CN111261458B - 一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法 - Google Patents

一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111261458B
CN111261458B CN202010154822.0A CN202010154822A CN111261458B CN 111261458 B CN111261458 B CN 111261458B CN 202010154822 A CN202010154822 A CN 202010154822A CN 111261458 B CN111261458 B CN 111261458B
Authority
CN
China
Prior art keywords
processor
contactor
power distribution
control command
contactor control
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
Application number
CN202010154822.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111261458A (zh
Inventor
孙建勤
黄伟
常辰飞
汪姣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Aero Electric Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Aero Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Aero Electric Co Ltd filed Critical Shaanxi Aero Electric Co Ltd
Priority to CN202010154822.0A priority Critical patent/CN111261458B/zh
Publication of CN111261458A publication Critical patent/CN111261458A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111261458B publication Critical patent/CN111261458B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/002—Monitoring or fail-safe circuits
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0421—Multiprocessor system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay

Abstract

本发明提出一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法，在航空配电系统的配电控制器中采用两个处理器，一个作为控制处理器，一个作为监控处理器；配电控制器接收的外部输入信号分别输入控制处理器和监控处理器中；控制处理器按照飞机的供电逻辑输出接触器控制命令，监控处理器监控控制处理器输出的接触器控制命令，判断接触器控制命令是否合理，并根据判断结果通过控制开关禁止或允许接触器控制命令输出。本发明改善了单处理器或双相似处理器高故障率或软件算法故障引起接触器控制命令错误对配电系统的影响，降低重大事故发生概率，提高复杂飞机配电系统在电网转换过程中的安全性、可靠性、及时性，保证配电系统和用电设备正常运行。

