CN105116777B - 一种安控时序处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种安控时序处理系统,应用于运载火箭测量系统控制器，包括三路冗余DC/DC电源模块、冗余安控时序处理模块、隔离转换模块和安控执行三取二判决模块。三路冗余DC/DC电源模块用于给冗余安控时序处理模块供电；隔离转换模块用于接收控制器前级电路输出的安控信号，并转换为冗余安控时序处理模块可识别的安控启动信号，输出至冗余安控时序处理模块；冗余安控时序处理模块收到隔离转换模块的安控启动信号后，进行安控逻辑处理及延时处理，安控延时时间到后输出执行信号到安控执行三取二判决模块；安控执行三取二判决模块将冗余安控时序处理模块输出的执行信号转换成具备驱动能力的安控执行信号，驱动后级电路，实现安控时序处理。

Description

一种安控时序处理系统
技术领域
本发明涉及运载火箭的控制设备，尤其是一种应用于运载火箭测量系统控制器的安控时序处理系统。
背景技术
控制器是运载火箭测量系统关键单机，是保证测量系统单机产品正常工作的控制源，也是保证靶场安全和火箭安全的执行机构之一。控制器主要任务是配合控制系统或者安全指令接收机完成火箭的安全控制，因此控制器的安全性和可靠性至关重要。
现有控制器的安控时序处理设计方案主要有两种形式：
一种采用CMOS器件和继电器组成的纯硬件电路，安控延时的设置需将控制器开盖，焊接跳线，操作复杂，且主要电路无冗余设计；
另一种采用CPLD实现安控时序处理，设计时根据每个型号需求单独设计，且未充分考虑冗余设计，存在较多Ⅱ类故障单点，通用性、可靠性、安全性有待提高。
因此，有必要设计一种通用化、高可靠性的安控时序处理系统，满足各型号控制器的安控时序处理需求，彻底消除控制器中存在的II类故障单点，提高控制器的通用化、可靠性和安全性。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
为了提高运载火箭测量系统控制器的安全性和可靠性，本发明旨在提供一种通用化、高可靠性的安控时序处理系统，提高控制器的安全性和可靠性，同时能够满足各型号控制器安控信号处理需求，应用于不同型号运载火箭控制器。
为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种安控时序处理系统,应用于运载火箭测量系统控制器，包括三路冗余DC/DC电源模块、冗余安控时序处理模块、隔离转换模块和安控执行三取二判决模块，其中，
所述三路冗余DC/DC电源模块，用于给所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件分别供电；
所述隔离转换模块，用于接收控制器前级电路输出的安控信号，将其转换为所述冗余安控时序处理模块可识别的相应安控启动信号，然后将同样的安控启动信号分别输出至所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件；
所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件用以接受所述安控启动信号，以同样的安控逻辑得到执行信号，并即时或经同样的延时时间输出所述执行信号到所述安控执行三取二判决模块；
所述安控执行三取二判决模块，用以针对三个复杂可编程逻辑器件输出的执行信号进行三取二判决，得到当下最终的安控执行信号，进而据此驱动控制器后级电路，实现控制器的安控时序处理。
较佳的，所述控制器前级电路输出的安控信号为m路，经所述隔离转换模块转换为所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件所对应的3组相同的安控启动信号，每组所述安控启动信号包含m路安控启动子信号；
3组所述安控启动信号经所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件以同样的安控逻辑得到并对应输出3组执行信号，每组所述执行信号包含n路执行子信号；
所述安控执行三取二判决模块进一步用以：
将各组所述执行信号中的相应执行子信号进行三取二判决，进而得到相应的n路安控执行信号。
优选的，所述控制器前级电路输出的安控信号为6路，经所述隔离转换模块转换为所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件所对应的3组相同的安控启动信号，每组所述安控启动信号包含6路安控启动子信号；
3组所述安控启动信号经所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件以同样的安控逻辑得到并对应输出3组执行信号，每组所述执行信号包含3路执行子信号；
所述安控执行三取二判决模块进一步用以：
将各组所述执行信号中的第一个执行子信号进行三取二判决，得到第一安控执行信号；
将各组所述执行信号中的第二个执行子信号进行三取二判决，得到第二安控执行信号；
