专利名称：一种高可靠摆杆控制系统的制作方法
技术领域：
一种高可靠摆杆控制系统技术领域[0001]本实用新型属于火箭发射平台控制技术领域，具体涉及一种高可靠火箭发射平台摆杆控制系统。
背景技术：
[0002]运载火箭活动发射平台电控系统，是发射平台重要的配套设备，摆杆电气系统是发射平台电控系统的重要组成部分，用来实现发射平台各摆杆的摆开摆回控制功能。根据总体要求，为简化工作流程，缩短发射准备时间，发射平台上设置有脐带塔，用于保证发射平台转运过程中连接加注供气管路及有效载荷电源、空调等。发射前各管路脱落，由脐带塔上的摆杆带动所有管路摆到安全区域。由于摆杆在发射前三十秒摆开，并且摆杆控制进入-2min发射流程，因此电气、液压、机械系统必须保证其顺利摆开，否则将导致灾难性后果，依次对摆杆控制的可靠性有很高的要求。发明内容[0003]本实用新型的目的在于提供一种高可靠摆杆控制系统，以实现对摆杆的高可靠控制，保证发射动作的顺利完成。[0004]为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为一种高可靠摆杆控制系统包括手动控制器、自动控制器、应急控制器、PLC控制器、信号适配器、限位开关、压力放大器、 流量放大器、比例压力阀、比例流量阀、电磁阀、压力传感器、传动机构和摆杆；所述手动控制器和自动控制器的输出端与PLC控制器的输入端连接，PLC控制器的输出端和应急控制器的输出端分别与信号适配器的输入端连接，信号适配器的输出端分别与压力放大器和流量放大器的输入端连接，压力放大器和流量放大器的输出端分别与比例压力阀和比例流量阀的输入端连接，比例压力阀和比例流量阀的输出端分别与传动机构的输入端连接；PLC 控制器的输出端还通过电磁阀与传动机构的输入端连接，传动机构的输出端分别与摆杆和压力传感器连接，摆杆与限位开关连接，限位开关与PLC控制器连接，压力传感器与PLC控制器连接。[0005]所述的PLC控制器采用冗余配置，即包括PLC控制器1和PLC控制器2 ；所述的限位开关包括0°限位开关和90°限位开关，且其均采用冗余配置，即分别配置有两个0°限位开关和两个90°限位开关。[0006]所述的摆杆在系统启动前，处于0°位置，所述的0°限位开关闭合；所述的90° 限位开关在摆杆摆动到90°时闭合，并将该到位信号反馈给PLC控制器；[0007]所述的自动控制器或手动控制器在系统启动后，发出初始压力信号P1和流量信号 V1，用于控制摆杆的摆动速度；[0008]所述的PLC控制器1接收到自动控制器或手动控制器发出的压力信号P1*流量信号V1,并按正常摆动逻辑进行控制；所述的PLC控制器2实时监测PLC控制器1 若在t。-、 时间段未检测到摆杆的摆开动作，则认为PLC控制器1失效，此时自动启用PLC控制器2，实现摆杆的快速强摆；在控制摆杆摆动过程中，所述的PLC控制器同时输出24V电压信号给电磁阀，用于控制摆杆的摆动方向；所述的PLC控制器将压力传感器采集的信号与标准信号进行比较，形成闭环控制回路；当所述的PLC控制器接收到90°限位开关的到位信号时，系统停止动作；所述的应急控制器在PLC控制器1和PLC控制器2均失效时，人工启动对摆杆进行控制，实现摆杆的快速强摆。所述的信号适配器将PLC控制器输出的压力信号P2和流量信号V2进行转换；所述的压力放大器和流量放大器分别接收到信号适配器输出的压力信号和流量信号，进行放大处理后输出压力信号P3和流量信号V3 ；所述的比例压力阀和比例流量阀依据接收到的压力信号P3和流量信号V3控制传动机构动作；所述的电磁阀接收到PLC控制器发出的电压信号后控制传动机构动作，进而控制摆杆的摆动方向；所述的传动机构依据接收到的压力信号P3和流量信号V3，控制摆杆的摆动速度； 依据接收到的电磁阀信号，控制摆杆的摆动方向；所述压力传感器在摆杆摆动过程中，不断采集传动机构输出的压力信号，并将其反馈给PLC控制器；所述的PLC控制器1、PLC控制器2和应急控制器构成三通道控制，且三通道设计有互锁电路。所述的手动控制器、自动控制器和应急控制器构成的三种控制回路设计有互锁电路。