CN106814722B - 一种水下装备使用的火工品保险系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下装备使用的火工品保险系统和方法，控制信号功能模块输入端连接外部主机系统，接收控制指令；输出端连接外部执行机构，对外部执行机构进行控制；到位反馈信号检测功能模块输入端连接外部执行机构，接收到位反馈信号；输出端连接火工品点火保险功能模块和外部主机系统，火工品点火保险功能模块连接外部主机系统，接收外部主机系统的点火控制信号并向外部主机系统发送各级继电器电路输出反馈信号和点火确认反馈信号；电源模块连接火工品点火保险功能模块、到位反馈信号检测功能模块和控制信号功能模块，对其供电。本发明可在水下装备进行火工品点火时，提高其操作的安全性与可靠性。

Description

一种水下装备使用的火工品保险系统和方法

技术领域

本发明涉及火工品保险领域，具体地说是一种水下装备使用的火工品保险系统和方法。

背景技术

当水下装备在海洋中航行需要使用火工品进行试验与任务时，就需要使用一种方法来安全可靠的进行火工品点火操作，避免设备故障或误操作带来的不当点火造成设备或者水下装备不必要的损伤。

目前市面上的产品使用的保险方法存在系统设计、使用复杂，成本高等缺点，并且在海洋环境中火工品连接的执行机构在使用中会存在一定的老化和故障的可能性。因此很难实现海洋水下环境的火工品安全点火操作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种水下装备使用的火工品保险系统和方法，可在水下装备进行火工品点火时，提高其操作的安全性与可靠性。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种水下装备使用的火工品保险系统，控制信号功能模块输入端连接外部主机系统，接收控制指令；输出端连接外部执行机构，对外部执行机构进行控制；

到位反馈信号检测功能模块输入端连接外部执行机构，接收到位反馈信号；输出端连接火工品点火保险功能模块和外部主机系统，将开到位反馈信号和关到位反馈信号发送到火工品点火保险功能模块和外部主机系统，并将开到位反馈信号发送到火工品保险功能模块；

火工品点火保险功能模块连接外部主机系统，接收外部主机系统的点火控制信号并向外部主机系统发送各级继电器电路输出反馈信号和点火确认反馈信号；

电源模块连接火工品点火保险功能模块、到位反馈信号检测功能模块和控制信号功能模块，对其供电。

所述控制信号功能模块中，继电器A1并联电阻R1和二极管D1。

所述到位反馈信号检测功能模块中，光耦隔离芯片G1的输入端连接电阻R2，输出端连接外部执行机构和火工品点火保险功能模块。

所述火工品点火保险功能模块包括5个继电器电路相互串联后与功率电阻串联，其中，为首的继电器电路接收外部电源供电，与功率电阻连接的继电器电路接受点火确认信号，并将反馈信号反馈到外部主机，剩余继电器电路接收开到位反馈信号，并将输出端的反馈信号反馈到外部主机。

所述所述电源模块包括电源转换芯片DC1，电源转换芯片DC1的输入正极连接电源输入端，输入负极连接电源负极；电解电容E1连接在输入正极和输入负极两端；电源转换芯片DC1的输出正极与负极连接相应的供电模块；电解电容E2、电容C1和电容C2连接在输出正极和输出负极两端。

一种水下装备使用的火工品保险方法，包括以下步骤：

步骤1：外部主机系统开启主程序，打开直流电源；

步骤2：检测执行机构是否检测到关到位信号，如果检测到关到位信号，则开启点火信号，否则判断是否已经执行关闭相应未关闭的执行机构；

步骤3：如果是则上报故障，结束使命，否则关闭相应执行机构，返回步骤2；

步骤4：开启点火信号后，依次打开执行机构，并判断是否检测到执行机构开到位信号和点火保险功能模块各级继电器输出信号反馈信号，如果是，则开启点火确认信号，否则判断是否已经执行开启相应未开启执行机构；

步骤5：如果是，则上报故障并结束使命，否则重新开启点火确认信号；

步骤6：开启点火确认信号后，如果检测到点火确认反馈信号，则关闭点火确认信号和点火信号，否则判断是否已经执行再次开启点火确认信号；

步骤7：如果是，则上报故障，并结束使命，否则重新开启点火确认信号；

步骤8：关闭点火确认信号和点火信号后，依次关闭执行机构，如果检测到执行机构关到位信号，则关闭直流电源，并结束使命，否则判断是否已经执行关闭相应未关闭执行机构；

步骤9：如果是，则上报故障，结束使命，否则关闭相应执行机构，返回步骤8。

本发明具有以下有益效果及优点：

1、电路设计先进、安全可靠性高。火工品保险电路设计先进、集成度高，其中电源模块设计采用先进的DC/DC转换模块及滤波模块集成技术，具有电压的输入、输出的过压、欠压、过流、短路等保护。确保电源模块后端器件与设备安全稳定的工作。

