式转换后的控制信号发送给所述内部控制器，所述内部控制器基于所述控制信号经由所述第四传输线控制所述航空水废水系统。
[0015]在一个优选实施例中，所述机电综合控制装置采用的第一数据格式的信号包括A825总线信号，并且所述航空水废水系统采用的第二数据格式的信号包括CAN总线信号。
【附图说明】
[0016]图1示出了根据本实用新型的一个实施例的用于航空水废水系统的模块化控制装置的示意图。
[0017]图2示出了根据本实用新型的一个实施例的数据格式转换示意图。
[0018]图3示出了根据本实用新型的一个实施例的模块化控制装置的内部控制器的示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。
[0020]图1示出了根据本实用新型的一个实施例的用于航空水废水系统(WffS)102的模块化控制装置I1的示意图。如图1所示，在机电综合控制装置αΜΑ)控制框架下，飞机頂A 101可以采用第一数据格式，例如ARINC Specificat1n 825(简称A825)，而航空水废水系统可以采用不同的第二数据格式，例如CAN Specifi cat1n 2.0 (简称CAN)。为此，本实用新型提出了在飞机頂A 101与WffS 102之间建立模块化控制装置110，以在飞机頂A 101与WWS 102之间进行数据传输、处理WW S 102的数据以及控制WffS 102的操作。
[0021]具体而言，模块化控制装置110可包括:数据格式转换器(DTC)Ill，其经由第一传输线131连接至MA 101并经由第二传输线132连接至WWS 102;以及内部控制器(ICS)112，其可经由第三传输线133连接至WWS 102。可选地，ICS 112可经由第四传输线134控制WWS102的操作，和/SlCS 112可经由第五传输线135连接至DTC 111。由于頂A 101采用第一数据格式而WWS 102采用不同的第二数据格式，因此第一传输线131可遵循第一数据格式(例如遵循A825协议的数据格式)，而第二传输线132、第三传输线133、第四传输线134和第五传输线135可遵循第二数据格式(例如，符合CAN协议的数据格式)。本领域技术人员应理解，第一数据格式和第二数据格式也可以是其他合适的数据格式，传输线131-135可相应地采取对应的总线。
[0022]根据本实用新型，WffS102的与其他系统交联的航空水废水系统外部信号经由DTC111和第一传输线131、第二传输线132在頂A 101与WffS 102之间传输，而来自WWS 102的与其他系统无交联的航空水废水系统内部信号可直接经由第三传输线由ICS 112接收和处理，无需传输至IMA 101。在一方面，DTC 111经由第一传输线131和第二传输线132在IMA101与WffS 102之间传输航空水废水系统外部信号，并在頂A 101采用的第一数据格式与WffS102采用的第二数据格式之间进行转换。举例而言，DTC 111可实现頂A 101中采用的A825信号与WffS 102中采用的CAN总线信号间格式转换，保证IMA 101和WWS 102向彼此发出的总线信号能被对方接收并且能接收到对方发出的信号。例如，DTC 111经由第二传输线132从WffS102接收CAN信号并转换成A825信号后经由第一传输线131传送给IMA 101。另外，頂A 101可以将A825控制信号(例如，IMA 101生成的控制信号、来自其他组件的信号、从用户接收的控制信号等)经由第一传输线131传送给DTC 111,DTC 111将A825控制信号转换成CAN控制信号之后经由第五传输线135发送给ICS 112,ICS 112基于该CAN控制信号经由第四传输线134控制WWS 102。由此，頂A 101可以将外部信号传送给WWS 102，且頂A 101可以接收并处理来自WffS 102的经格式转换的信号，并在需要的情况下将这些信号传输至其他组件。航空水废水系统外部信号可包括排放阀、水位传感器、马桶组件等中的至少一者的工作健康状态?目息O
