CN110165782B - 一种高集成度卫星集中供电监控设备 - Google Patents
一种高集成度卫星集中供电监控设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110165782B CN110165782B CN201910461683.3A CN201910461683A CN110165782B CN 110165782 B CN110165782 B CN 110165782B CN 201910461683 A CN201910461683 A CN 201910461683A CN 110165782 B CN110165782 B CN 110165782B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- relay
- power supply
- module
- control
- separation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 37
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 59
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 29
- 102100029368 Cytochrome P450 2C18 Human genes 0.000 claims abstract description 18
- 101000919360 Homo sapiens Cytochrome P450 2C18 Proteins 0.000 claims abstract description 18
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 63
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 29
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 29
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 4
- 238000013523 data management Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
- G01R31/008—Testing of electric installations on transport means on air- or spacecraft, railway rolling stock or sea-going vessels
-
- H02J13/0062—
-
- H02J13/0075—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
- Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
- Y04S40/126—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wireless data transmission
Abstract
本发明公开一种高集成度卫星集中供电监控设备，其系统硬件架构包括整机机箱、前面板、内部PXIe工控机和后面板；所述前面板上安装有键盘、液晶屏和整机开关；所述内部PXIe工控机内包括控制器、PXIe总线背板、CPCI电源和功能模块；解决了传统供配电测试设备体积大、重量重，指令发送和有线参数测量还需要程控外部的Agilent 34980实现，需要定制Agilent 34980专用测试电缆，搬运和转场测试等不方便的技术问题；本发明将供电、指令发送、遥测参数采集等集成到一台测试设备中，提高设备集成度，实现测试系统的小型化和快速搭建；内部功能模块可模块化更换，提高产品的扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及卫星产品的整星供配电测试领域，尤其涉及一种高集成度卫星集中供电监控设备。
背景技术
目前，在整星测试中，供配电测试设备应用于卫星地面系统级验证阶段的综合测试工作，负责完成卫星集中供电加断电控制，蓄电池组充放电控制、分离插头分离、火工品使能控制和星上蓄电池组断开控制等功能；并提供地面集中供电状态测量、提供星上母线电压、蓄电池组电压测量、其它有线参数测量等功能；满足地面系统级验证测试过程中对供配电分系统地面设备的要求。
传统供配电测试设备体积大、重量重，单机高度达到5U，且只能够提供供电、指令发送和有线参数测量等功能，指令发送和有线参数测量还需要程控外部的Agilent 34980实现。测试中需要定制Agilent 34980专用测试电缆，搬运和转场测试等不方便。
中国专利CN02114555.5公开了一种基于互联网的移动基站集中监控系统，采用固态嵌入式网络处理模块、实时LINUX操作系统及专用设备驱动软件、网页/服务器结构构造系统。整个系统包括嵌入式网络服务器(MLN)，数据采集系统(MLD)，智能串行协议适配器(MLS)，网络视频摄像设备(MLV)，黑盒子历史数据记录设备(MLR)和全球定位系统接口(MLG)。本发明通过智能协议适配将现有的智能设备接入本系统，就可实现在互连网浏览器上集中管理众多基站，同时观察和操作远方的摄像头；对非智能设备，可以通过模拟量以及数字量接口接入本系统；对于采集点非常多的情况，只需在网络HUB上添加设备就可以实现扩容。具有成本低，性能稳定，可扩展性强，维护方便之优点，可作为移动基站集中监控系统。
