CN106597915A - 程控电源串并联快速配置仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种程控电源串并联快速配置仪，包括中央控制单元、继电器控制单元、状态检测单元、数据存储显示单元、信号连接单元、数据通讯单元和数据处理单元；其中，信号连接单元主要由电连接器、输入转接电缆及输出转接电缆组成，电连接器将待用程控电源输出信号通过输入连接电缆全部引入继电器开关的输入端，并将串并联后的电源输出信号通过输出转接电缆输出至负载；该装置不需要人工操作程控电源输出端子的接线，系统能够自动完成程控电源的串并联配置，实现了自动化、简洁化且提高了工作效率和程控电源串并联配置的准确性，大大简化了航天器地面测试所需程控电源串并联工作的实施过程。

Description

程控电源串并联快速配置仪
技术领域
本发明属于航天器地面测试及试验技术领域，具体涉及一种程控电源串并联快速配置装置。
背景技术
真空热试验是航天器研制过程中一项耗资巨大而又必不可缺的试验项目，在冷黑背景下通过红外模拟器(如加热片、红外笼、红外灯等)对航天器在轨的外热流进行模拟来验证航天器热设计的正确性。目前，航天器在真空热试验中吸收外热流的大小主要是通过控制计算机利用上位软件驱动程控电源控制红外模拟器来实现的，程控电源输出电流(或电压)的范围直接决定了红外模拟器辐射热流的大小。随着我国航天技术的飞速发展，东四平台、深空探测等系列卫星在真空热试验中对红外模拟器的辐射热流有了更高的要求，试验中单个加热回路对大电流或大电压的需求日益增加，需要对程控电源进行串并联来满足上述试验要求。
通常，对于大型真空热试验任务中单个加热回路对大电流或大电压的需求，主要是通过人工将程控电源输出端子进行串并联连接来实现的。由于程控电源内部器件有一定的耐压值，人工在输出接线端对电源进行串并联(尤其是串联)容易造成两台电源分担电压失衡，从而造成串联电源超过器件耐压值导致程控电源工作失效，对试验造成严重影响；而且，送试方经常会临时提出电源串并联要求，电源输出接线端串并联操作复杂不易实施，且实施后现场电缆电线交错，存在安全隐患。根据试验工作的实际要求，设计程控电源串并联快速配置装置，该装置应该能够自动完成程控电源串并联的快速配置，不需要手动连接电源输出端子，并具备相关的仪器功能，提高程控电源串并联实施的工作效率，确保串并联后程控电源工作的安全性。
发明内容
本发明的目的在于实现程控电源串并联快速配置，使用过程中，不需要人工操作程控电源输出端子，自动完成串并联配置，实现自动化、简洁化。
一种程控电源串并联快速配置装置，包括中央控制单元、继电器控制单元、状态检测单元、数据存储显示单元、信号连接单元、数据通讯单元和数据处理单元；其中，信号连接单元主要由电连接器、输入转接电缆及输出转接电缆组成，电连接器将待用程控电源输出信号通过输入连接电缆全部引入继电器开关的输入端，并将串并联后的电源输出信号通过输出转接电缆输出至负载；继电器开关控制单元由继电器开关和相应的驱动控制电路组成，程控电源的输出信号引入负载中，各个对应的继电器开关的通断状态决定是否完成串并联，并且继电器控制单元的继电器开关的通断状态通过中央控制单元进行相互通信进行控制；
其中，状态检测单元电路主要由触点检测电路、信号锁存电路、状态保持电路组成，状态检测单元电路分别与继电器控制单元和中央控制单元进行电通信，通过触点检测电路选择继电器多余的触点作为监测回馈触点，在继电器工作的同时监测辅助触点的状态,从而判断继电器的开关状态，并使用锁存器及其外围电路完成仪器信号锁存和状态保持功能，使得负载的不同通道控制信号锁存、电路配置和输出保持能够并行进行。
进一步地，中央控制单元还与数据存储与人机交互单元进行交互，实现数据交换、处理和存储、显示。
其中，数据存储与人机交互单元由EEPROM数据存储器和LCD液晶显示屏组成，其中，LCD采用分辨率320×240的液晶显示屏，并配有指示灯与蜂鸣器，显示所有的配置信息，如通信设置、端口设置、输出模式等；同时，中央控制单元将配置后的加电数据通过数据线存储到EEPROM中，使加电结果不丢失，便于试验结束后对加电及配置数据进行读取等操作。