Description

一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法
技术领域
本发明属于航空配电技术领域，具体涉及航空配电系统中对接触器采用非相似双处理器控制的方法，有效保证接触器正确动作。
背景技术
在航空电源系统领域，随着机载用电设备的大幅增加，对电能质量的要求也越来越高，飞机配电系统的地位和作用也愈发重要。飞机的配电系统不仅要提供足够的电容量，还要保证供电的高可靠性，尤其是在民用飞机上。
目前，航空配电系统中配电控制器一般采用处理器方式，主要功能是通过控制交、直流接触器的通断实现对交、直流电源接入电网、退出电网或电网状态重构，采集电源系统中电压信号、电流信号、状态信号进行监控，并与机上其他设备进行通讯等，这其中接触器控制功能是最重要的一项功能。处理器控制方式的特点是硬件结构简单，成本低，且对于复杂的飞机供电系统，接触器数量多，分布散，使用处理器进行统一控制也能节省空间和重量。
目前，供电系统中的接触器控制一般采用单处理器的方式，特点是结构简单，成本低，但如果在处理器故障或程序跑飞的情况下输出的接触器控制命令就有可能是错误的，故障发生率较高；也有使用双处理器控制的方案，两个处理器互为热备份，执行相同的软件任务，当其中一个处理器发生故障时，另外一个处理器接管所有的功能，保证系统正常工作，这种设计属于相似冗余设计，并不能真正提高系统安全性，因为不管是哪个处理器输出控制命令系统都无法知道该控制命令是否正确，是否会导致系统发生重大故障，且这种设计也增加了设计的复杂度和成本。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种非相似的双处理器控制方法，实现对配电系统中接触器的正确、有效地控制。
本发明的技术方案为：
所述一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法，其特征在于：在航空配电系统的配电控制器中采用两个处理器，一个作为控制处理器，一个作为监控处理器；配电控制器接收的外部输入信号分别输入控制处理器和监控处理器中；控制处理器按照飞机的供电逻辑输出接触器控制命令，监控处理器监控控制处理器输出的接触器控制命令，判断接触器控制命令是否合理，并根据判断结果通过控制开关禁止或允许接触器控制命令输出。
进一步的，控制处理器与监控处理器通过各自的看门狗信号监控彼此的运行状况，当任何一个处理器故障时，另一个处理器响应并告知机上设备该配电控制器已进入故障模式。
进一步的，控制处理器的工作流程为：控制处理器上电正常运行后，根据采集的外部输入信号确定当前的电源状态；当确定电源状态发生变化后，控制处理器根据设定供电逻辑输出接触器控制命令，经过一定的延时后，控制处理器采集接触器辅助触点状态信息确定接触器是否按照接触器控制命令正常闭合或关断，如果没有正常闭合或关断，则进行故障记录并返回系统原状态，如果接触器按照接触器控制命令正常闭合或断开，则系统进入新的状态正常运行；
监控处理器的工作流程为：监控处理器上电正常运行后，采集外部输入信号以及控制处理器输出的接触器控制命令，判断接触器控制命令是否发生变化后，如果发生变化，则结合采集的外部输入信号，利用预设存储在监控处理器内部的监控算法判断该接触器控制命令输出后是否会导致系统发生故障，如果发生故障，则监控处理器断开控制开关，禁止该接触器控制命令输出，如果是正常工作模式，则监控处理器闭合控制开关，允许该接触器控制命令正常输出。
有益效果
本发明提出的非相似双处理器的接触器控制方法有效改善了单处理器或双相似处理器高故障率或软件算法故障时引起的接触器控制命令错误对配电系统的影响，降低了重大事故发生的概率，提高了复杂飞机配电系统在电网转换过程中的安全性、可靠性、及时性，保证了配电系统和用电设备的正常运行。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1双处理器协同工作架构图；
图2控制处理器和监控处理器的软件流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
配电控制器作为整个配电系统的“控制大脑”，需要监测整个配电系统的状态，包括汇流条电压、电流、接触器状态、熔断器状态、负载断路器状态等信号，需要根据机上的要求完成电源接入电网、退出电网或电网重构，需要在系统发生故障时进行故障监测并将故障隔离，保证系统正常运行，这些功能都需要配电控制器的核心处理器实现。
本实施例中的配电控制器包括两个处理器，两个处理器从软件功能上进行了划分，一个作为控制处理器，一个作为监控处理器，两个处理器处理一样的外部输入信号，包括模拟输入信号和数字输入信号，但运行软件算法不同，控制处理器主要按照飞机的供电逻辑输出接触器控制命令，而监控处理器的主要任务是监控控制处理器输出的接触器控制命令，判断当前输出是否合理，通过控制开关禁止或允许接触器控制命令输出，两个处理器协同工作。而且两个处理器通过各自的看门狗信号监控彼此的运行状况，当任何一个处理器故障时，另一个处理器都及时响应，告知机上设备该配电控制器已进入故障模式，如图1所示。
控制处理器中的控制算法，主要是采集系统的输入信号并确定飞机的电源状态，根据飞机设定的供电逻辑确定系统供电状态，根据电源数量n可以将系统状态标记为2n种，每一种状态都对应一种正常的接触器状态组合。控制处理器上电正常运行后，会记录当前的电源状态，当某一个外部电源发生变化后，控制处理器根据供电逻辑确定即将进入的下一个状态，输出接触器控制命令，并执行相应的接触器的闭合或断开操作。
同时，监控处理器在接收到控制处理器输出的接触器控制命令，并判断接触器控制命令是否发生变化后，如果发生变化，则结合采集的外部输入信号，利用预设存储在监控处理器内部的监控算法判断该输出命令输出后是否会导致系统发生故障，如果发生故障，则监控处理器会断开红色的控制开关，禁止该接触器控制命令输出，如果是正常工作模式，则监控处理器会闭合红色的控制开关，允许该接触器控制命令正常输出。
经过一定的延时后，控制处理器采集接触器辅助触点状态信息确定该接触器是否正常闭合或关断，如果没有正常闭合或关断，则进行故障记录并返回系统原状态，如果接触器正常闭合或断开，则系统进入下一个状态并开始稳定运行，最终实现系统状态重构。
控制处理器的算法和监控处理器的算法的软件流程如图2所示。
这种非相似的双处理器控制方法有效解决了单一处理器高故障率的问题，以及相似双处理器只有控制算法却无法知道输出命令是否正确的问题，从而保证了输出控制命令的正确性，降低了系统发生故障的概率，提高了系统安全性。
同时，因为机上用电负载越来越复杂，控制器要监控、保护整个配电系统，需要采集的模拟信号和数字信号非常多，同时它还需要跟机上不同的设备进行通讯，传输大量数据，使用非相似的双处理器可以分担软件任务，保证系统正常、稳定的工作。
目前，在某型民用飞机配电箱系统的汇流条功率控制器设计中使用了该方法，处理器使用的是TI的28335芯片，具有较多的模拟量采集端口和数字量输入输出端口，且处理速度块，适合使用在复杂的配电系统中，通过对两个处理器做软件分解及功能分配，一个处理器主控制，另一个处理器监控其工作，试验显示两个处理器能很好的协同工作，特别在单一处理器故障时，可以保证控制器不输出错误的接触器控制命令，从而降低了重大事故的发生概率，保证整个配电系统正常运行。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法，其特征在于：在航空配电系统的配电控制器中采用两个处理器，一个作为控制处理器，一个作为监控处理器；配电控制器接收的外部输入信号分别输入控制处理器和监控处理器中；控制处理器按照飞机的供电逻辑输出接触器控制命令，监控处理器监控控制处理器输出的接触器控制命令，判断接触器控制命令是否合理，并根据判断结果通过控制开关禁止或允许接触器控制命令输出；
控制处理器的工作流程为：控制处理器上电正常运行后，根据采集的外部输入信号确定当前的电源状态；当确定电源状态发生变化后，控制处理器根据设定供电逻辑输出接触器控制命令，经过一定的延时后，控制处理器采集接触器辅助触点状态信息确定接触器是否按照接触器控制命令正常闭合或关断，如果没有正常闭合或关断，则进行故障记录并返回系统原状态，如果接触器按照接触器控制命令正常闭合或断开，则系统进入新的状态正常运行；
监控处理器的工作流程为：监控处理器上电正常运行后，采集外部输入信号以及控制处理器输出的接触器控制命令，判断接触器控制命令是否发生变化后，如果发生变化，则结合采集的外部输入信号，利用预设存储在监控处理器内部的监控算法判断该接触器控制命令输出后是否会导致系统发生故障，如果发生故障，则监控处理器断开控制开关，禁止该接触器控制命令输出，如果是正常工作模式，则监控处理器闭合控制开关，允许该接触器控制命令正常输出。
2.根据权利要求1所述一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法，其特征在于：控制处理器与监控处理器通过各自的看门狗信号监控彼此的运行状况，当任何一个处理器故障时，另一个处理器响应并告知机上设备该配电控制器已进入故障模式。
CN202010154822.0A 2020-03-08 2020-03-08 一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法 Active CN111261458B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010154822.0A CN111261458B (zh) 2020-03-08 2020-03-08 一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010154822.0A CN111261458B (zh) 2020-03-08 2020-03-08 一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111261458A CN111261458A (zh) 2020-06-09
CN111261458B true CN111261458B (zh) 2022-06-07

