高可靠性电控系统的制作方法
【专利摘要】一种高可靠性电控系统，包括与总控网络通信链路连接的后端指令控制装置和与总控网络通信链路连接的前端信号处理装置，其中：后端指令控制装置，用于接收上位系统的控制指令，形成控制数据传送至总控网络或数据总线，通过总控网络或数据总线接收前端信号处理装置的反馈数据；前端信号处理装置，用于通过总控网络接收控制数据，形成执行机构的控制信号传输至执行机构，采集执行机构和控制链路的状态反馈信号，形成控制链路反馈数据传输至总控网络。有利于建立灵活可靠的双网复合型网络构架，整个系统链路互备冗余，完全避免了控制指令和输出信号的错误和失效，大幅度提高了系统的可靠性。
【专利说明】高可靠性电控系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制系统，特别是涉及一种用于大型机械的控制系统。
【背景技术】
[0002]在商业活动发射平台中，电控系统是发射平台重要的配套设备，发射平台电控系统主要用于对发射平台支承臂的升降、导流盖板的展收、脐带塔摆杆的开合、转换装置的升降等各种规定动作进行控制，确保发射平台动作的顺利完成。作为后续任务的基础，对电控系统需要有很高的可靠性要求，确保任务的顺利执行。
[0003]现有系统中存在潜在控制危险，电控系统处于总控网络如端，电控系统控制链路单一，在电控系统控制链路中一旦出现单点故障，电控系统无法及时发现和判断，更无法更正和修复。进而会导致对执行机构的控制结果出现偏差，使得大型机械的联动过程出现干扰，直接导致上位控制系统无法获得故障类型的准确定位，被迫做出终止全发射过程的判断，浪费发射成本和时间成本。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种高可靠性电控系统，解决控制信号在传输链路出现故障时传输受阻，无法对执行机构进行正确控制的技术问题。
[0005]本发明的高可靠性电控系统，包括与总控网络通信链路连接的后端指令控制装置和与总控网络通信链路连接的前端信号处理装置，其中:
[0006]后端指令控制装置，用于接收上位系统的控制指令，形成控制数据传送至总控网络或数据总线，通过总控网络或数据总线接收前端信号处理装置的反馈数据；
[0007]前端信号处理装置，用于通过总控网络接收控制数据，形成执行机构的控制信号传输至执行机构，采集执行机构和控制链路的状态反馈信号，形成控制链路反馈数据传输至总控网络。
[0008]所述前端信号处理装置包括通信链路连接装置、信号处理装置和信号链路连接装置，其中:
[0009]通信链路连接装置，用于提供兼容的通信协议端口与总控网络建立通信链路，用于提供兼容的传输协议端口与信号处理装置建立通信链路，完成通信协议与传输协议间的数据/信号转换，作为控制链路的组成部分；
[0010]信号处理装置，用于将控制数据形成执行机构的控制信号，并接受执行机构中传感器及执行器的状态反馈信号形成反馈数据，提供兼容的上行、下行传输协议端口作为控制链路的组成部分；
[0011]信号链路连接装置，用于提供兼容的传输协议端口与信号处理装置建立通信链路，用于提供兼容的信号转换电路接口与执行机构中传感器及执行器建立信号输入输出链路，作为控制链路的组成部分。
[0012]所述通信链路连接装置包括第一通信链路连接装置和第二通信链路连接装置，所述信号处理装置包括第一信号处理装置和第二信号处理装置，所述信号链路连接装置包括第一信号链路连接装置和第二信号链路连接装置，其中:
[0013]第一通信链路连接装置建立三条通信链路，第一条通信链路连接总控网络，第二条通信链路连接第一信号处理装置的一个上行传输协议端口，第三条通信链路连接第二信号处理装置的一个上行传输协议端口，第二通信链路连接装置建立三条通信链路，第一条通信链路连接总控网络，第二条通信链路连接第一信号处理装置的另一个上行传输协议端口，第三条通信链路连接第二信号处理装置的另一个上行传输协议端口 ；
[0014]第一信号链路连接装置建立三条通信链路，第一条通信链路连接第一信号处理装置的一个下行传输协议端口，第二条通信链路连接第二信号处理装置的一个下行传输协议端口，第三条链路连接分别连接执行机构中的传感器及执行器，第二信号链路连接装置建立三条通信链路，第一条通信链路连接第一信号处理装置的一个下行传输协议端口，第二条通信链路连接第二信号处理装置的一个下行传输协议端口，第三条通信链路分别连接执行机构中的相应传感器及执行器。
[0015]还包括后备数据总线、第三信号处理装置和第三信号链路连接装置，其中:
[0016]后备数据总线分别连接第三信号处理装置的上行传输协议端口和后端指令控制装置，