本实用新型所取得的有益效果为(1)本实用新型所述高可靠摆杆控制系统实现了对摆杆的多模式冗余控制，即自动控制方式、手动控制方式以及在上述两种控制方式故障情况下的应急控制方式，且三种控制回路设计有互锁电路，具有互锁功能，以避免误操作，因此具有较高的可靠性；( 通过设备冗余配置，S卩PLC控制器包括PLC控制器1和PLC控制器2，其中一路作为正常通道，另一路作为备份通道，以保障各路信号正确发送；另外0°限位开关和90° 均采用双冗余配置，以实现对摆杆的高可靠控制；(3)自动控制方式具有正常通道和备份通道两种通道，其与应急控制方式构成三通道控制，实现了控制信号的多路传输，且各通道之间按照优先顺序进行相互检测，同时三通道设计有互锁电路，具有互锁功能，以保证信号传输的准确性和高效性；通过上述方案，可以实现对摆杆的高可靠控制，以确保发射动作的顺利完成。
图1为本实用新型所述高可靠摆杆控制系统结构图；图2为摆杆正常摆开时的动作曲线图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。[0026]如图1所示，本实用新型所述高可靠摆杆控制系统包括手动控制器、自动控制器、 应急控制器、PLC控制器、信号适配器、限位开关、压力放大器、流量放大器、比例压力阀、比例流量阀、电磁阀、压力传感器、传动机构和摆杆；所述手动控制器和自动控制器的输出端与PLC控制器的输入端连接，PLC控制器的输出端和应急控制器的输出端分别与信号适配器的输入端连接，信号适配器的输出端分别与压力放大器和流量放大器的输入端连接，压力放大器和流量放大器的输出端分别与比例压力阀和比例流量阀的输入端连接，比例压力阀和比例流量阀的输出端分别与传动机构的输入端连接；PLC控制器的输出端还通过电磁阀与传动机构的输入端连接，传动机构的输出端分别与摆杆和压力传感器连接，摆杆与限位开关连接，限位开关与PLC控制器连接，压力传感器与PLC控制器连接。其中PLC控制器采用冗余配置，即包括PLC控制器1和PLC控制器2，其中一路作为正常通道，另一路作为备份通道，一旦正常通道发生问题，即摆杆未摆开，则系统自动切换到备份通道；另外限位开关包括0°限位开关和90°限位开关，且其均采用冗余配置，即分别配置有两个0°限位开关和两个90°限位开关，只要其中之一发出反馈信号，即认为摆杆已摆到该位置。由手动控制器、自动控制器和应急控制器构成的三种控制回路设计有互锁电路， 具有互锁功能；另外PLC控制器1、PLC控制器2和应急控制器构成三通道控制，且各通道之间按照优先顺序进行相互检测，同时三通道设计有互锁电路，具有互锁功能。系统启动前，摆杆处于0°位置，0°限位开关闭合；系统启动后，通过自动控制器或手动控制器发出初始压力信号P1和流量信号V1,用于控制摆杆的摆动速度，PLC控制器的 PLC控制器1接收到该压力信号P1和流量信号V1，并按照如图2所示的正常摆动逻辑进行控制，此时，PLC控制器2实时监测PLC控制器1 若在^t1时间段未检测到摆杆的摆开动作，则认为PLC控制器1失效，此时自动启用PLC控制器2，实现摆杆的快速强摆；PLC控制器输出的压力信号P2和流量信号V2,分别经信号适配器转换后输入给压力放大器和流量放大器，压力放大器和流量放大器输出的压力信号P3和流量信号V3分别通过比例压力阀和比例流量阀控制传动机构动作，传动机构带动摆杆摆动，当摆杆摆动到90°时，90°限位开关闭合，并将该到位信号反馈给PLC控制器，系统停止动作；在控制摆杆摆动过程中，PLC控制器同时输出MV电压信号给电磁阀，通过电磁阀控制传动机构，进而控制摆杆的摆动方向； 在控制摆杆摆动过程中，压力传感器不断采集传动机构输出的压力信号，并将其反馈给PLC 控制器，PLC控制器将该信号与标准信号进行比较，形成闭环控制回路；当PLC控制器1和 PLC控制器2均失效时，人工启动应急控制器对摆杆进行控制，实现摆杆的快速强摆。
