一种火箭地面加注控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种火箭地面加注控制系统及控制方法，控制系统包括总指挥控制网、地面加注工作站、主控制系统、工艺系统及安全监控系统，主控制系统和工艺系统中的各个装置中均有一套通用型控制装置,工艺系统的控制装置基于电连接器接口通过电连接器电缆连接各个设备，能够对地面设备控制、采集、数据传输等节省大量工作，为航天发射、地面设备加注调试节省成本、节约时间，其控制灵活，可靠性高，能够快速建立系统平台，且可扩展性强，支持多系统运用及运行，控制方法实时同时监测加注工艺系统各个安全指标，在任何指标出现异常时，能够及时进行故障报警，安全性和可靠性高，保证了整个系统安全稳定的运行。个系统安全稳定的运行。个系统安全稳定的运行。

【技术实现步骤摘要】
一种火箭地面加注控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及测控
，具体涉及一种火箭地面加注控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]在运载火箭发射、加注任务过程中，均需要地面控制系统提供稳定的推进剂燃料、可靠的气源系统，然而面对一个庞大而复杂的地面加注系统，对其可靠性要求高、工作流程严等特点，单纯以人工观察和手动操作完成各地面加注系统、配气系统等系统的工作流程，一旦出现故障均需人为排故，增加了人员操作的危险性，不利于系统快速应急响应，不利于整体的健康运维。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中火箭地面加注系统不能快速应急响应的缺陷，从而提供一种火箭地面加注控制系统及控制方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种火箭地面加注控制系统，包括：总指挥控制网、地面加注工作站、主控制系统、工艺系统及安全监控系统，其中工艺系统包括：推进剂装置、配气装置、抽空装置、强脱装置，其中，总指挥控制网，位于后端指控大厅，用于对工艺系统的时序指令进行收发管理、数据状态监测及记录；
[0006]地面加注工作站，位于前端指控大厅，用于接收总指挥控制网指令并发送给主控制系统，以及对工艺系统的数据状态监测及记录并反馈给总指挥控制网；
[0007]主控制系统，用于完成地面加注工作站通信指令，同时与工艺系统的控制器通过以太网接口连接，根据对工艺系统中的装置进行控制，以及采集工艺系统的状态参数进行数据存储记录，并将数据存储记录反馈给地面加注工作站；
[0008]推进剂装置，用于接收主控制系统发送的指令来执行推进剂加注工作时序对阀门控制，并对加注燃料进行流量采集；
[0009]配气装置，用于接收主控制系统发送的指令来执行工作时序，实现供气功能；
[0010]强脱装置，用于接收主控制系统发送的指令执行工作时序，实现箭体与电连接器设备分离；
[0011]抽空装置，用于接收主控制系统发送的指令来执行箭体抽真空功能，使箭体对推进剂完全充填；
[0012]安全监控系统，用于监测工艺系统的运行状态并反馈给主控制系统，在发生异常时进行警报，并接收主控制系统发送控制指令对发生异常的工艺系统所包括的装置进行干预处理；
[0013]所述主控制系统和工艺系统中的各个装置中均有一套通用型控制装置，该装置包括：主控器CPU模块、冗余的电源模块、2个模拟量输入模块、1个模拟量输出模块、2个数字量输入模块、2个数字量输出模块以及电连接器接口、电连接器电缆、本地按钮和远程按钮，其
中主控器CPU模块含有冗余的网络接口和双通信RS485接口，工艺系统的控制装置基于电连接器接口通过电连接器电缆连接各个设备。
[0014]在一实施例中，所述推进剂装置、配气装置、抽空装置、强脱装置均包括触摸屏，触摸屏通过RS485通信接口与装置进行连接，用于对装置进行本地单点测试以及待本地调试完成后，通过触摸屏或远程按钮进行远程系统联调。
[0015]在一实施例中，推进剂装置包括：加注燃料储存装置、推进剂控制器模块、阀门系统、流量计及电连接器电缆，其中，加注燃料储存装置用于储存箭体所需推进剂燃料，推进剂控制器模块执行推进剂加注工作时序，对阀门进行控制，以及对流量计的数据进行采集。
[0016]在一实施例中，所述配气装置包括：气源储存装置、配气控制器模块、减压器设备及电连接器电缆，其中，气源储存装置作为控制气、管路吹除气及消防气供给箭体控制使用，配气控制器模块用于接收主控制系统的指令，执行配气系统工作时序，完成供气功能需要；减压器设备用于对所需气源进行降压后供给各气源设备，电连接器电缆用于与主控制系统进行通信。
[0017]在一实施例中，强脱系统包括：强脱控制器装置、直流电机及固定支架，通过触摸屏控制强脱控制器进行本地调试，控制直流电机转动。
[0018]在一实施例中，抽空装置包括：包括抽空罐、抽空控制器模块、泵电机设备、阀门及真空仪表设备，抽空罐用于存储箭体内部分推进剂；抽空控制器模块用于完成抽真空系统的本地控制，通过控制交流接触器完成泵电机设备的启停功能，根据工艺需求抽空到相应的范围，通过模拟量采集的真空度传感器的示值，执行相应的抽空功能。
[0019]在一实施例中，所述安全监控系统的监控设备包括：压力传感器、温度传感器、液位传感器、氧浓度报警仪、甲烷浓度报警仪、煤油浓度报警仪、火焰探测器、防爆摄像头以及声光报警仪。