CN201821596815.0公开了一种移动通信基站监控系统，涉及通信基站监控技术领域。包括主站监控平台和基站现场监控单元，基站现场监控单元包括MCU控制器、电源管理模块、传感器数据采集模块、有线网络通信模块、无线网络通信模块、控制输入输出模块、视频监控模块、音频处理模块、数据存储模块、报警模块、运行状态显示模块及上位机；且上位机设有数据管理及操控的人机交互界面，电源管理模块为基站现场监控单元的各个功能模块提供供电，运行状态显示模块根据上位机信号指令显示相关的状态信息。该系统对基站现场环境进行实时监控，将监控信息反馈给主站监控平台，通过主站监控平台对其进行指令控制，形成二级拓扑结构，实现集中管理，分散监控。
CN201610475971.0公开了一种基于ARM架构的智能安防服务器控制系统设计方法，系统包括采用ARM架构的主板模块，主版模块与一端电源模块相连接，另一端分别与开关控制模块、声音通道模块、触摸显示模块、传感监测模块、指纹识别模块和视频监控模块相连接；本发明和现有技术相比，系统采用开关电源和直流电池切换供电，保证控制系统24小时工作，从而保证了系统与检测控制事件的实时性；通过板载的信息采集控制电路，可以实现服务器安防及指纹信息采集，实现了对服务器安防流程的管理，用户可以通过指纹识别模块和触摸显示模块实现安防开关的操作，提高了服务器门禁系统的安全性；通过视频显示监控模块，可以监控设备的工作状态，并对其进行控制，确保系统的稳定性。
但现有技术中并没有将供电、指令发送、遥测参数采集等集成到一台测试设备中，设备集成度较低、设备体积较大、外部电缆网较多，因此，亟需一种高集成度卫星集中供电监控设备。
发明内容
有鉴于此，本发明针对的问题，提出一种高集成度卫星集中供电监控设备，其系统包括地面电源、集中供电监控器、被测卫星；
所述地面电源包括两个供电电源N6976A、充电电源一和充电电源二、电子负载一和电子负载二；
所述集中供电监控器包括母线供电/充放电继电器、火工品使能控制、星上BCRB控制、分离控制单元、遥测量采集单元；
所述母线供电/充放电继电器包括110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR、110V/25A继电器B和110V/25A继电器BR、110V/25A继电器C和110V/25A继电器CR；
所述两个供电电源N6976A正极分别与110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR相连，所述110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR并联在电路中，另一端与被测卫星地面供电(+)相连；
所述充电电源一和电子负载一分别与110V/25A继电器B和110V/25A继电器BR相连，另一端与被测卫星蓄电池组1地面充电(+)相连；
所述充电电源二和电子负载二分别与110V/25A继电器C和110V/25A继电器CR相连，另一端与被测卫星蓄电池组2地面充电(+)相连；
所述110V/25A继电器B和110V/25A继电器BR并联在电路中；
所述110V/25A继电器C和110V/25A继电器CR并联在电路中；
所述地面电源的两个供电电源N6976A负极与充电电源一、2和电子负载一、2的负极并联，与被测卫星的地面供电(-)相连；
所述地面电源的供电电源N6976A的输出端与信号调理一相连，由高速AD采集模块采集；
所述地面供电(+)端与信号调理二相连，由高速AD采集模块采集；
所述火工品使能控制包括X1F火工品使能状态1继电器、X1F火工品使能状态2继电器、X2F火工品使能状态1继电器、X2F火工品使能状态2继电器，四路继电器并联在电路中；
所述火工品使能状态控制继电器一端与28V指令电源相连，另一端与被测卫星相连；
所述星上BCRB控制包括星上BCRB控制继电器1～n，继电器并联在电路中；
所述星上BCRB控制继电器一端与28V指令电源相连，另一端与被测卫星相连；
所述分离控制单元包括地面30V供电、分离控制继电器和分离使能开关；
所述分离控制继电器包括X1F分离+、X1F分离-、X2F分离+、X2F分离-；
所述X1F分离+、X2F分离+与地面30V供电+端相连；X1F分离-、X2F分离-与地面30V供电-端相连；
所述分离使能开关与X1F分离继电器+、X2F分离继电器+是串联关系；
所述X1F分离继电器+、X2F分离继电器+并联在电路中；
所述X1F分离继电器-、X2F分离继电器-并联在电路中；
分离控制指令将分离继电器和分离使能开关与被测卫星相连；
所述遥测量采集单元包括被测卫星的星上BCRB测量、有线参数测量、BCRB状态监测、信号调理三、隔离AD采集；
所述被测卫星的星上BCRB测量、有线参数测量、BCRB状态监测首先与信号调理三相连，然后与隔离AD采集相连；
所述集中公共点监控器供电状态与隔离AD采集相连。
优选的，所述地面电源为程控地面电源。
优选的，本高集成度卫星集中供电监控设备，其组成模块包括AC/DC电源模块、整机开关、液晶屏、键盘、高速AD采集模块、隔离AD采集模块、射随指令模块、开关指令模块、继电器控制模块、控制器和PXIe总线背板构成；
所述AC/DC电源模块为一个标准CPCI电源模块，与PXIe总线背板相连，为PXIe总线背板供电；
所述整机开关与AC/DC电源模块连接；
所述液晶屏通过串口与控制器相连；
所述键盘通过扁平电缆与继电器控制模块相连；
所述高速AD采集模块、隔离AD采集模块、射随指令模块、开关指令模块和继电器控制模块为标准PXIe/PXI功能模块板卡，与PXIe总线背板相连。
优选的，所述控制器通过LAN口与总控计算机相连，被测卫星通过转换电缆与所述高集成度卫星集中供电监控设备相连。
优选的，其组成模块还包括风扇模块，风扇为可插拔模块风扇。
优选的，本高集成度卫星集中供电监控设备，其系统硬件架构包括整机机箱、前面板、内部PXIe工控机和后面板；
