一种应用于固体火箭发动机地面试验的点火控制系统的制作方法

本实用新型涉及自动控制领域，具体涉及一种应用于固体火箭发动机地面试验的点火控制系统。

背景技术：

固体火箭发动机地面点火控制是发动机地面试验的重要环节，安全、可靠的点火控制是确保后续参数采集时取得可靠数据的前提。目前使用的固体火箭发动机点火控制系统仅使用数码管来显示点火时序，不能直观的显示其它试验状态；且采用上位机控制PLC，PLC控制继电器的工作方式，导致系统配件较多，便携性不高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型设计开发了一种新的应用于固体火箭发动机地面试验的点火控制系统，主要应用于标准型号固体火箭发动机地面点火试验，采用微控制器为核心，结合外围硬件电路来输出高精度的点火时序，无需配置计算机，增加了系统的便携性；设计液晶屏来实时显示点火时序、按键触发情况等多种试验状态。此外，增加点火电压和点火瞬时电流值的采集和显示功能，便于参试人员进行试验结果分析和故障检测。

本发明的技术方案为：

所述一种应用于固体火箭发动机地面试验的点火控制系统，其特征在于：由点火控制箱和LED显示盒组成；点火控制箱与LED显示盒通过RS232总线连接；点火控制系统与固体火箭发动机采用线缆通过点火控制箱后面板上的接插件进行连接；LED显示盒同步显示点火时序；

所述点火控制箱包括置于箱体内部的电源模块、主控制板、两个点火控制继电器、两个电流传感器、两个电压传感器和置于箱体前面板上的液晶显示屏及若干按键；

主控制板采用微控制器和外围硬件电路实现点火时序控制；点火控制继电器根据点火时序闭合或打开，用于导通或切断点火回路；电流传感器将点火瞬时电流转换为电压信号，并送入微控制器的AD采集模块；电压传感器将点火电压转换为电流信号，再通过匹配电阻转换为0～5V的电压信号，送入微控制器的AD采集模块；点火控制箱前面板上的液晶显示屏通过RS232串口与微控制器之间进行数据通信，显示点火时序，当前试验状态、各通道点火电压值、点火瞬时电流值和按键触发情况；点火控制箱前面板上的按键均通过微控制器响应完成操作。

进一步的优选方案，所述一种应用于固体火箭发动机地面试验的点火控制系统，其特征在于：点火控制箱前面板上的按键包括：警报按钮，启动按钮，复位按钮，紧急关机按钮和亮度调节按钮；其中警报按钮带自锁功能。

有益效果

本实用新型由于采用了上述技术，产生的有益效果是明显的，具体表现在以下几个方面：

1.由于采用PIC18F4620微处理器作为主控制板控制核心，不仅能够保证输出精确、可靠的点火时序，而且无需额外配置计算机，增加了系统的便携性。

2.设计了液晶显示屏来显示试验状态，包括点火时序实时显示、各通道点火电压实时显示、以及点火瞬时电流和按键触发情况的显示等，便于参试人员直观、清楚的了解试验进程。

3.增加了点火电压值实时监测和点火瞬时电流值采集功能，为参试人员进行试验分析和故障排除提供依据。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1点火控制系统与发动机连接示意图；

图2点火控制箱结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型设计开发了一种新的应用于固体火箭发动机地面试验的点火控制系统，主要应用于标准型号固体火箭发动机地面点火试验，采用微控制器为核心，结合外围硬件电路来输出高精度的点火时序，无需配置计算机，增加了系统的便携性；设计液晶屏来实时显示点火时序、按键触发情况等多种试验状态。此外，增加点火电压和点火瞬时电流值的采集和显示功能，便于参试人员进行试验结果分析和故障检测。

如图1所示，本实用新型由点火控制箱和LED显示盒组成；点火控制箱与LED显示盒通过RS232总线连接；点火控制系统与固体火箭发动机采用线缆通过点火控制箱后面板上的接插件进行连接；LED显示盒同步显示点火时序，供指挥员发布点火口令时使用。

如图2所示，点火控制箱包括置于箱体内部的电源模块、主控制板、两个点火控制继电器、两个电流传感器、两个电压传感器和置于箱体前面板上的液晶显示屏及若干按键。

主控制板采用PIC18F4620微控制器为核心，结合外围硬件电路，实现点火时序控制，电压、电流采集，液晶显示控制等功能。PIC18F4620微控制器具有较强的逻辑运算能力和定时控制功能，通过配置晶振频率和设置Timer0模块，可以使点火控制系统获得精确、可靠的点火时序。由于标准发动机地面点火试验的点火时序较为固定，只需将编写好的程序通过烧写器下载至微控制器内部，就可对外围设备进行控制，从而实现点火控制功能，不用配置计算机，增加了设备的便携性。若需要更改点火时序，只需重新下载程序即可。

点火控制继电器根据点火时序闭合或打开，用于导通或切断点火回路，继电器的工作状态可以通过箱体面板的相应端口进行检测。

电流传感器为霍尔电流传感器，由于点火瞬时电流值一般在8A左右，难以直接采集，因此需要用电流传感器先将其转换为较容易采集的电压信号，再送入微控制器的AD采集模块。

电压传感器将点火电压转换成小电流信号，再匹配电阻使得输出电压值0～5V之间，从而符合微控制器AD模块的采集范围。

点火控制箱前面板上的液晶显示屏通过RS232串口与微控制器之间进行数据通信，显示点火时序，当前试验状态、各通道点火电压值、点火瞬时电流值和按键触发情况，便于参试人员实时掌握试验进程。由于点火电压值是实时监测的，一旦发现电压异常，可以立即终止试验进程，进行故障检测，增加了系统的安全性和可靠性。

点火控制箱前面板上的按键包括：

警报按钮：试验开始前需要按下警报按钮，警报响起，警报指示灯常亮，要停止警报声，需再次按下该按钮，带自锁功能，有效避免误触发。

启动按钮：试验开始时按下启动按钮，进入点火倒计时。

复位按钮：试验结束时按下复位按钮，点火时序复位至初始状态，便于进行下一发试验。

紧急关机按钮：出现故障需要中途终止试验时，按下紧急关机按钮，可停止倒计时，同时保留当前时序(带防抖动功能)。

亮度调节按钮：旋钮设计，用于显示屏亮度调节。

此外，整个系统通过点火控制箱内部的电源模块进行供电，包括一个220V交流转28V直流模块、一个28V转12V模块和一个12V转5V模块。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。