权利要求1.一种高可靠摆杆控制系统，其特征在于该系统包括手动控制器、自动控制器、应急控制器、PLC控制器、信号适配器、限位开关、压力放大器、流量放大器、比例压力阀、比例流量阀、电磁阀、压力传感器、传动机构和摆杆；所述手动控制器和自动控制器的输出端与 PLC控制器的输入端连接，PLC控制器的输出端和应急控制器的输出端分别与信号适配器的输入端连接，信号适配器的输出端分别与压力放大器和流量放大器的输入端连接，压力放大器和流量放大器的输出端分别与比例压力阀和比例流量阀的输入端连接，比例压力阀和比例流量阀的输出端分别与传动机构的输入端连接；PLC控制器的输出端还通过电磁阀与传动机构的输入端连接，传动机构的输出端分别与摆杆和压力传感器连接，摆杆与限位开关连接，限位开关与PLC控制器连接，压力传感器与PLC控制器连接。
2.根据权利要求1所述的高可靠摆杆控制系统，其特征在于所述的PLC控制器采用冗余配置，即包括PLC控制器1和PLC控制器2 ；所述的限位开关包括0°限位开关和90° 限位开关，且其均采用冗余配置，即分别配置有两个0°限位开关和两个90°限位开关。
3.根据权利要求2所述的高可靠摆杆控制系统，其特征在于所述的摆杆在系统启动前，处于0°位置，所述的0°限位开关闭合；所述的90°限位开关在摆杆摆动到90°时闭合，并将该到位信号反馈给PLC控制器；所述的自动控制器或手动控制器在系统启动后，发出初始压力信号P1和流量信号V1, 用于控制摆杆的摆动速度；所述的PLC控制器1接收到自动控制器或手动控制器发出的压力信号P1和流量信号 V1,并按正常摆动逻辑进行控制；所述的PLC控制器2实时监测PLC控制器1 若在时间段未检测到摆杆的摆开动作，则认为PLC控制器1失效，此时自动启用PLC控制器2，实现摆杆的快速强摆；在控制摆杆摆动过程中，所述的PLC控制器同时输出24V电压信号给电磁阀，用于控制摆杆的摆动方向；所述的PLC控制器将压力传感器采集的信号与标准信号进行比较，形成闭环控制回路；当所述的PLC控制器接收到90°限位开关的到位信号时，系统停止动作；所述的应急控制器在PLC控制器1和PLC控制器2均失效时，人工启动对摆杆进行控制，实现摆杆的快速强摆。
4.根据权利要求2所述的高可靠摆杆控制系统，其特征在于所述的信号适配器将PLC控制器输出的压力信号P2和流量信号V2进行转换；所述的压力放大器和流量放大器分别接收到信号适配器输出的压力信号和流量信号， 进行放大处理后输出压力信号P3和流量信号V3 ；所述的比例压力阀和比例流量阀依据接收到的压力信号P3和流量信号V3控制传动机构动作；所述的电磁阀接收到PLC控制器发出的电压信号后控制传动机构动作，进而控制摆杆的摆动方向；所述的传动机构依据接收到的压力信号P3和流量信号V3，控制摆杆的摆动速度；依据接收到的电磁阀信号，控制摆杆的摆动方向；所述压力传感器在摆杆摆动过程中，不断采集传动机构输出的压力信号，并将其反馈给PLC控制器；
5.根据权利要求2所述的高可靠摆杆控制系统，其特征在于所述的PLC控制器1、PLC控制器2和应急控制器构成三通道控制，且三通道设计有互锁电路。
6.根据权利要求1所述的高可靠摆杆控制系统，其特征在于所述的手动控制器、自动控制器和应急控制器构成的三种控制回路设计有互锁电路。
专利摘要本实用新型属于火箭发射平台控制技术领域，具体涉及一种高可靠摆杆控制系统。该系统的手动控制器和自动控制器的输出端与PLC控制器的输入端连接，PLC控制器的输出端和应急控制器的输出端分别与信号适配器的输入端连接，信号适配器的输出端分别与压力放大器和流量放大器的输入端连接，压力放大器和流量放大器的输出端分别与比例压力阀和比例流量阀的输入端连接，比例压力阀和比例流量阀的输出端分别与传动机构的输入端连接；PLC控制器的输出端还通过电磁阀与传动机构的输入端连接，传动机构的输出端分别与摆杆和压力传感器连接，摆杆与限位开关连接，限位开关与PLC控制器连接，压力传感器与PLC控制器连接。该系统可实现对发射平台摆杆的高可靠控制。
文档编号G05B19/05GK202306246SQ20112041674
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者丁保民, 刘丽媛, 吴齐才, 朱冠仲, 杨锋, 邢然 申请人:中国运载火箭技术研究院, 北京航天发射技术研究所