所述前面板上安装有键盘、液晶屏和整机开关；
所述内部PXIe工控机内包括控制器、PXIe总线背板、CPCI电源和功能模块；
所述功能模块包括高速AD采集模块、隔离AD采集模块、射随指令模块、开关指令模块和继电器控制模块；
所述后面板安装有对外输出连接和供电及网络接口；
所述后面板安装有LAN口和对外输出连接器。
优选的，所述CPCI电源为AC/DC电源模块所在硬件。
本发明还涉及一种高集成度卫星集中供电监控设备的控制方法，首先控制集中供电监控器内部母线供电/充放电继电器进行闭合，总控发送控制指令，控制器收到指令后通过PXIe总线控制功能模块板卡，模块板卡上的MCU接收到总线指令并进行解析执行，对外输出控制继电器的指令，实现继电器的通断控制，然后程控地面电源的N6976A和电子负载等工作，所有继电器的通/断控制指令均为并联关系；
优选的，母线供电时，其控制方法步骤包括：
1)通过继电器控制模块发出闭合指令，闭合110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR、110V/25A继电器B和110V/25A继电器C；
2)程控地面电源打开供电输出；
3)测试完成后，首先程控地面电源关闭供电输出，然后通过继电器控制模块9发出断开指令，断开110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR、110V/25A继电器B和110V/25A继电器C。
优选的，进行南北蓄电池放电测试时，其控制方法步骤包括：
1)程控地面电源的电子负载打开，然后通过继电器控制模块发出闭合指令，闭合110V/25A继电器BR和110V/25A继电器CR；
2)测试完成后，总控软件程控电子负载关闭，然后通过继电器控制模块发出断开指令，断开110V/25A继电器BR和110V/25A继电器CR；
本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
1.本发明具有系统扩展性：本发明采用高集成度、通用化、小型化的设计思想，兼容以往多型号的测试系统，主要完成整星的供电、充放电及控制、有线参数测量及控制等功能，用于整星产品的供配电测试和状态监控，同时可兼顾自动化测试和智能测试需求。
2.平台兼容性：本发明机箱及主控均符合PXIe标准规范，提供标准开放式协议、标准插槽宽度。符合规范的标准板卡均可纳入该测试系统，为用户的多样性选择提供了可能。市场上主流的通用仪器如示波器、万用表、程控电源均具备LAN口通信功能，可以作为单点接入测试网，与专用设备共同组成测试系统；运行linux操作系统，通过网络客户端连接进行维护和状态查询，为用户提供网络管理人机接口，实现快速组网和远程控制，接收客户端的指令和数据回传。
3.健康状况自诊断：本发明测试现场的每台设备具备必要的电压、电流、温度等重要参数的自检测功能、具备故障自诊断功能，从而实现设备自身健康状况的实时检测，健康数据上传至数据管理服务中心，一旦发生异常情况或由于设备老化导致的设备异常，测试人员可及时发现并处理。
4.重复利用性：本发明各分布式测试设备板卡均为定型产品，其本体上的器件不需要拆装，均为插卡式结构，可根据测试接口种类，任意组合拼装为测试设备的硬件；某一项目测试工作结束后，硬件资源可重复应用至其他测试场合。这种模式下，避免了过多的硬件成本投入，有效节省成本。
5.本发明主要用于实现整星集中供电和状态监控测试，可将整机机箱控制在标准3U机箱架构内，提高产品的集成度，实现测试系统的小型化和快速搭建；另外，内部功能模块可模块化更换，提高产品的扩展性；引入PXIe总线和控制器，可以通过网络接入通用测试系统，提高设备的智能化。
6.本发明测试系统采用PXIe标准总线协议，主控上运行Linux操作系统，总控软件通过网络查看和调用测试功能模块，实时性较好；将供电、指令发送、遥测参数采集等集成到一台测试设备中，提高设备集成度、减少设备体积和外部电缆网，同时，具备网络测试和智能化测试的能力；各功能模块采用标准PXIe/PXI模块板卡，可快速更换，设备的维修性和扩展性好。
附图说明
图1为本发明的系统应用原理框图；
图2为本发明的内部组成连接框图；
图3为本发明的系统硬件架构示意图；
图4为本发明的机箱背板拓扑示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“背面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1系统应用原理框图所示，一种高集成度卫星集中供电监控设备，其系统包括地面电源①、集中供电监控器②、被测卫星③；
所述地面电源①包括两个供电电源N6976A、充电电源一和充电电源二、电子负载一和电子负载二；
所述集中供电监控器②包括母线供电/充放电继电器④、火工品使能控制⑥、星上BCRB控制⑦、分离控制单元⑧、遥测量采集单元⑨；
所述母线供电/充放电继电器④包括110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR、110V/25A继电器B和110V/25A继电器BR、110V/25A继电器C和110V/25A继电器CR；
所述两个供电电源N6976A正极分别与110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR相连，所述110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR并联在电路中，另一端与被测卫星地面供电(+)相连；
所述充电电源一和电子负载一分别与110V/25A继电器B和110V/25A继电器BR相连，另一端与被测卫星蓄电池组1地面充电(+)相连；
所述充电电源二和电子负载二分别与110V/25A继电器C和110V/25A继电器CR相连，另一端与被测卫星蓄电池组2地面充电(+)相连；