其中，继电器控制采用高低电平控制信号。
其中，继电器控制采用的控制信号是时序信号的逻辑组合。
其中，继电器控制单元采用板卡式的模块化设计，将全部继电器进行分组，20个继电器为一块板卡，以板卡插槽形式与仪器的主板相连接。
其中，负载是配置仪器。
其中，上位机通过LAN口对仪器装置进行远程操控，对程控电源实现在线切换配置，并对配置后程控电源的加电数据进行处理、存储、显示，最后将数据通过通讯端口上传至上位机。
其中，中央控制单元由嵌入式工控板和C8051单片机及外围电路组成。
其中，信号连接单元由两根输入转接电缆、一根输出转接电缆及电连接器组成，在航天器热试验测试工作中，程控电源输出使用36芯加热电缆，其中仪器端电连接器类型为Y2-36ZJ，转接电缆端电连接器类型为Y2-36ZJ/Y2-36TK。
本发明与现有的配置方法相比较，改进了程控电源串并联操作的自动化程度，提高了工作效率。能够满足将来仪器的扩展需求，继电器数量增多后，只需要增加相应的板卡，将其插入仪器的主板即可，而不需要对仪器系统进行大的调整，使整个系统的设计更加灵活。
附图说明
图1为本发明的程控电源串并联快速配置仪的系统构成示意图。
图2为本发明的仪器后面板界面。
图3为本发明的仪器设备端参数配置界面。
图4为本发明的仪器上位机参数配置界面。
具体实施方式
以下介绍的是作为本发明所述内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。
本发明所述程控电源串并联快速配置装置，如图1所示，程控电源串并联快速配置装置，包括中央控制单元、继电器控制单元、状态检测单元、数据存储显示单元、信号连接单元、数据通讯单元和数据处理单元；其中，信号连接单元主要由电连接器、输入转接电缆及输出转接电缆组成，电连接器将待用程控电源输出信号通过输入连接电缆全部引入继电器开关的输入端，并将串并联后的电源输出信号通过输出转接电缆输出至负载；继电器开关控制单元由继电器开关和相应的驱动控制电路组成，程控电源的输出信号引入负载中，各个对应的继电器开关的通断状态决定是否完成串并联，并且继电器控制单元的继电器开关的通断状态通过中央控制单元进行相互通信进行控制。其中，程控电源输出的多路电信号经过信号连接单元进入继电器，由继电器控制单元对多路电信号进行串并联配置，配置后的电信号经信号连接单元输出到负载。继电器控制单元工作过程中，与中央控制单元进行通信实时控制流入继电器的多路电信号，并将配置状态通过状态监测单元反馈给中央控制单元，同时，中央控制单元与数据存储与人机交互单元进行交互，完成数据实时存储与处理。状态检测单元电路主要由触点检测电路、信号锁存电路、状态保持电路组成，状态检测单元电路分别与继电器控制单元和中央控制单元进行电通信，通过触点检测电路选择继电器多余的触点作为监测回馈触点，在继电器工作的同时监测辅助触点的状态,从而判断继电器的开关状态，并使用锁存器及其外围电路完成仪器信号锁存和状态保持功能，使得负载的不同通道控制信号锁存、电路配置和输出保持能够并行进行。
在一具体实施方式中，中央控制单元还与数据存储与人机交互单元进行交互，实现数据交换、处理和存储、显示。
本发明中利用此装置进行程控电源串并联配置的方法，主要包括以下步骤：
根据程控电源型号选择相应的输入转接电缆、输出转接电缆和电连接器，把电源机柜输出接线和配置仪器的信号连接单元相连接，如图2所示，程控电源通过输入转接电缆接入配置仪器，输出转接电缆接负载。在该单元设计过程中，为了增强通用性，对于不同型号的程控电源，只需要使用相应的转接电缆就可以完成与测量仪器的连接，将程控电源输出信号引入配置装置，同时将配置完的输出信号引出。
使用过程中，需要对程控电源进行快速串并联配置，虽然程控电源的输出信号已被引入配置装置中，但是在电气上是否已完成串并联，由与之对应的继电器开关的通断状态决定。继电器控制采用的是常规的高低电平控制信号，而控制的关键技术在于时序信号的逻辑组合上，为了达到测试目的，又要提高测试效率，对测试的控制时序进行了优化设计。由于仪器系统中需要使用继电器的数量较大，为了便于仪器功能的可扩展，对于继电器控制单元采用了板卡式的模块化设计，将全部继电器进行分组，20个继电器为一块板卡，以板卡插槽形式与仪器的主板相连接，这样的设计方式，对于将来仪器的扩展需求，继电器数量增多后，只需要增加相应的板卡，将其插入仪器的主板即可，而不需要对仪器系统进行大的调整，使整个系统的设计更加灵活。
