CN103899438A - 一种运载火箭三选二点火装置 - Google Patents

一种运载火箭三选二点火装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种运载火箭三选二点火装置，包括相互独立的三组点火指令通路；其中，每一组点火指令通路包括一点火PLC以及分别与点火PLC连接的两个接触器；六个接触器的输出构成一三选二点火表决电路，三选二点火表决电路具体为：每一组点火指令通路中的一个接触器与其他组点火指令通路中的一个接触器串联，形成三路并联的点火信号输出通道；三路点火信号输出通道分别连接到运载火箭的一级发动机火工品。本发明具有以下有益效果：实现了点火电路的三选二冗余配置；减少了出现单点失效模式及指令误发的可能性，提高了点火动作的可靠性；防止了开关量信号检测装置的故障而导致误点火的发生。

Description

一种运载火箭三选二点火装置
技术领域
本发明属于运载火箭地面设备技术领域，具体涉及一种运载火箭三选二点火装置。
背景技术
现有的运载火箭点火装置较多采用冗余PLC点火电路，可以有效防止单路PLC因为故障没有发出点火指令的情况，但冗余点火PLC电路在单路PLC故障后误发点火指令方面仍存在一定隐患。因此，有必要对现有的点火电路进行改进，从而避免单路PLC故障误发点火指令带来的风险，阻止错误指令到达运载火箭的一级发动机火工品，从而提高运载火箭点火动作的可靠性。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种运载火箭三选二点火装置，具体的技术方案如下：
一种运载火箭三选二点火装置，包括相互独立的三组点火指令通路；其中，每一组点火指令通路包括一点火PLC以及分别与所述点火PLC连接的两个接触器；所述六个接触器构成一三选二点火表决电路，所述三选二点火表决电路具体为：每一组点火指令通路中的一个接触器与其他组点火指令通路中的一个接触器串联，形成三路并联的点火信号输出通道；所述三路点火信号输出通道分别连接到所述运载火箭的一级发动机火工品；
所述三组点火指令通路中的点火PLC同时接收点火指令，并根据点火指令依相应的时序输出点火驱动信号；所述点火驱动信号分别驱动相应的接触器闭合，所述三选二点火表决电路输出点火电压信号到所述运载火箭的一级发动机火工品，执行点火动作。
作为优化方案，每一组点火指令通路还包括一继电器，其中，所述继电器包括两对触点，所述两对触点分别与该组的点火PLC连接；所述三个继电器的六对触点构成一三选二检测表决电路，所述三选二检测表决电路具体为：每个继电器的一对触点与其他继电器的一对触点串联，形成三路并联的检测信号输出通道；所述三选二检测表决电路的一端与所述运载火箭的一级发动机火工品连接，所述三选二检测表决电路的另一端与外部的开关量信号检测装置连接；
所述开关量信号检测装置用于检测所述发动机火工品的点火时间；所述点火驱动信号分别驱动相应继电器的相应触点闭合，控制所述三选二检测表决电路的通断，决定所述开关量信号检测装置到所述发动机火工品的线路通断。
作为优化方案，所述点火PLC包括CPU模块和数字量模块，其中，所述CPU模块用于接收所述点火指令，并根据预设的发送条件进行判断，若满足发送条件则通过数字量模块输出点火驱动信号。
作为优化方案，所述接触器是型号为J520-B5N的大电流接触器。
作为优化方案，所述继电器是型号为DS2E的小电流继电器。
作为优化方案，所述CPU模块的型号为CP1214C，所述数字量模块的型号为SM1222。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明实现了点火电路的三选二冗余配置；
（2）本发明在点火信号的输出线路上采用了三选二电路，减少了出现单点失效模式及指令误发的可能性，提高了点火动作的可靠性；
（3）本发明在开关量信号检测装置的测量线路上也串联了一三选二电路，防止开关量信号检测装置的故障而导致误点火的发生。
附图说明
图1为本发明的总结构框图；
图2为第一路点火PLC与接触器、继电器的连接关系示意图；
图3为第二路点火PLC与接触器、继电器的连接关系示意图；
图4为第三路点火PLC与接触器、继电器的连接关系示意图；
图5为接触器、继电器与发动机火工品的连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图以实施例的方式详细描述本发明。
实施例1：
如图1所示，一种运载火箭三选二点火装置，包括相互独立的三组点火指令通路；其中，每一组点火指令通路包括一点火PLC（对应于图中的P1~P3）以及分别与点火PLC连接的两个接触器（对应于图中的KD1~KD6）。其中，点火PLC为可编程逻辑控制器，用于接收点火指令，并根据点火指令驱动相应的接触器执行点火动作。六个接触器的输出构成一三选二点火表决电路，三选二点火表决电路具体为：每一组点火指令通路中的一个接触器与其他组点火指令通路中的一个接触器串联，形成三路并联的点火信号输出通道；三路点火信号输出通道分别连接到运载火箭的一级发动机火工品101。
结合图1，设三组点火指令通路分别为第一点火指令通路、第二点火指令通路和第三点火指令通路，其中，第一点火指令通路包括点火PLC P1、接触器KD1和KD6，第二点火指令通路包括点火PLC P2、接触器KD2和KD3，第三点火指令通路包括点火PLC P3、接触器KD4和KD5。接触器KD1和接触器KD2串联形成第一点火信号输出通道，接触器KD3和接触器KD4串联形成第二点火信号输出通道，接触器KD5和接触器KD6串联形成第三点火信号输出通道。接触器KD1和接触器KD2之间、接触器KD3和接触器KD4之间、接触器KD5和接触器KD6之间均为逻辑与的关系；三路点火信号输出通道之间为逻辑或的关系。