2、火工品点火保险功能模块采用各级串联方式。各级串联电路与相应的执行机构相关联并逐级进行操作，起到了硬件保护的作用。串联电路中任意一级无法满足要求，该条链接即无效。增加了火工品点火的安全性。

3、兼顾设备检查模式与使命模式。在不需要执行使命模式时，只需外部主机系统不开启点火信号，为设备检查与设备维护提供安全保障。

4、火工品点火保险电路点火电路可调。依据外部电源输入与火工品点火电路的大小调节功率电阻的阻值和功率大小就可实现在不同工况下的火工品点火操作。

5、软件使命中设置故障上报模式，避免了设备故障造成程序无法运行与阻止火工品异常点火，并为后期的设备检查与处理提供一定的安全性。

附图说明

图1为本发明的火工品保险电路电路组成方框图；

图2为本发明的电源模块组成方框图；

图3为本发明的控制信号功能模块组成方框图；

图4为本发明的到位反馈信号检测功能模块组成方框图；

图5为本发明的火工品点火保险功能模块组成方框图；

图6为本发明的软件工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，为本发明的火工品保险电路电路组成方框图。火工品保险电路包括电源模块、控制信号功能模块、到位反馈信号检测功能模块、火工品点火保险功能模块；电源模块负责给执行机构到位反馈信号和火工品点火保险反馈信号供电，控制信号功能模块负责控制相应的执行机构和火工品点火控制，到位反馈信号检测功能模块负责检测相应的执行机构运动的到位情况，火工品点火保险功能模块负责给外部主机系统提供点火保险反馈信号与给火工品点火提供点火电流。

如图2所示，为本发明的电源模块组成方框图。电源模块由电源转换芯片DC1和滤波电路组成，滤波电路由电容C1、C2与电解电容E1、E2组成。外部宽范围电源输入经电源电源转换芯片和滤波电路送至火工品保险电路，负责给执行机构到位反馈信号和火工品点火保险反馈信号供电。

如图3所示，为本发明的控制信号功能模块组成方框图。控制信号功能模块主要由继电器电路组成。继电器电路由继电器A1、电阻R1和二极管D1组成。继电器电路由外部供电提供电源。外部主机系统提供的控制信号控制相应的继电器电路工作，可以提供电源模块开启和关闭信号、驱动执行机构运动的电磁阀的控制信号以及火工品点火的控制信号。

如图4所示，为本发明的到位反馈信号检测功能模块组成方框图。到位反馈信号检测功能模块由光耦隔离芯片G1(AQY272)以及电阻R2组成。负责将执行机构的开到位与关到位信号经由光耦隔离电路输送到外部主机系统，用于判断执行机构运动的到位情况并将执行机构开到位反馈信号输送到火工品点火保险功能模块。

如图5所示，为本发明的火工品点火保险功能模块组成方框图。火工品点火保险功能模块由继电器电路和功率电阻组成。点火保险功能模块使用串联方式将点火电流输送到火工品。串联电路每一级对应相应的执行机构的开到位反馈信号。外部主机系统提供点火信号开启火工品点火保险功能模块，并通过控制信号功能模块控制相应的执行机构运动，到位反馈信号检测功能模块将开到位反馈信号按相应的执行机构输送到火工品点火保险功能模块，信号经由光耦隔离电路控制串联保护电路中相对应的继电器电路工作，逐级控制继电器电路工作并将各级继电器电路后端输出检测的信号并联出来经由光耦隔离电路，将反馈信号发送到外部主机系统用于判断各级继电器的输出是否正常。最后外部主机系统根据判断情况来确认是否进行火工品点火操作。如执行命令只需外部主机系统下达点火确认信号即可实现使命。