将各组所述执行信号中的第三个执行子信号进行三取二判决，得到第三安控执行信号。
较佳的，所述隔离转换模块包括光电耦合器，用于将所述前级电路输出的安控信号转换为冗余安控时序处理模块可识别的相应安控启动信号。
优选的，所述光电耦合器选用HCPL-5231。
较佳的，三个所述复杂可编程逻辑器件选用深圳国微的JSM1032。
较佳的，所述安控执行三取二判决模块包括固体继电器，用于接收三个所述复杂可编程逻辑器件输出的执行信号，并进行三取二判决，判决后生成安控执行信号输出到后级电路中。
优选的，所述固体继电器选用科通的JGC3008。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.由于采用上述的技术方案，充分考虑冗余设计和可靠性设计，消除目前安控时序处理电路存在的Ⅱ类故障单点，提高了控制器的可靠性、安全性；
2.充分梳理、整合各运载型号控制器的安控时序处理需求，设计通用化的安控时序处理装置满足各型号使用要求，提高了控制器的通用化、产品化程度。取得了提高运载火箭测量系统控制器的可靠性、安全性、通用性，缩短生产周期，提高生产效率等有益效果。
附图说明
附图为本发明一种安控时序处理系统的原理框图。
具体实施方式
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图说明本发明的优选实施例。
附图一为本发明一种安控时序处理系统的原理框图。如附图一所示，该系统主要应用于运载火箭测量系统控制器，包括三路冗余DC/DC电源模块、隔离转换模块、冗余安控时序处理模块和安控执行三取二判决模块。
所述三路冗余DC/DC电源模块，用于给安控时序处理装置的3片复杂可编程逻辑器件(CPLD)分别供电，本实施例选用3片VPT公司的DC/DC电源模块DVCH2805S/F，输入电压15V～50V，输出电压+5±0.05V，最大输出电流300mA。
所述隔离转换模块，用于接收控制器前级电路输出的安控信号，将其转换为所述冗余安控时序处理模块可识别的相应安控启动信号，然后将同样的安控启动信号分别输出至所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件。所述隔离转换模块包括光电耦合器，用于将所述前级电路输出的安控信号转换为冗余安控时序处理模块可识别的相应安控启动信号。本实施例光电耦合器选用HP公司的HCPL-5231，光电耦合器工作电压4.5～20V，可靠导通电流1～8mA，可以同时处理6路安控信号。
所述冗余安控时序处理模块采用三冗余设计，包括三路独立的可实现同样的安控逻辑功能的复杂可编程逻辑器件(CPLD)，收到所述隔离转换模块的安控启动逻辑电平信号后，以同样的安控逻辑得到执行信号，并即时或经同样的延时时间输出所述执行信号到所述安控执行三取二判决模块。本实施例中3片复杂可编程逻辑器件(CPLD1、CPLD2和CPLD3)选用深圳国微公司的JSM1032，采用Verilog HDL编程语言进行安控时序功能的软件编制，软件编译后生成烧录文件，通过下载电缆固化至所述复杂可编程逻辑器件(CPLD)中。
所述安控执行三取二判决模块用以针对三个复杂可编程逻辑器件输出的执行信号进行三取二判决，得到当下最终的安控执行信号，进而据此驱动控制器后级电路，实现控制器的安控时序处理。所述安控执行三取二判决模块包括固体继电器，所述固体继电器用于接收所述复杂可编程逻辑器件(CPLD)输出的执行信号，并进行三取二判决，判决后生成安控执行信号输出到后级电路中。本实施例中，选用3片科通公司的固体继电器JGC3008组成三判二电路，用于CPLD输出的执行信号判决。
本实施例中，所述控制器前级电路输出的安控信号为m路，经所述隔离转换模块转换为所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件所对应的3组相同的安控启动信号，每组所述安控启动信号包含m路安控启动子信号；
3组所述安控启动信号经所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件以同样的安控逻辑得到并对应输出3组执行信号，每组所述执行信号包含n路执行子信号；
所述安控执行三取二判决模块进一步用以：
将各组所述执行信号中的相应执行子信号进行三取二判决，进而得到相应的n路安控执行信号。
进一步优选实施例中，所述控制器前级电路输出的安控信号为6路，经所述隔离转换模块转换为所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件所对应的3组相同的安控启动信号，每组所述安控启动信号包含6路安控启动子信号；
3组所述安控启动信号经所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件以同样的安控逻辑得到并对应输出3组执行信号，每组所述执行信号包含3路执行子信号；
所述安控执行三取二判决模块进一步用以：