Family

ID=70951394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010154822.0A Active CN111261458B (zh) 2020-03-08 2020-03-08 一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111261458B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111782225A (zh) * 2020-06-21 2020-10-16 陕西航空电气有限责任公司 一种用于双cpu的防错烧写方法
CN112462643B (zh) * 2020-11-05 2022-03-15 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种基于电源控制切换的自撤销状态监控系统
CN114203483A (zh) * 2021-11-27 2022-03-18 陕西航空电气有限责任公司 一种实现航空接触器备份控制的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104648660A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种飞机双余度数字式起落架收放控制器
CN105259863A (zh) * 2015-10-30 2016-01-20 北京航天自动控制研究所 一种plc温备份冗余方法及系统
CN105822433A (zh) * 2016-03-11 2016-08-03 奇瑞汽车股份有限公司 一种航空发动机冗余ecu控制器及其控制方法
CN106647351A (zh) * 2016-10-19 2017-05-10 浙江中控技术股份有限公司 一种冗余切换电路

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2957503B1 (en) * 2014-06-19 2016-08-17 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH Aircraft with two engines having by-pass air inlet openings and bleed air outlets as well as engine for an aircraft

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104648660A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种飞机双余度数字式起落架收放控制器
CN105259863A (zh) * 2015-10-30 2016-01-20 北京航天自动控制研究所 一种plc温备份冗余方法及系统
CN105822433A (zh) * 2016-03-11 2016-08-03 奇瑞汽车股份有限公司 一种航空发动机冗余ecu控制器及其控制方法
CN106647351A (zh) * 2016-10-19 2017-05-10 浙江中控技术股份有限公司 一种冗余切换电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN111261458A (zh) 2020-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111261458B (zh) 一种航空配电系统中采用非相似双处理器的接触器控制方法
CN103544092B (zh) 一种基于arinc653标准机载电子设备健康监控系统
CN101788817B (zh) 一种基于星载总线的故障识别与处理方法
CN111952972B (zh) 一种面向优质供电服务的主配一体化负荷转供方法
CN103869781B (zh) 一种非相似三余度机载电气负载管理中心
US11095132B2 (en) Battery management system
CN111244916B (zh) 一种航空配电系统中关键交流接触器的硬件互锁方法
CN108923530A (zh) 一种变电站测控装置双套冗余切换方法
CA2024683A1 (en) Electrical power system with remote monitoring and control of protective relays
CN103309319B (zh) 分布冗余式飞机自动配电控制系统
CN107264572A (zh) 一种具备热冗余能力的无触点逻辑控制系统
CN105549424A (zh) 一种宽体客机汇流条功率控制器模拟系统及方法
CN109558278B (zh) 一种基于dsp与cpld的双余度cpu控制板
CN105197068A (zh) 一种双机安全冗余型lkj主机系统及方法
CN103853622A (zh) 一种互为备份的双余度控制方法
CN204340923U (zh) 一种整车控制系统及具有其的车辆
CN100334512C (zh) 固定重联机车牵引控制系统
CN101752904B (zh) 供电系统分布式控制管理子系统计算机
CN112636459A (zh) 一种无人机智能供配电系统
CN109638809A (zh) 一种长编组列车低压直流扩展供电系统及方法
CN110095975A (zh) 一种冗余控制系统
CN115765194B (zh) 基于双监控网络的船舶电力监控系统
CN109742843B (zh) 一种面向批量化飞行验证的供配电可重构控制系统及方法
CN114825462B (zh) 一种安全电源控制系统及方法
CN206440960U (zh) 一种基于fpga的有源电力滤波器控制系统

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