如图6所示，为本发明的软件工作流程图。此软件设置了故障上报模式。在执行使命中如检测到执行机构的到位信号异常后，允许再进行一次操作，如还是无法满足要求即结束使命并上报故障。避免了设备故障给实际的使命执行带来影响并在设备故障后安全的结束使命，为后期的设备检查与处理提供一定的安全性。具体工作流程为：外部主机系统开启主程序；程序打开直流电源；检测执行机构关到位信号，如检测不到某一执行机构关到位信号，发送一次关闭信号并再次检测关到位信号。如还是无法检测到关到位信号，上报故障并结束使命；开启点火信号；依次打开执行机构并判断执行机构开到位信号与点火保险功能模块各级继电器输出信号反馈信号，如检测不到某一执行机构开到位信号，发送一次开启信号并再次检测开到位信号。如还是无法检测到开到位信号，上报故障并结束使命。在此过程中无法检测到点火保险功能模块某一级继电器输出信号反馈信号，上报故障并结束使命；开启点火确认信号；如无法检测到点火确认反馈信号，发送一次点火确认信号，如无法检测到点火确认反馈信号，上报故障并结束使命；依次关闭执行机构并检测执行机构关到位信号，如检测不到某一执行机构关到位信号，发送一次关闭信号并再次检测关到位信号。如还是无法检测到关到位信号，上报故障并结束使命；关闭直流电源；结束使命。

Claims (5)

1.一种水下装备使用的火工品保险系统，其特征在于：控制信号功能模块输入端连接外部主机系统，接收控制指令；输出端连接外部执行机构，对外部执行机构进行控制；

到位反馈信号检测功能模块输入端连接外部执行机构，接收到位反馈信号；输出端连接火工品点火保险功能模块和外部主机系统，将开到位反馈信号和关到位反馈信号发送到外部主机系统，并将开到位反馈信号发送到火工品点火保险功能模块；

火工品点火保险功能模块连接外部主机系统，接收外部主机系统的点火控制信号并向外部主机系统发送各级继电器电路输出反馈信号和点火确认反馈信号；所述火工品点火保险功能模块包括5个继电器电路相互串联后与功率电阻串联，其中，为首的继电器电路接收外部电源供电，与功率电阻连接的继电器电路接受点火确认信号，并将反馈信号反馈到外部主机，剩余继电器电路接收开到位反馈信号，并将输出端的反馈信号反馈到外部主机；

电源模块连接火工品点火保险功能模块、到位反馈信号检测功能模块和控制信号功能模块，对其供电。

2.根据权利要求1所述的水下装备使用的火工品保险系统，其特征在于：所述控制信号功能模块中，继电器A1并联电阻R1和二极管D1。

3.根据权利要求1所述的水下装备使用的火工品保险系统，其特征在于：所述到位反馈信号检测功能模块中，光耦隔离芯片G1的输入端连接电阻R2，输入端连接外部执行机构和火工品点火保险功能模块。

4.根据权利要求1所述的水下装备使用的火工品保险系统，其特征在于：所述电源模块包括电源转换芯片DC1，电源转换芯片DC1的输入正极连接电源输入端，输入负极连接电源负极；电解电容E1连接在输入正极和输入负极两端；电源转换芯片DC1的输出正极与负极连接相应的供电模块；电解电容E2、电容C1和电容C2连接在输出正极和输出负极两端。

5.一种水下装备使用的火工品保险方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：外部主机系统开启主程序，打开直流电源；

步骤2：检测执行机构是否检测到关到位信号，如果检测到关到位信号，则开启点火信号，否则判断是否已经执行关闭相应未关闭的执行机构；

步骤3：如果是则上报故障，结束使命，否则关闭相应执行机构，返回步骤2；

步骤4：开启点火信号后，依次打开执行机构，并判断是否检测到执行机构开到位信号和点火保险功能模块各级继电器输出信号反馈信号，如果是，则开启点火确认信号，否则判断是否已经执行开启相应未开启执行机构；

步骤5：如果是，则上报故障并结束使命，否则重新开启点火确认信号；

步骤6：开启点火确认信号后，如果检测到点火确认反馈信号，则关闭点火确认信号和点火信号，否则判断是否已经执行再次开启点火确认信号；

步骤7：如果是，则上报故障，并结束使命，否则重新开启点火确认信号；

步骤8：关闭点火确认信号和点火信号后，依次关闭执行机构，如果检测到执行机构关到位信号，则关闭直流电源，并结束使命，否则判断是否已经执行关闭相应未关闭执行机构；

步骤9：如果是，则上报故障，结束使命，否则关闭相应执行机构，返回步骤8。