2)开启仪器，用户根据需要，通过触摸屏选择相应的仪器功能选项即可。仪器设备端参数配置界面如图3所示，其中，网络设置:可以用来手动设置仪器IP地址与端口地址。本地远程:用来手动切换和显示仪器控制状态，当设备处于普通远程状态时，显示远程状态按钮灯亮，此时可以在设备端点击本地按钮切换为本地状态，当设备处于强制远程状态时，设备端状态按钮显示远程操作锁死，不能从设备端切换为本地状态。在本地状态下，可以点击15个通道的按钮分别进行状态设置，设置选项包括：关闭、A输出、B输出、串联、并联，不同的输出模式用不同的底部颜色加以区分。
3)上位机操作连接，通过网线将仪器与上位机直连或接入测试网中，在仪器设备端点击“网络设置”，设置IP地址与端口地址；上位机双击“程控电源串并联快速配置仪.exe”文件，打开仪器远程操作界面如图4所示，输入正确的IP地址和端口地址，点击“连接设备”，如果连接正常，IP地址和端口以绿色底色显示，如果连接失败或连接中出现网络异常会给出提示，此时需检查网络设置和网络连接是否正确。
4)上位机切换控制状态，控制状态共有三种，分别为本地控制、普通远程控制、强制远程控制。远程控制端与设备终端成功连接后，自动由本地控制切换为普通远程状态，上位机软件右上角控制状态显示为“远程控制”，此时操作人员可以在设备端手动切换为本地控制状态，切换后可在设备端进行通道设置。切换为本地控制后，远程控制端仍可取得设备的通道信息，并实时更新，上位机软件控制状态显示为“本地控制”，此时，无法在远程控制端对通道进行状态更改。点击“强制远程”按钮，可以由任意状态切换到强制远程控制状态，切换到强制远程状态后，无法在设备端对通道进行更改。
5)上位机通道设置，在程控电源上位机参数配置界面如图4所示，进行任意输出通道程控电源的串并联配置，每个通道不同的输出模式状态会以不同的底色区域显示，并且相同输出模式配置下上位机软件通道底部区域颜色与设备端通道底部区域颜色保持一致；对于处于“A输出”和“B输出”模式的加热通道可以实现程控电源的在线备份切换。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种程控电源串并联快速配置装置，包括中央控制单元、继电器控制单元、状态检测单元、数据存储显示单元、信号连接单元、数据通讯单元和数据处理单元；其中，信号连接单元主要由电连接器、输入转接电缆及输出转接电缆组成，电连接器将待用程控电源输出信号通过输入连接电缆全部引入继电器开关的输入端，并将串并联后的电源输出信号通过输出转接电缆输出至负载；继电器开关控制单元由继电器开关和相应的驱动控制电路组成，程控电源的输出信号引入负载中，各个对应的继电器开关的通断状态决定是否完成串并联，并且继电器控制单元的继电器开关的通断状态通过中央控制单元进行相互通信进行控制；
其中，状态检测单元电路主要由触点检测电路、信号锁存电路、状态保持电路组成，状态检测单元电路分别与继电器控制单元和中央控制单元进行电通信，通过触点检测电路选择继电器多余的触点作为监测回馈触点，在继电器工作的同时监测辅助触点的状态,从而判断继电器的开关状态，并使用锁存器及其外围电路完成仪器信号锁存和状态保持功能，使得负载的不同通道控制信号锁存、电路配置和输出保持能够并行进行。
2.如权利要求1所述的程控电源串并联快速配置装置，其中，中央控制单元还与数据存储与人机交互单元进行交互，实现数据交换、处理和存储、显示。
3.如权利要求1所述的程控电源串并联快速配置装置，其中，数据存储与人机交互单元由EEPROM数据存储器和LCD液晶显示屏组成，其中，LCD采用分辨率320×240的液晶显示屏，并配有指示灯与蜂鸣器，显示所有的配置信息，如通信设置、端口设置、输出模式等；同时，中央控制单元将配置后的加电数据通过数据线存储到EEPROM中，使加电结果不丢失，便于试验结束后对加电及配置数据进行读取等操作。
4.如权利要求1所述的程控电源串并联快速配置装置，其中，继电器控制采用高低电平控制信号。