所述110V/25A继电器B和110V/25A继电器BR并联在电路中；
所述110V/25A继电器C和110V/25A继电器CR并联在电路中；
所述地面电源的两个供电电源N6976A负极与充电电源一、2和电子负载一、2的负极并联，与被测卫星的地面供电(-)相连；
所述地面电源的供电电源N6976A的输出端与信号调理一相连，由高速AD采集模块⑤采集；
所述地面供电(+)端与信号调理二相连，由高速AD采集模块⑤采集；
所述火工品使能控制⑥包括X1F火工品使能状态1继电器、X1F火工品使能状态2继电器、X2F火工品使能状态1继电器、X2F火工品使能状态2继电器，四路继电器并联在电路中；
所述火工品使能状态控制继电器一端与28V指令电源相连，另一端与被测卫星相连；
所述星上BCRB控制⑦包括星上BCRB控制继电器1～n，继电器并联在电路中；
所述星上BCRB控制继电器一端与28V指令电源相连，另一端与被测卫星相连；
所述分离控制单元⑧包括地面30V供电、分离控制继电器和分离使能开关；
所述分离控制继电器包括X1F分离+、X1F分离-、X2F分离+、X2F分离-；
所述X1F分离+、X2F分离+与地面30V供电+端相连；X1F分离-、X2F分离-与地面30V供电-端相连；
所述分离使能开关与X1F分离继电器+、X2F分离继电器+是串联关系；
所述X1F分离继电器+、X2F分离继电器+并联在电路中；
所述X1F分离继电器-、X2F分离继电器-并联在电路中；
分离控制指令将分离继电器和分离使能开关与被测卫星③相连；
所述遥测量采集单元⑨包括被测卫星的星上BCRB测量、有线参数测量、BCRB状态监测、信号调理三、隔离AD采集；
所述被测卫星的星上BCRB测量、有线参数测量、BCRB状态监测首先与信号调理三相连，然后与隔离AD采集相连；
所述集中公共点监控器供电状态与隔离AD采集相连；
作为本发明一个优选的实施例，所述地面电源①为程控地面电源。
如图2所示的本发明的内部组成连接框图，一种高集成度卫星集中供电监控设备，其组成模块包括AC/DC电源模块1、整机开关2、液晶屏3、键盘4、高速AD采集模块5、隔离AD采集模块6、射随指令模块7、开关指令模块8、继电器控制模块9、控制器10和PXIe总线背板构成；
所述AC/DC电源模块1为一个标准CPCI电源模块，与PXIe总线背板相连，为PXIe总线背板供电；
所述整机开关2与AC/DC电源模块1连接；
所述液晶屏3通过串口与控制器10相连；
所述键盘4通过扁平电缆与继电器控制模块9相连；
所述高速AD采集模块5、隔离AD采集模块6、射随指令模块7、开关指令模块8和继电器控制模块9为标准PXIe/PXI功能模块板卡，与PXIe总线背板相连。
进一步的，所述控制器10通过LAN口6＇与总控计算机相连，被测卫星通过转换电缆与所述高集成度卫星集中供电监控设备相连；
作为本发明一个优选的实施例，其组成模块还包括风扇模块，风扇为可插拔模块风扇；
如图3所示的本发明的系统硬件架构示意图，本发明提供一种高集成度卫星集中供电监控设备，其系统硬件架构包括整机机箱、前面板3°、内部PXIe工控机5°和后面板7°；
所述前面板3°上安装有键盘4、液晶屏3和整机开关2；
所述内部PXIe工控机5°内包括控制器10、PXIe总线背板、CPCI电源(即AC/DC电源模块1所在硬件)和功能模块；
所述功能模块包括高速AD采集模块5、隔离AD采集模块6、射随指令模块7、开关指令模块8和继电器控制模块9；
所述后面板7°安装有对外输出连接和供电及网络接口；
作为本发明一个优选的实施例，所述后面板7°安装有LAN口6＇和对外输出连接器8＇；
进一步的，所述控制器10、CPCI电源和功能模块板卡插在内置工控机5上；
如图4所示的本发明的机箱背板拓扑示意图，图中序号1-6分别表示插槽一、业务槽二-六；
插槽一为PXIe工控机5°的控制器10，业务槽二为高速AD采集模块；
业务槽三为开关指令模块8，业务槽四为射随指令模块7，业务槽五、业务槽六为隔离AD采集模块6，业务槽七为继电器控制模块9。
110V/25A继电器安装于散热模块上，由于卫星整星测试时间一般较长，要求设备连续工作不低于200小时，因此功率继电器需要作散热处理，通过风扇和散热模块的传导实现；功能模块的分模块的输出端通过内部电缆与后面板7°的对外输出连接器端8＇连接，220V供电和网络接口通过转接线连接到内部机箱和控制器10的网络接口。
整机由220V供电，AC/DC电源模块1由模块1和模块2组成，模块1为标准CPCI电源，输出5V、±12V和3.3V三种电源，输出到PXIe总线背板为整机供电，各功能模块通过PXIe总线背板连接器取电；模块2为定制CPCI电源，输出30V/10A，对外提供脱插脱落控制指令电源；
液晶屏3、键盘4和风扇采用12V供电，从整机背板上直接引出。
下面进一步地对本发明进行详细的功能描述：
如图1-4所示，一种高集成度卫星集中供电监控设备，包括整机机箱，供电部分，控制器10部分和功能板卡部分。
如图1系统应用原理框图所示，卫星的整星测试阶段，总控软件通过网络连接地地面电源①、集中供电监控器②；其控制方法是：
首先控制集中供电监控器②内部母线供电/充放电继电器④进行闭合，总控发送控制指令，控制器⑩收到指令后通过PXIe总线控制功能模块板卡，模块板卡上的MCU接收到总线指令并进行解析执行，对外输出控制继电器的指令，实现继电器的通断控制，然后程控地面电源①的N6976A和电子负载等工作，所有继电器的通/断控制指令均为并联关系；
如母线供电时，首先通过继电器控制模块9发出闭合指令，闭合110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR、110V/25A继电器B和110V/25A继电器C，然后程控地面电源①打开供电输出，测试完成后，首先程控地面电源①关闭供电输出，然后通过继电器控制模块9发出断开指令，断开110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR、110V/25A继电器B和110V/25A继电器C；