将各组所述执行信号中的第一个执行子信号进行三取二判决，得到第一安控执行信号；
将各组所述执行信号中的第二个执行子信号进行三取二判决，得到第二安控执行信号；
将各组所述执行信号中的第三个执行子信号进行三取二判决，得到第三安控执行信号。
本发明所采用的技术方案是采用光耦隔离电路将前级的安控信号转换为复杂可编程逻辑器件(CPLD)可识别的安控启动信号，三路冗余DC/DC模块分别为三片复杂可编程逻辑器件(CPLD)供电，复杂可编程逻辑器件(CPLD)是可编程逻辑器件，通过编制软件程序实现安控时序处理；只需修改安控时序处理软件，便可适应不同型号安控时序处理需求，通过下载口可以固化程序，方便快捷。
本发明的设计方案与之前的设计方案相比，具有如下的优点：
1.充分采用冗余设计，彻底消除I、II类故障单点，可靠性、安全性高；
2.通用化的硬件平台能够满足各型号安控时序的处理要求，通用性好；
3.软件采用预留下载口固化，无需开盖，简化了操作程序，提高了效率，而且节省人力、物力；
4.安控时序处理装置采用模块化设计，通用性好，提高了控制器通用化、产品化程度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种安控时序处理系统,应用于运载火箭测量系统控制器，其特征在于，包括三路冗余DC/DC电源模块、冗余安控时序处理模块、隔离转换模块和安控执行三取二判决模块，其中，
所述三路冗余DC/DC电源模块，用于给所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件分别供电；
所述隔离转换模块，用于接收控制器前级电路输出的安控信号，将其转换为所述冗余安控时序处理模块可识别的相应安控启动信号，然后将同样的安控启动信号分别输出至所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件；
所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件用以接受所述安控启动信号，以同样的安控逻辑得到执行信号，并即时或经同样的延时时间输出所述执行信号到所述安控执行三取二判决模块；
所述安控执行三取二判决模块，用以针对三个复杂可编程逻辑器件输出的执行信号进行三取二判决，得到当下最终的安控执行信号，进而据此驱动控制器后级电路，实现控制器的安控时序处理。
2.如权利要求1所述的一种安控时序处理系统，其特征在于，所述控制器前级电路输出的安控信号为m路，经所述隔离转换模块转换为所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件所对应的3组相同的安控启动信号，每组所述安控启动信号包含m路安控启动子信号；
3组所述安控启动信号经所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件以同样的安控逻辑得到并对应输出3组执行信号，每组所述执行信号包含n路执行子信号；
所述安控执行三取二判决模块进一步用以：
将各组所述执行信号中的相应执行子信号进行三取二判决，进而得到相应的n路安控执行信号。
3.如权利要求2所述的一种安控时序处理系统，其特征在于，所述控制器前级电路输出的安控信号为6路，经所述隔离转换模块转换为所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件所对应的3组相同的安控启动信号，每组所述安控启动信号包含6路安控启动子信号；
3组所述安控启动信号经所述冗余安控时序处理模块的三个复杂可编程逻辑器件以同样的安控逻辑得到并对应输出3组执行信号，每组所述执行信号包含3路执行子信号；
所述安控执行三取二判决模块进一步用以：
将各组所述执行信号中的第一个执行子信号进行三取二判决，得到第一安控执行信号；
将各组所述执行信号中的第二个执行子信号进行三取二判决，得到第二安控执行信号；
将各组所述执行信号中的第三个执行子信号进行三取二判决，得到第三安控执行信号。
4.如权利要求1所述的一种安控时序处理系统，其特征在于，所述隔离转换模块包括光电耦合器，用于将所述前级电路输出的安控信号转换为冗余安控时序处理模块可识别的相应安控启动信号。
5.如权利要求4所述的一种安控时序处理系统，其特征在于，所述光电耦合器选用HCPL-5231。
6.如权利要求1所述的一种安控时序处理系统，其特征在于，三个所述复杂可编程逻辑器件选用深圳国微的JSM1032。
7.如权利要求1所述的一种安控时序处理系统，其特征在于，所述安控执行三取二判决模块包括固体继电器，用于接收三个所述复杂可编程逻辑器件输出的执行信号，并进行三取二判决，判决后生成安控执行信号输出到后级电路中。
8.如权利要求7所述的一种安控时序处理系统，其特征在于，所述固体继电器选用科通的JGC3008。
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