[0020]第二方面，本专利技术实施例提供一种火箭地面加注控制方法，基于第一方面所述的火箭地面加注控制系统，包括：主控器系统通过控制指令对工艺系统及安全监控系统，其中工艺系统包括：推进剂装置、配气装置、抽空装置、强脱装置进行控制并实时采集状态参数并进行数据存储记录，其中：
[0021]对推进剂装置的控制过程包括：判断主控器系统是否发出开启推进剂加注信号，如果是，则依次打开控制阀及相应的电磁阀，监控推进剂的流量是否到达预设阈值，如果到达预设阈值则通过保持电磁阀的开度，如果在推进剂过程中收到停止加注信号则直接控制关闭电磁阀；
[0022]对抽空装置的控制过程包括：根据预设压力值开启泵电机，并监测泵电机运行状态是否正常，如果正常则进一步判断真空压力值是否正常，如果正常则关闭泵电机；如果监测到泵电机或真空压力值异常时，控制关闭泵电机；
[0023]对配气装置的控制过程包括：预设定压力值，判断主控器系统是否发出开启电机启动信号，如果是，则控制打开电动减压器及相应的电磁阀进行减压，当检测到压力达到预设压力值阈值时关闭相应的电磁阀，在期间如收到供气停止信号，则控制关闭相应的电磁阀；
[0024]对强脱装置的控制过程包括：判断主控器系统是否发出开启电机启动信号，如果是，则打开电机正转并控制电机稳定运行，在电机正转过程中如果收到停止电机正转信号
则关闭电机，则对应的电连接器脱落；
[0025]对安全监控装置的控制过程包括：同时监测推进剂流量、甲烷浓度和煤油浓度之一、氧浓度、抽空装置的运行状态和压力、供气装饰的压力和温度以及视频监测设备状态是否异常；当至少之一异常时发出报警信号。
[0026]在一实施例中，在主控制器系统发出控制指令之前，还包括：对系统进行初始化，并进行模式判别，选择远程自动模式或本地手动模式，如果选择远程自动模式则获取预设定的计划参数，根据计划参数生成控制指令，如果本地手动模式则获取工程师手动设置参数后生成对应的控制指令。
[0027]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0028]1、本专利技术提供的一种火箭地面加注控制系统及控制方法，控制系统包括总指挥控制网、地面加注工作站、主控制系统、工艺系统及安全监控系统，其中工艺系统包括：推进剂装置、配气装置、抽空装置、强脱装置，主控制系统和工艺系统中的各个装置中均有一套通用型控制装置，工艺系统的控制装置基于电连接器接口通过电连接器电缆连接各个设备，能够对地面设备控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火箭地面加注控制系统，其特征在于，包括：总指挥控制网、地面加注工作站、主控制系统、工艺系统及安全监控系统，其中工艺系统包括：推进剂装置、配气装置、抽空装置、强脱装置，其中，总指挥控制网，位于后端指控大厅，用于对工艺系统的时序指令进行收发管理、数据状态监测及记录；地面加注工作站，位于前端指控大厅，用于接收总指挥控制网指令并发送给主控制系统，以及对工艺系统的数据状态监测及记录并反馈给总指挥控制网；主控制系统，用于完成地面加注工作站通信指令，同时与工艺系统的控制器通过以太网接口连接，根据对工艺系统中的装置进行控制，以及采集工艺系统的状态参数进行数据存储记录，并将数据存储记录反馈给地面加注工作站；推进剂装置，用于接收主控制系统发送的指令来执行推进剂加注工作时序对阀门控制，并对加注燃料进行流量采集；配气装置，用于接收主控制系统发送的指令来执行工作时序，实现供气功能；强脱装置，用于接收主控制系统发送的指令执行工作时序，实现箭体与电连接器设备分离；抽空装置，用于接收主控制系统发送的指令来执行箭体抽真空功能，使箭体对推进剂完全充填；安全监控系统，用于监测工艺系统的运行状态并反馈给主控制系统，在发生异常时进行警报，并接收主控制系统发送控制指令对发生异常的工艺系统所包括的装置进行干预处理；所述主控制系统和工艺系统中的各个装置中均有一套通用型控制装置，该装置包括：主控器CPU模块、冗余的电源模块、2个模拟量输入模块、1个模拟量输出模块、2个数字量输入模块、2个数字量输出模块以及电连接器接口、电连接器电缆、本地按钮和远程按钮，其中主控器CPU模块含有冗余的网络接口和双通信RS485接口，工艺系统的控制装置基于电连接器接口通过电连接器电缆连接各个设备。2.根据权利要求1所述的火箭地面加注控制系统，其特征在于，所述推进剂装置、配气装置、抽空装置、强脱装置均包括触摸屏，触摸屏通过RS485通信接口与装置进行连接，用于对装置进行本地单点测试以及待本地调试完成后，通过触摸屏或远程按钮进行远程系统联调。3.根据权利要求2所述的火箭地面加注控制系统，其特征在于，推进剂装置包括：加注燃料储存装置、推进剂控制器模块、阀门系统、流量计及电连接器电缆，其中，加注燃料储存装置用于储存箭体所需推进剂燃料，推进剂控制器模块执行推进剂加注工作时序，对阀门进行控制，以及对流量计的数据进行采集。4.根据权利要求2所述的火箭地面加注控制系统，其特征在于，所述配气装置包括：气源储存装置、配气控制器模块、减压器设备及电连接器电缆，其中，气源储存装置作为控制气、管路吹除气及消防气供给箭体控制使用，配气控制器模块用于接收主控制系统的指令，执行配气系统工作时序，完成供气功能需要；减压器设备用于对所需气源进行降压后供给各气源设备，电连接器电缆用于与主控制系统进行通信。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞敏，吴怀明，高婉丽，吴志坚，谢行，王孝，王永鹏，李超，张家仙，朱子勇，李志刚，柴栋栋，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：