如进行南北蓄电池放电测试时，首先程控地面电源①的电子负载打开，然后通过继电器控制模块9发出闭合指令，闭合110V/25A继电器BR和110V/25A继电器CR；
测试完成后，总控软件程控电子负载关闭，然后通过继电器控制模块9发出断开指令，断开110V/25A继电器BR和110V/25A继电器CR；
测试过程中，整星加电后，需要实时监控母线供电电压和南北蓄电池电源的电压，被测电压经信号调理电路后同时供给高速AD采集模块⑤和隔离AD采集模块6，高速AD采集模块⑤采集速率高到20M/s，可实时采集并记录供电电压的波形信号，隔离AD采集模块6只采集电压值，提供给总控软件和液晶屏3显示；
测试过程中需要集中供电监控器②对卫星提供火工品使能状态和BCRB控制指令等，由总控软件通过网络程控开关指令模块8和射随指令模块7工作提供；卫星各有线测量参数、BCRB状态监控测量等通过隔离AD采集模块6采集并上传到总控软件；集中供电监控器②对外提供的脱插分离指令由继电器控制模块9提供，指令电源由定制CPCI电源(30V/10A)提供，对外输出幅值30V，驱动能力10A，脉冲宽度104ms的控制指令。
首先接入集中供电监控器②的供配电输入通路连接端，经内部充放电继电器通路后通过集中供电监控器②的供配电输出通路连接端连接到被测卫星③。
卫星的遥测参数和遥控控制指令部分与集中供电监控器②的功能模块板卡连接，主控通过PXI总线对各功能模块进行控制和读写操作，并通过网络连接与总控软件通信，上传和接收总控软件的遥测数据和控制指令。
作为本发明一个优选的实施例，机箱采用标准3U PXIe机箱，19英寸，混合7槽位，其中5个标准3U插槽，1个标准6U插槽；
作为本发明一个优选的实施例，具体为1个系统插槽和6个外设插槽，机箱两侧为散热用风扇，共两组，每组3只。
机箱前面板3°主要设置整机开关2、手控键盘4以及液晶屏3，后面板7°为对外输出接口连接器和220V供电接口等；液晶屏3屏幕尺寸：分辨率1366*480，尺寸：163.9mm*55.4mm，显示内容可编程，串口通信。
如图4背板拓扑结构图所示，整机底板采用标准PXIe/PXI总线通信协议，7槽位，其中5个标准3U-PXIe/PXI混合插槽，1个标准6U-CPCI插槽。
作为本发明一个优选的实施例，机箱内部标配1个300W标准CPCI电源和1个300W定制电源，均为AC220V输入。标准CPCI电源为整机的控制器和各功能模块以及液晶屏等供电。定制电源主要用于对外功率输出。
作为本发明一个优选的实施例，控制器10采用PXIe主控，置于3U PXIe机箱零槽处，用于将背板的PCIe数据收发转换为以太网数据与外部总控计算机交互。PXIe零槽的PCIe部分以RP模式(主控)工作，总控计算机可以通过以太网利用该对PXIe机箱内的外设板卡进行管理和配置，读取外设板卡的状态，并获取PCIe总线数据。
操作系统方面，选用Linux操作系统，Linux是一个开源系统软件，实时性号；用户通过简单的操作就可以实现数据的管理以及功能模块的通信与控制等功能。总控软件通过网络连接实现远程接入交互，对测试功能板卡进行读写操作。
作为本发明一个优选的实施例，功能板卡部分包括母线电压采集部分、普通遥测量和状态量采集部分、继电器通断控制部分、星上控制指令部分；
作为本发明一个优选的实施例，母线电压采集部分需要使用高速A/D采集模块5，将采集到的电压信号通过波形显示。主要用于监视整星供电的状态，由于整星测试阶段，通电时间一般较长，至少要记录200小时的通电过程，出现异常要有记录和警示，以备后期故障排查和分析。因此通过设置采集电压的范围，当采集到的电压在误差范围内时不存储，当有异常波动超出设定门限值时，需要记录波形和时间，并通过总控软件进行警示。
进一步的，普通遥测量和状态量采集部分使用隔离A/D采集模块6，具体为星上有线参数测量以及集中供电监控器自身供电状态的采集等。
测试和记录各遥测量和状态量的状态，并采集集中供电监控器②自身的各供电状态，总控软件以此来监控设备的工作状态和卫星的工作状态。
进一步的，继电器通断控制部分除了控制继电器通断外，还要检测继电器通断状态，并通过液晶屏3显示。
主要控制集中供电和南北蓄电池充放电通路的开关，并可以读取各继电器当前的通断状态，以此来判断整星的加电状态。
进一步的，星上控制指令为控制形式蓄电池组继电器的控制指令，该部分分两种，一种为开关指令，对外输出开关通断指令，过流能力不低于1A，开关闭合时间为104ms；另一种为射随指令吗，对外输出正脉冲指令，脉冲幅值电压29V±0.5V，输出脉冲宽度不少于104ms，输出最大电流不小于1A。
进一步的，如图1-4所示，一种高集成度卫星集中供电监控设备的整机，包括PXIe/PXI架构工控机、PXIe控制器、功能模块板卡、前面板控制按键及显示屏、后面板连接器及供电插座等。
所述整机为标准3U上架机箱，内置2.5U工控机，工控机的背板采用PXIe/PXI混合架构，标配一块300W标准CPCI电源和一块300W(30V,10A)定制电源；CPCI电源为整机供电，定制电源对外提供脱插分离电源。
PXIe控制器采用3U PXIe嵌入式控制器，采用Intel Core i5处理器，专为PXIe测试系统设计，为各种测试和测量应用提供稳固的工作环境。整合Intel Core i5-520E2.4GHz处理器和支持高达8GB 1066MHz DDR3内存；1个可配置的PXIe桥，支持4组四链路或2组八链路的PXIe连接性能，系统最大吞吐量可达2GB/s。
所述功能模块板卡主要包含：一块PXIe高速AD采集板卡，采集速率20M/s，主要用于采集母线电压和南北蓄电池电压，共采集三路，总控软件端设置报警门限，采集到的数据判定如超过门限值后则记录测试波形并存储；