5.如权利要求1所述的程控电源串并联快速配置装置，其中，继电器控制采用的控制信号是时序信号的逻辑组合。
6.如权利要求1所述的程控电源串并联快速配置装置，其中，继电器控制单元采用板卡式的模块化设计，将全部继电器进行分组，20个继电器为一块板卡，以板卡插槽形式与仪器的主板相连接。
7.如权利要求1所述的程控电源串并联快速配置装置，其中，负载是配置仪器。
8.如权利要求1所述的程控电源串并联快速配置装置，其中，上位机通过LAN口对仪器装置进行远程操控，对程控电源实现在线切换配置，并对配置后程控电源的加电数据进行处理、存储、显示，最后将数据通过通讯端口上传至上位机。
9.如权利要求1所述的程控电源串并联快速配置装置，其中，中央控制单元由嵌入式工控板和C8051单片机及外围电路组成。
10.如权利要求1-9任一项所述的程控电源串并联快速配置装置，其中，信号连接单元由两根输入转接电缆、一根输出转接电缆及电连接器组成，在航天器热试验测试工作中，程控电源输出使用36芯加热电缆，其中仪器端电连接器类型为Y2-36ZJ，转接电缆端电连接器类型为Y2-36ZJ/Y2-36TK。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113219859A (zh) * 2021-05-07 2021-08-06 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种多通道可拓展灵活组网电源控制方法及系统
CN113443179A (zh) * 2021-07-23 2021-09-28 上海卫星工程研究所 一种火星环绕器热试验的模拟验证方法和系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2627698Y (zh) * 2003-08-19 2004-07-21 哈尔滨东大方正电力有限公司 双配电电源控制装置
CN202166855U (zh) * 2011-03-17 2012-03-14 中国石油集团长城钻探工程有限公司 测井系统程控电源的控制箱及具有该控制箱的电源箱
CN102678101A (zh) * 2011-03-17 2012-09-19 中国石油集团长城钻探工程有限公司 测井系统电压电流程控显示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2627698Y (zh) * 2003-08-19 2004-07-21 哈尔滨东大方正电力有限公司 双配电电源控制装置
CN202166855U (zh) * 2011-03-17 2012-03-14 中国石油集团长城钻探工程有限公司 测井系统程控电源的控制箱及具有该控制箱的电源箱
CN102678101A (zh) * 2011-03-17 2012-09-19 中国石油集团长城钻探工程有限公司 测井系统电压电流程控显示装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李雨萌等: "基于单片机的程控电源硬件设计", 《软件导刊》 *
杨柳: "程控直流电源灵活应用研究", 《仪器仪表标准化与计量》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113219859A (zh) * 2021-05-07 2021-08-06 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种多通道可拓展灵活组网电源控制方法及系统
CN113219859B (zh) * 2021-05-07 2022-06-07 中车青岛四方车辆研究所有限公司 一种多通道可拓展灵活组网电源控制方法及系统
CN113443179A (zh) * 2021-07-23 2021-09-28 上海卫星工程研究所 一种火星环绕器热试验的模拟验证方法和系统

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