[0023]在另一方面，ICS112可按照WWS 102所采用的第二数据格式经由第三传输线133接收并处理来自WWS 102的与其他系统无交联的航空水废水系统内部信号，而无需将此类内部信号传送给頂A 11ICS 112可经由第四传输线134将基于处理来自WWS 102的信号所生成的控制信号发送给WWS 102，从而控制WffS 102的操作。即，在ICS 112与WffS 102相关部件之间建立内部数据传输通道133，ICS 112用于处理与其他机载系统无交联的WWS部件信号并实现相关内部功能(例如，数据处理和控制功能)，相关的信号传输无需经过飞机頂A总线，相关组件内部功能实现也无需借助中央计算机。在进一步的实施例中，ICS 112可仅将少量“处理结果”信号通过DTC 111传输至MA 101，提高系统控制效率。例如，ICS 112还可经由第五传输线135将处理来自WWS 102的信号的处理结果发送给DTC 111,DTC 111将该处理结果进行格式转换后经由第一传输线131发送给頂A 101，例如以供頂A 101保存、处理、显示等。可由ICS 112接收和处理的WffS内部信号包括水箱水位监测信号、阀类设备加水/排放信号、空压机备份增压信号、废水箱水位传感器监测信号、或废水处理信号等中的一者或多者，如以下更详细地描述的。
[0024]图1所示各模块中传递的信号种类举例如下:
[0025]a) ffff S——DTC
[0026]WffS 102的各种部件中如排放阀、水位传感器、马桶组件等设备的工作健康状态信息可经由第二传输线132 (例如，CAN总线)直接传输至DTC 111，经DTC 111将格式转化为A825信号后经第一传输线131(例如，A825总线)传送至IMA 101。
[0027]b)WWS——ICS
[0028]WWS 102中的压力开关可实时监测水箱压力并经由第三传输线133(例如，CAN总线)将压力信息发送至ICS 112 ,ICS 112对压力信号进行处理，当压力过低时，ICS 112经由第四传输线134驱动空压机工作，当压力过高时，经由第四传输线134停止空压机工作。ICS112根据离散信号控制空压机工作，实现系统内部信号处理和功能的实现。
[0029]c) ffff S——ICS——DTC——IMA
[0030]WWS 102各部件中的水位传感器可测量水箱中的水位数据，经由第三传输线133(例如，CAN总线)将水位数据传输至I CS 112，ICS 112基于水箱的几何尺寸将水位数据进行过滤和处理并转化为实时的水位信息，将水位信息经由第五传输线135(例如，CAN总线)传送给DTC 111,DTC 111将该水位信息转化为A825数据后经第一传输线131报送至IMA 101。[0031 ]如上，a)线与c)线的区别在于，a)线中直接将WWS系统部件的工作健康状态反馈至MA，而c)线中是在ICS实现处理功能之后，将部分处理结果报送至MA。由此，减少了在MA101与WffS之间的数据传输，从而可节省飞机总线传输及计算资源，提高系统控制效率。
[0032]图2示出了根据本实用新型的一个实施例的数据格式转换示意图。如上所述，DTC111可从IMA 101接收A825信号并转换成CAN信号，和/或可从WffS 102和/或ICS 112接收CAN信号并转换成A825信号。应理解，图2所示的数据类型格式仅是示例性的，在实践中可根据需要使用其他数据类型格式。
[0033]图3示出了根据本实用新型的一个实施例的模块化控制装置的内部控制器的示意图。为了作为说明，图3提供了由ICS 112为WffS 102处理的5方面的系统功能，这些系统功能均无需借助于飞机其他系统信号。详细的功能实现举例如下:
[0034](I)水箱水位监测功能
[0035]WWS部件中的水位传感器测量水箱中的水位数据，通过CAN总线传输至ICS 112，ICS 112基于水箱的几何尺寸将水位数据进行过滤和处理并转化为实时的水位信息。
[0036](2)阀类设备加水/排放功能
[0037]加水/排放开关发出的加水操作离散信号传送至ICS112，ICS 112将禁止空压机工作，并驱动加水/排放阀执行加水操作，同时ICS 112接收来自水位传感器信号并进行处理，当水位值达到预定水位时，ICS 112将会关闭加水/排放阀停止加水操作；
[0038]加水/排放开关发出的排放操作离散信号传送至ICS112JCS 112将禁止空压机工作，同时驱动加水/排放阀执行排放操作，同时ICS 112接收来自水位传感器信号并进行处理，当水位值低于阈值(例如，2.5 % )时，I CS 112将会关闭加水/排放阀停止排放操作。[0039 ] (3)空压机备份增压功能
[0040]WffS 102中的压力开关实时监测水箱压力并将压力信息发送至ICS 112，当压力过低时，ICS 112驱动空压机工作，当压力过高时，ICS 112停止空压机工作。ICS 112根据离散信号控制空压机工作，实现系统内部信号处理和功能的实现。
[0041](4)废水箱水位传感器监测功能
[0042]废水箱水位传感器水位监测功能与(I)中描述的水箱水位传感器监测功能类似。
[0043](5)废水处理系统功能
[0044]废水服务板门的开关将会向ICS112发出状态信息，当废水处理系统进行地面勤务工作时，该开关将会向ICS 112发出地面勤务状态信息，此时ICS 112将会禁止真空发生器工作，反之，ICS 112将会容许真空发生器工作，实现由ICS 112来控制废水处理系统功會K。
[0045]以上仅例示了WWS的一些部件的操作，在实践中可以根据本实用新型的原理来设计其他部件的信号传输和处理。
[0046]如上所述，通过在飞机MA与WWS之间建立模块化控制装置，将WWS数据分通道传输，即需要与机上其他系统进行交联的信息经DTC 111进行格式转换后进入总线数据传输通道，而无需与机上其他系统进行交联的WWS内部信号直接传输至ICS 112并进行系统内循环处理和控制，既解决了机电综合控制方式下数据格式不匹配问题，同时节省了飞机总线传输及计算资源，提高了系统控制效率。
[0047]上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于航空水废水系统的模块化控制装置，其特征在于，包括: 数据格式转换器，其经由第一传输线连接至机电综合控制装置并经由第二传输线连接至航空水废水系统，所述数据格式转换器经由第一传输线和第二传输线在所述机电综合控制装置与所述航空水废水系统之间传输信号，并在所述机电综合控制装置采用的第一数据格式与所述航空水废水系统采用的第二数据格式之间进行转换；以及 内部控制器，其经由第三传输线连接至所述航空水废水系统并接收和处理来自所述航空水废水系统的第二数据格式的信号。2.如权利要求1所述的模块化控制装置，其特征在于，所述内部控制器经由第四传输线将基于处理来自所述航空水废水系统的信号所生成的控制信号发送给所述航空水废水系统。3.如权利要求2所述的模块化控制装置，其特征在于，所述内部控制器还经由第五传输线连接至所述数据格式转换器并将处理来自所述航空水废水系统的信号的处理结果发送给所述数据格式转换器，所述数据格式转换器将所述处理结果进行格式转换后经由第一传输线发送给所述机电综合控制装置。4.如权利要求1所述的模块化控制装置，其特征在于，所述数据格式转换器经由第一传输线从所述机电综合控制装置接收第一数据格式的信号并转换成第二数据格式的信号后经由第二传输线传送给所述航空水废水系统，和/或所述数据格式转换器经由第二传输线从所述航空水废水系统接收第二数据格式的信号并转换成第一数据格式的信号后经由第一传输线传送给所述机电综合控制装置。5.如权利要求1所述的模块化控制装置，其特征在于，所述内部控制器经由第三传输线接收和处理来自所述航空水废水系统的与其他系统无交联的航空水废水系统内部信号。6.如权利要求5所述的模块化控制装置，其特征在于，所述航空水废水系统内部信号包括以下至少一者:水箱水位监测信号、水箱压力检测信号、阀类设备加水/排放信号、空压机备份增压信号、废水箱水位传感器监测信号、或废水处理信号。7.如权利要求1所述的模块化控制装置，其特征在于，所述数据格式转换器经由第一传输线和第二传输线在所述机电综合控制装置与所述航空水废水系统之间传输所述航空水废水系统的与其他系统交联的航空水废水系统外部信号。8.如权利要求7所述的模块化控制装置，其特征在于，所述航空水废水系统外部信号包括排放阀、水位传感器、马桶组件中的至少一者的工作健康状态信息。9.如权利要求1所述的模块化控制装置，其特征在于，所述数据格式转换器经由第一传输线接收来自所述机电综合控制装置的控制信号并经由第五传输线将进行格式转换后的控制信号发送给所述内部控制器，所述内部控制器基于所述控制信号经由第四传输线控制所述航空水废水系统。10.如权利要求1所述的模块化控制装置，其特征在于，所述机电综合控制装置采用的第一数据格式的信号包括A825总线信号，并且所述航空水废水系统采用的第二数据格式的信号包括CAN总线信号。
【文档编号】G06F13/42GK205644535SQ201521061853
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年12月17日
【发明人】张雪苹, 雷美玲, 朱翀, 南国鹏, 李革萍, 唐宏刚
【申请人】中国商用飞机有限责任公司, 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院