一块PXI开关指令输出板卡，主要用于分阵配电器的控制及状态测量，输出开关量，闭合阻值＜1Ω，闭合时间控制在104ms±10ms范围内；
一块PXI射随指令输出板卡，提供1路星上蓄电池组断开控制指令，指令幅值28V±2V，指令脉宽104ms±10ms；
两块PXI隔离AD采集板卡，一块采集星上母线电压和南北蓄电池电压，以及蓄电池组断开有线状态测量；
另一块采集星上蓄电池组接入/断开状态测量、设备自身供电状态有线参数测量以及脱落接通状态显示等；
一块CPCI继电器控制板卡，主要用于控制供电及充电功率通路和星上火工品使能控制的通断状态以及状态检测，以及分离插头的分离控制指令发送等。
如图2所示，所述前面板3°包含整机开关2、键盘4和显示屏，整机开关2控制整机的加断电；
键盘4用于手动控制实现对供电通道的通断控制，该功能为程控控制方式的备份功能，加强设备的可靠性；
显示屏为串口通信的液晶屏3，显示内容可编程，且支持触摸屏功能，可以实现火工品使能指令的触摸屏发送，另外显示各供电通道继电器的状态和脱落分离状态等。
所述后面板7°包含对外输出连接器和220V供电插座；
各功能模块板卡的输出端到后面板7°通过内部电缆走线连接，前后面板均可拆卸，可根据需要更换，方便更换以兼容不同平台的卫星测试。
以上实施方案仅用于说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种高集成度卫星集中供电监控设备，其特征在于：其系统包括地面电源、集中供电监控器、被测卫星；
所述地面电源包括两个供电电源N6976A、充电电源一和充电电源二、电子负载一和电子负载二；
所述集中供电监控器包括母线供电/充放电继电器、火工品使能控制、星上BCRB控制、分离控制单元、遥测量采集单元；
所述母线供电/充放电继电器包括110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR、110V/25A继电器B和110V/25A继电器BR、110V/25A继电器C和110V/25A继电器CR；
所述两个供电电源N6976A正极分别与110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR相连，所述110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR并联在电路中，另一端与被测卫星地面供电(+)相连；
所述充电电源一和电子负载一分别与110V/25A继电器B和110V/25A继电器BR相连，另一端与被测卫星蓄电池组1地面充电(+)相连；
所述充电电源二和电子负载二分别与110V/25A继电器C和110V/25A继电器CR相连，另一端与被测卫星蓄电池组2地面充电(+)相连；
所述110V/25A继电器B和110V/25A继电器BR并联在电路中；
所述110V/25A继电器C和110V/25A继电器CR并联在电路中；
所述地面电源的两个供电电源N6976A负极与充电电源一、充电电源二和电子负载一、电子负载二的负极并联，与被测卫星的地面供电(-)相连；
所述地面电源的供电电源N6976A的输出端与信号调理一相连，由高速AD采集模块采集；
所述地面供电(+)端与信号调理二相连，由高速AD采集模块采集；
所述火工品使能控制包括X1F火工品使能状态1继电器、X1F火工品使能状态2继电器、X2F火工品使能状态1继电器、X2F火工品使能状态2继电器，四路继电器并联在电路中；
所述火工品使能状态控制继电器一端与28V指令电源相连，另一端与被测卫星相连；
所述星上BCRB控制包括星上BCRB控制继电器1～n，继电器并联在电路中；
所述星上BCRB控制继电器一端与28V指令电源相连，另一端与被测卫星相连；
所述分离控制单元包括地面30V供电、分离控制继电器和分离使能开关；
所述分离控制继电器包括X1F分离+、X1F分离-、X2F分离+、X2F分离-；
所述X1F分离+、X2F分离+与地面30V供电+端相连；X1F分离-、X2F分离-与地面30V供电-端相连；
所述分离使能开关与X1F分离继电器+、X2F分离继电器+是串联关系；
所述X1F分离继电器+、X2F分离继电器+并联在电路中；
所述X1F分离继电器-、X2F分离继电器-并联在电路中；
分离控制指令将分离继电器和分离使能开关与被测卫星相连；
所述遥测量采集单元包括被测卫星的星上BCRB测量、有线参数测量、BCRB状态监测、信号调理三、隔离AD采集；
所述被测卫星的星上BCRB测量、有线参数测量、BCRB状态监测首先与信号调理三相连，然后与隔离AD采集相连；
集中公共点监控器供电状态与隔离AD采集相连；所述地面电源为程控地面电源`；其组成模块包括AC/DC电源模块、整机开关、液晶屏、键盘、高速AD采集模块、隔离AD采集模块、射随指令模块、开关指令模块、继电器控制模块、控制器和PXIe总线背板构成；
所述AC/DC电源模块为一个标准CPCI电源模块，与PXIe总线背板相连，为PXIe总线背板供电；
所述整机开关与AC/DC电源模块连接；
所述液晶屏通过串口与控制器相连；
所述键盘通过扁平电缆与继电器控制模块相连；
所述高速AD采集模块、隔离AD采集模块、射随指令模块、开关指令模块和继电器控制模块为标准PXIe/PXI功能模块板卡，与PXIe总线背板相连；所述控制器通过LAN口与总控计算机相连，被测卫星通过转换电缆与所述高集成度卫星集中供电监控设备相连；其组成模块还包括风扇模块，风扇为可插拔模块风扇；其系统硬件架构包括整机机箱、前面板、内部PXIe工控机和后面板；
所述前面板上安装有键盘、液晶屏和整机开关；
所述内部PXIe工控机内包括控制器、PXIe总线背板、CPCI电源和功能模块；
所述功能模块包括高速AD采集模块、隔离AD采集模块、射随指令模块、开关指令模块和继电器控制模块；