[0017]第三信号链路连接装置建立两条通信链路，第一条通信链路连接第三信号处理装置的下行传输协议端口，第二条通信链路分别连接执行机构中的相应传感器及执行器。
[0018]本发明高可靠性电控系统构建成双网复合型网络构架，整个系统链路互备冗余，完全避免了控制指令和输出信号的错误和失效，大幅度提高了系统的可靠性，对进入发射流程的控制项目提供了有效的保障，提高了发射平台完成发射任务的能力及稳定程度。
[0019]下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明高可靠性电控系统的结构示意图；。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本实施例的高可靠性电控系统分为与总控网络200通信链路连接的后端指令控制装置100和与总控网络200通信链路连接的前端信号处理装置300，其中:
[0022]后端指令控制装置100，用于接收上位系统的控制指令，形成控制数据传送至总控网络200或数据总线，通过总控网络200或数据总线接收前端信号处理装置300的反馈数据；
[0023]前端信号处理装置300，用于通过总控网络200接收控制数据，形成执行机构的控制信号传输至执行机构400，采集执行机构和控制链路的状态反馈信号，形成控制链路反馈数据传输至总控网络200。通过总控网络200的高度适配性，可以在后端指令控制装置100与前端信号处理装置300间建立灵活的冗余控制链路和多样性的链路类型。
[0024]本实施例中，前端信号处理装置300包括通信链路连接装置、信号处理装置和信号链路连接装置，其中:
[0025]通信链路连接装置，用于提供兼容的通信协议端口与总控网络200建立通信链路，用于提供兼容的传输协议端口与信号处理装置建立通信链路，完成通信协议与传输协议间的数据/信号转换，作为控制链路的组成部分；
[0026]信号处理装置，用于将控制数据形成执行机构400的控制信号，并接受执行机构400中传感器及执行器的状态反馈信号形成反馈数据，提供兼容的上行、下行传输协议端口作为控制链路的组成部分；
[0027]信号链路连接装置，用于提供兼容的传输协议端口与信号处理装置建立通信链路，用于提供兼容的信号转换电路接口与执行机构400中传感器及执行器建立信号输入输出链路，作为控制链路的组成部分。
[0028]本实施例中，包括第一通信链路连接装置311和第二通信链路连接装置312，第一信号处理装置321和第二信号处理装置322，第一信号链路连接装置331和第二信号链路连接装置332，其中:
[0029]第一通信链路连接装置311建立三条通信链路，第一条通信链路连接总控网络200，第二条通信链路连接第一信号处理装置321的一个上行传输协议端口，第三条通信链路连接第二信号处理装置322的一个上行传输协议端口，第二通信链路连接装置312建立三条通信链路，第一条通信链路连接总控网络200，第二条通信链路连接第一信号处理装置321的另一个上行传输协议端口，第三条通信链路连接第二信号处理装置322的另一个上行传输协议端口；
[0030]第一信号链路连接装置331建立三条通信链路，第一条通信链路连接第一信号处理装置321的一个下行传输协议端口，第二条通信链路连接第二信号处理装置322的一个下行传输协议端口，第三条通信链路连接分别连接执行机构中的传感器及执行器，第二信号链路连接装置332建立三条通信链路，第一条通信链路连接第一信号处理装置321的一个下行传输协议端口，第二条通信链路连接第二信号处理装置322的一个下行传输协议端口，第三条链路分别连接执行机构400中的相应传感器及执行器。
[0031]本实施例中，还包括后备数据总线、第三信号处理装置323和第三信号链路连接装置333，其中:
[0032]后备数据总线分别连接第三信号处理装置323的上行传输协议端口和后端指令控制装置100，
[0033]第三信号链路连接装置333建立两条通信链路，第一条通信链路连接第三信号处理装置323的下行传输协议端口，第二条通信链路分别连接执行机构400中的相应传感器及执行器。
[0034]在本实施例的基础上，前端信号处理装置300采用GE公司的RX7i和RX3i系列可编程控制器，构建成双网复合型网络构架模式的自动控制模式，将可编程控制器的处理器模块、电源模块和背板控制器组成成对的信号处理装置，背板控制器配置不同通信协议和传输协议的端口板完成与各通信链路连接装置和信号链路连接装置的链路冗余配置，通信链路连接装置配置多余度的通信链路连接总控网络，信号链路连接装置配置多余度的通信链路连接执行机构中的相同传感器及执行器。整个系统形成冗余的控制链路，使得系统可靠性得到保证。进一步的后备数据总线独立连接形成的控制链路在整个系统自动控制模式下作为信号校验反馈装置，在自动控制模式失效的情况下作为当前控制链路，保证作为执行机构的大型机械设备运转可靠。各条完整的控制链路可以是配置成为不同的数据传输链路类型，充分利用不同传输通道的特点，实现控制数据的有效校验。
[0035]整个系统不仅在输入输出模块上实现不同子站间的互备冗余，在网络链路节点上也进行了双通信模块的同时环网构建。通过与后备数据总线连接，实现等效于自动控制模式下的控制指令及重要输出信号，用于网络或部分自动控制模式失效下的人工控制，维持自动模式失效下的系统正常运行，提高系统可靠性。
[0036]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种高可靠性电控系统，其特征在于:包括与总控网络(200)通信链路连接的后端指令控制装置(100)和与总控网络(200)通信链路连接的前端信号处理装置(300)，其中: 后端指令控制装置(100)，用于接收上位系统的控制指令，形成控制数据传送至总控网络(200)或数据总线，通过总控网络(200)或数据总线接收前端信号处理装置(300)的反馈数据； 前端信号处理装置(300)，用于通过总控网络(200)接收控制数据，形成执行机构(400)的控制信号传输至执行机构(400)，采集执行机构和控制链路的状态反馈信号，形成控制链路反馈数据传输至总控网络(200)。
2.根据权利要求1所述的高可靠性电控系统，其特征在于:所述前端信号处理装置(300)包括通信链路连接装置、信号处理装置和信号链路连接装置，其中: 通信链路连接装置，用于提供兼容的通信协议端口与总控网络(200)建立通信链路，用于提供兼容的传输协议端口与信号处理装置建立通信链路，完成通信协议与传输协议间的数据/信号转换，作为控制链路的组成部分； 信号处理装置，用于将控制数据形成执行机构(400)的控制信号，并接受执行机构(400)中传感器及执行器的状态反馈信号形成反馈数据，提供兼容的上行、下行传输协议端口作为控制链路的组成部分； 信号链路连接装置，用于提供兼容的传输协议端口与信号处理装置建立通信链路，用于提供兼容的信号转换电路接口与执行机构(400)中传感器及执行器建立信号输入输出链路，作为控制链 路的组成部分。
3.根据权利要求2所述的高可靠性电控系统，其特征在于:所述通信链路连接装置包括第一通信链路连接装置(311)和第二通信链路连接装置(312)，所述信号处理装置包括第一信号处理装置(321)和第二信号处理装置(322)，所述信号链路连接装置包括第一信号链路连接装置(331)和第二信号链路连接装置(332)，其中: 第一通信链路连接装置(311)建立三条通信链路，第一条通信链路连接总控网络(200)，第二条通信链路连接第一信号处理装置(321)的一个上行传输协议端口，第三条通信链路连接第二信号处理装置(322)的一个上行传输协议端口，第二通信链路连接装置(312)建立三条通信链路，第一条通信链路连接总控网络(200)，第二条通信链路连接第一信号处理装置(321)的另一个上行传输协议端口，第三条通信链路连接第二信号处理装置(322)的另一个上行传输协议端口 ； 第一信号链路连接装置(331)建立三条通信链路，第一条通信链路连接第一信号处理装置(321)的一个下行传输协议端口，第二条通信链路连接第二信号处理装置(322)的一个下行传输协议端口，第三条链路连接分别连接执行机构中的传感器及执行器，第二信号链路连接装置(332)建立三条通信链路，第一条通信链路连接第一信号处理装置(321)的一个下行传输协议端口，第二条通信链路连接第二信号处理装置(322)的一个下行传输协议端口，第三条通信链路分别连接执行机构(400)中的相应传感器及执行器。
4.根据权利要求3所述的高可靠性电控系统，其特征在于:还包括后备数据总线、第三信号处理装置(323)和第三信号链路连接装置(333)，其中: 后备数据总线分别连接第三信号处理装置(323)的上行传输协议端口和后端指令控制装置(100)，第三信号链路连接装置(333)建立两条通信链路，第一条通信链路连接第三信号处理装置(323)的下行传输协议端口，第二条通信链路分别连接执行机构(400)中的相应传感器及执行器 。
【文档编号】H04L12/24GK104038394SQ201410222092
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】丁保民, 刘丽媛, 吴齐才, 刘毅, 林辉, 邢然, 许学雷 申请人:北京航天发射技术研究所, 中国运载火箭技术研究院