三组点火指令通路中的点火PLC同时接收点火指令，并根据点火指令依相应的时序输出点火驱动信号；点火驱动信号分别驱动相应的接触器，三选二点火表决电路输出点火电压信号到运载火箭的一级发动机火工品101，执行点火动作。这里的点火驱动信号和点火电压信号均为直流电压信号，其中，点火驱动信号用于驱动接触器闭合，而点火电压信号用于执行点火动作；当同一点火信号输出通道中的两个接触器均闭合时，点火电压信号便可接入到火工品101，执行点火。
假设P1和P2正常、P3出现故障，则接触器KD1、KD6、KD2和KD3闭合，而KD4和KD5断开，使得第一点火信号输出通道正常而第二和第三点火信号输出通道断开，由于三路点火信号输出通道之间为逻辑或的关系，因此点火电压信号仍能正常发送到火工品101上，实现了点火指令的不漏发。假设P1正常、P2和P3出现故障，则接触器KD1、KD6闭合，而KD2、KD3、KD4和KD5断开，使得三路点火信号输出通道均断开，点火信号不能到达火工品101，实现了点火指令的不误发。
在本实施例中，点火PLC包括CPU模块和数字量模块，其中，CPU模块用于接收点火指令，并根据预设的发送条件进行判断，若满足发送条件则通过数字量模块输出点火驱动信号。在实际应用中，CPU模块和数字量模块分别采用西门子公司的CP1214C模块以及SM1222模块，但不限于上述型号。
在本实施例中，接触器选用型号为J520-B5N的密封型大电流接触器，理由在于：接触器的功能为直接执行点火动作，将点火电压信号输送至运载火箭一级发动机火工品101上，由于点火瞬间电流偏大，故需要选用触点通过电流能力较强的接触器，如J520-B5N。以上仅为一种最佳的实施方式，本发明对接触器的具体型号不做限制，也可以选用其他类型或型号的接触器。在实际应用中，可将六个接触器安装在同一块安装板上，便于维修与更换。
实施例2：
如图2-图5所示，本实施例与实施例1的区别在于：每一组点火指令通路还包括一继电器（对应于图中的K1~K3），其中，每个继电器包括两对触点，两对触点分别与该组的点火PLC连接；三个继电器的六对触点构成一三选二检测表决电路，三选二检测表决电路具体为：每个继电器的一对触点与其他继电器的一对触点串联，形成三路并联的检测信号输出通道；三选二检测表决电路的一端与运载火箭的一级发动机火工品101连接，三选二检测表决电路的另一端与外部的开关量信号检测装置102连接。
开关量信号检测装置102用于检测发动机火工品101的点火时间；点火驱动信号分别驱动相应继电器的相应触点闭合，控制三选二检测表决电路的通断，决定开关量信号检测装置102到发动机火工品101的线路通断。当接触器的触点动作，执行点火动作之后，火工品101燃烧，同时，开关量信号检测装置102通过测量线路，获得发动机火工品101的点火时间，若将开关量信号检测装置102直接连接到发动机火工品101，一旦开关量信号检测装置102发生短路等故障，将导致火工品101被误点，因此，通过三个继电器组成一三选二检测表决电路串联在测量线路上，可防止火工品101因开关量信号检测装置102的故障而误点，实现对发动机火工品101的保护。在实际应用中，继电器可选用松下公司生产的型号为DS2E的小电流继电器，但不限于此。
如图2-图4所示，继电器和接触器均有点火PLC控制。第一点火指令通路包括点火PLC P1、接触器KD1和KD6以及继电器K1，见图2；第二点火指令通路包括点火PLC P2、接触器KD2和KD3以及继电器K2，见图3；第三点火指令通路包括点火PLC P3、接触器KD4和KD5以及继电器K3，见图4。
三选二点火表决电路和三选二检测表决电路与发动机火工品101的连接原理图如图5所示。其中，K1a和K1b代表继电器K1的两个触点，分别与点火PLC P1连接；K2a和K2b代表继电器K2的两个触点，分别与点火PLC P2连接；K3a和K3b代表继电器K3的两个触点，分别与点火PLC P3连接。触点K1a和触点K2b串联形成第一检测信号输出通道，触点K2a和触点K3b串联形成第二检测信号输出通道，触点K3a和触点K1b串联形成第三检测信号输出通道。触点K1a和触点K2b之间、触点K2a和触点K3b之间、触点K3a和触点K1b之间均为逻辑与的关系；三路检测信号输出通道之间为逻辑或的关系。
假设P1和P2正常、P3出现故障，则触点K1a、K1b、K2a和K2b闭合，而K3a和K3b断开，使得第一检测信号输出通道正常而第二和第三检测信号输出通道断开，由于三路检测信号输出通道之间为逻辑或的关系，因此开关量信号检测装置102仍能正常连接到火工品101上，前文已述，此时，点火动作仍能正常进行，而开关量信号检测装置102亦能正常检测火工品101的点火时间，不会发生漏检。假设P1正常、P2和P3出现故障，则触点K1a、K1b闭合，而K2a、K2b、K3a和K3b断开，使得三路检测信号输出通道均断开，从而将开关量信号检测装置102到火工品101的测量线路断开，前文已述，此时，三路点火信号输出通道均断开，不会执行点火动作，同时将开关量信号检测装置102到火工品101的测量线路也断开，能够防止开关量信息检测装置发生故障而导致误点火。
本实施例的其他技术内容均与实施例1相同，在此不再赘述。
以上公开的仅为本申请的两个具体实施例，但本申请并非局限于此任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。 

Claims (6)

1.一种运载火箭三选二点火装置，其特征在于，包括相互独立的三组点火指令通路；其中，每一组点火指令通路包括一点火PLC以及分别与所述点火PLC连接的两个接触器；所述六个接触器构成一三选二点火表决电路，所述三选二点火表决电路具体为：每一组点火指令通路中的一个接触器与其他组点火指令通路中的一个接触器串联，形成三路并联的点火信号输出通道；所述三路点火信号输出通道分别连接到所述运载火箭的一级发动机火工品；
所述三组点火指令通路中的点火PLC同时接收点火指令，并根据点火指令依相应的时序输出点火驱动信号；所述点火驱动信号分别驱动相应的接触器闭合，所述三选二点火表决电路输出点火电压信号到所述运载火箭的一级发动机火工品，执行点火动作。
2.根据权利要求1所述的一种运载火箭三选二点火装置，其特征在于，每一组点火指令通路还包括一继电器，其中，所述继电器包括两对触点，所述两对触点分别与该组的点火PLC连接；所述三个继电器的六对触点构成一三选二检测表决电路，所述三选二检测表决电路具体为：每个继电器的一对触点与其他继电器的一对触点串联，形成三路并联的检测信号输出通道；所述三选二检测表决电路的一端与所述运载火箭的一级发动机火工品连接，所述三选二检测表决电路的另一端与外部的开关量信号检测装置连接；
所述开关量信号检测装置用于检测所述发动机火工品的点火时间；所述点火驱动信号分别驱动相应继电器的相应触点闭合，控制所述三选二检测表决电路的通断，决定所述开关量信号检测装置到所述发动机火工品的线路通断。
3.根据权利要求1所述的一种运载火箭三选二点火装置，其特征在于，所述点火PLC包括CPU模块和数字量模块，其中，所述CPU模块用于接收所述点火指令，并根据预设的发送条件进行判断，若满足发送条件则通过数字量模块输出点火驱动信号。
4.根据权利要求1所述的一种运载火箭三选二点火装置，其特征在于，所述接触器是型号为J520-B5N的大电流接触器。
5.根据权利要求2所述的一种运载火箭三选二点火装置，其特征在于，所述继电器是型号为DS2E的小电流继电器。
6.根据权利要求3所述的一种运载火箭三选二点火装置，其特征在于，所述CPU模块的型号为CP1214C，所述数字量模块的型号为SM1222。
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