所述后面板安装有对外输出连接和供电及网络接口；
所述后面板安装有LAN口和对外输出连接器；所述CPCI电源为AC/DC电源模块所在硬件；基于高集成度卫星集中供电监控设备的控制方法，包括以下步骤：首先控制集中供电监控器内部母线供电/充放电继电器进行闭合，总控发送控制指令，控制器收到指令后通过PXIe总线控制功能模块板卡，模块板卡上的MCU接收到总线指令并进行解析执行，对外输出控制继电器的指令，实现继电器的通断控制，然后程控地面电源的N6976A和电子负载等工作，所有继电器的通/断控制指令均为并联关系；
母线供电时，其控制方法步骤包括：
1)通过继电器控制模块发出闭合指令，闭合110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR、110V/25A继电器B和110V/25A继电器C；
2)程控地面电源打开供电输出；
3)测试完成后，首先程控地面电源关闭供电输出，然后通过继电器控制模块9发出断开指令，断开110V/25A继电器A和110V/25A继电器AR、110V/25A继电器B和110V/25A继电器C；进行南北蓄电池放电测试时，其控制方法步骤包括：
1)程控地面电源的电子负载打开，然后通过继电器控制模块发出闭合指令，闭合110V/25A继电器BR和110V/25A继电器CR；
2)测试完成后，总控软件程控电子负载关闭，然后通过继电器控制模块发出断开指令，断开110V/25A继电器BR和110V/25A继电器CR。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910461683.3A CN110165782B (zh) | 2019-05-30 | 2019-05-30 | 一种高集成度卫星集中供电监控设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910461683.3A CN110165782B (zh) | 2019-05-30 | 2019-05-30 | 一种高集成度卫星集中供电监控设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110165782A CN110165782A (zh) | 2019-08-23 |
| CN110165782B true CN110165782B (zh) | 2022-11-25 |
Family
ID=67630090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910461683.3A Active CN110165782B (zh) | 2019-05-30 | 2019-05-30 | 一种高集成度卫星集中供电监控设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110165782B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111553058B (zh) * | 2020-04-16 | 2022-04-01 | 北京航空航天大学 | 一种航天器多维度可扩展层级健康评估方法 |
| CN112018845B (zh) * | 2020-08-26 | 2022-12-23 | 中国科学院微小卫星创新研究院 | 卫星自主上电系统及其控制方法 |
| CN112147880B (zh) * | 2020-08-26 | 2022-08-05 | 山东航天电子技术研究所 | 一种遥控指令选择控制方法 |
| CN112290605A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-29 | 上海无线电设备研究所 | 无线电设备测试系统通用多通道加电设备 |
| CN113867308A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-31 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种便携式小卫星并行采集控制终端 |
| CN114814443A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-07-29 | 陕西中测智能科技有限公司 | 一种保温管电加热带多功能检测系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103888206A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-06-25 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种小卫星扩频体制测控分系统通用仿真系统 |
| CN104932358A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-23 | 上海卫星工程研究所 | 一种基于pxi架构的大中型卫星通用发射控制台 |
| CN105306156A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-02-03 | 上海卫星工程研究所 | 一种遥感卫星数传产品自动化测试系统及方法 |
| CN206741301U (zh) * | 2016-10-20 | 2017-12-12 | 上海航天测控通信研究所 | 一种基于pxi总线的运载火箭安控装置通用测试系统 |
| CN107896130A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-04-10 | 长光卫星技术有限公司 | 一种基于pxi架构的卫星测控地面综合测试系统 |
| CN108717146A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-10-30 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种便携式小卫星供配电测试设备 |
-
2019
- 2019-05-30 CN CN201910461683.3A patent/CN110165782B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103888206A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-06-25 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种小卫星扩频体制测控分系统通用仿真系统 |
| CN104932358A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-23 | 上海卫星工程研究所 | 一种基于pxi架构的大中型卫星通用发射控制台 |
| CN105306156A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-02-03 | 上海卫星工程研究所 | 一种遥感卫星数传产品自动化测试系统及方法 |
| CN206741301U (zh) * | 2016-10-20 | 2017-12-12 | 上海航天测控通信研究所 | 一种基于pxi总线的运载火箭安控装置通用测试系统 |
| CN107896130A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-04-10 | 长光卫星技术有限公司 | 一种基于pxi架构的卫星测控地面综合测试系统 |
| CN108717146A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-10-30 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种便携式小卫星供配电测试设备 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 一体化小卫星综合测试系统的设计;何铭俊等;《计算机测量与控制》;20160925(第09期);15-18页 * |
| 卫星星座地面供配电测试系统研制;王建军等;《航天器环境工程》;20100615(第03期);346-350页 * |
| 基于1553B总线的运载火箭供电测控系统设计;祝伟等;《计算机测量与控制》;20160525(第05期);21-24页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110165782A (zh) | 2019-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110165782B (zh) | 一种高集成度卫星集中供电监控设备 | |
| CN109116132A (zh) | 一种充电设备远程检测系统及其检测方法 | |
| CN102931731B (zh) | 适用于变电站直流电源的综合智能监控系统 | |
| CN202975282U (zh) | 一种直流电源系统中蓄电池设备的实时监测控制系统 | |
| CN111082836B (zh) | Hplc通信单元停上电智能检测装置及方法 | |
| CN108490279A (zh) | 电池管理系统的测试系统及方法 | |
| CN201589853U (zh) | 智能型电池容量测试装置 | |
| CN114295906A (zh) | 便携式充电桩运维巡检仪、智能客户端、运维方法和系统 | |
| CN211148838U (zh) | 一种空调内机测试装置 | |
| CN214409153U (zh) | 一种油烟净化器运行状态监测仪 | |
| CN205644225U (zh) | 通用远程模拟量开关量输入输出系统 | |
| CN106970277A (zh) | 一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统 | |
| CN206806636U (zh) | 一种智能监测电源分配单元 | |
| CN106569922A (zh) | 一种电量管理ic烧录校准校验方法和装置 | |
| CN111208795A (zh) | 基于物联网的机房动力集中监控系统 | |
| CN220234274U (zh) | 一种室外一体柜蓄电池监控终端 | |
| CN215867033U (zh) | 基于ZigBee无线通信网络设计的蓄电池智能管理系统 | |
| CN212275868U (zh) | 一种终端数据采集模块 | |
| CN211015923U (zh) | 一种转接板和电子站牌 | |
| CN203193332U (zh) | 电池管理微单元带 | |
| CN214900357U (zh) | 一种gnss/met电源监控装置 | |
| CN209373816U (zh) | 低压集抄实训柜、低压集抄培训系统 | |
| CN220207825U (zh) | 一种告警照明电源装置检测系统 | |
| CN220066907U (zh) | 电池包和储能系统 | |
| CN217425601U (zh) | Bms板测试装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |