本发明专利技术提供了一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置。所述控制装置包括数字处理模块、火工品解控模块和火工品自保模块。本发明专利技术采用模块化设计，实现小型化、通用化特点。箭地通信采用隔离RS422串口通信，减少了箭地之间大量电缆的铺设，降低长电缆引入干扰风险。本发明专利技术采用纯数字化控制，以FPGA+可编程只读存储器架构，可实时监测火工品状态和内部继电器状态。关键电路均采用冗余设计，可靠性高、安全性高。通过地面系统远程控制实现多路火工品自动保护与解保冗余控制，解决了传统火箭人工上箭拔火工品短路头的问题，真正实现发射场射前加注无人值守。射前加注无人值守。射前加注无人值守。
【技术实现步骤摘要】
运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置
[0001]本专利技术涉及运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置。
技术介绍
[0002]现有运载火箭在运输和发射准备过程中，采用插头短路火工品的形式防止火工品误动作。当火箭在发射前竖立在发射塔架上时，需要人员上塔架手动拔掉火工品短路插头。在这些过程中，火工品一旦误动作，则会造成箭毁人亡的严重后果。
技术实现思路
[0003]本专利技术旨在提供一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置，满足远程控制运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制的功能需求以及高可靠性、安全性要求，配合地面系统控制指令完成火工品自动保护与解保冗余控制、实时监测解控状态、火工品状态和内部继电器状态。
[0004]为了实现上述专利技术目的，解决方案是：一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置。该装置包括：
[0005]数字处理模块由电源转换单元、AD转换单元、逻辑控制单元、隔离串口通信单元和存储单元组成。
[0006]电源转换单元采用EMI+DCDC组合，将外部供电转换为二次电源，给数字部分供电；转换后的二次电源经过AD转换单元转换为数字量，给逻辑控制单元(FPGA及外围电路)；逻辑控制单元接收火工品解保模块、火工品自保模块的解控状态、火工品状态和继电器状态，将内部状态和二次电源组帧给隔离串口通信单元；隔离串口通信单元通过隔离串口1发送给地面系统，隔离串口2发送给测量系统，供地面实时监测，减少了箭地之间大量电缆的铺设以及长电缆带来的干扰；配备存储单元，可存储固定参数，软件可扩展。
[0007]火工品解控模块由电磁继电器采用并串冗余形式，用于实现火工品解控冗余控制。同时回采解控状态和继电器状态，地面系统通过隔离串口数据实时监测解控状态和内部继电器状态。执行火工品解控指令后，才能执行火工品保护和火工品解保指令，防止火工品误触发动作。
[0008]火工品自保模块由磁保持继电器采用两个继电器的各1组触点串联冗余形式，用于实现火工品自动保护和解保冗余控制。同时回采火工品状态和继电器状态，地面系统通过隔离串口数据实时监测火工品状态和内部继电器状态，解决了传统火箭人工上箭拔火工品短路头的问题，实现真正的发射场射前加注无人值守。
[0009]本专利技术提供了一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置，其优点是：
[0010]1.设计采用模块化组成，实现小型化、通用化特点；
[0011]2.采用RS422隔离串口通信，减少了箭地之间大量电缆的铺设，降低长电缆引入干扰风险；
[0012]3.采用纯数字化控制，FPGA+可编程只读存储器架构，可实时监测火工品状态和内
部继电器状态；
[0013]4.关键器件采用多种冗余方式，消除单点故障，提高火工品自保执行的可靠性和安全性；
[0014]5.解决了传统火箭人工上箭拔火工品短路头的问题，实现真正的发射场射前加注无人值守。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置的组成框图；
[0016]图2为本专利技术一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置火工品解控、自动保护和解保原理图；
[0017]图3为本专利技术一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置1路火工品继电器冗余控制连接示意图。
具体实施方式
[0018]本专利技术所采用的技术方案是以通用化的FPGA及外围电路硬件平台为基础，配以软件实现远程控制运载火箭火工品自动保护和解保冗余控制功能。硬件平台配备只读存储器，以适应不同场所需求，方便快捷。
[0019]下面结合附图说明本专利技术的优选实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本专利技术的一部分实例，并不是全部的实例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0020]附图1为本专利技术一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置的组成框图。如附图的实施例所示，该装置包括数字处理模块、火工品解控模块和火工品自保模块。
[0021]数字处理模块，采用电源转换单元、AD转换单元、逻辑控制单元、隔离串口通信单元和存储单元组成。电源转换单元采用EMI+DCDC组合，将外部供电转换为二次电源，给数字部分供电；AD转换单元将转换的二次电源转换为数字量，给逻辑控制单元(FPGA及外围电路)；逻辑控制单元接收火工品解控模块、火工品自保模块的解控状态、火工品状态和继电器状态，将内部状态和二次电源组帧给隔离串口通信单元；隔离串口通信单元通过隔离串口1发送给地面系统，隔离串口2发送给测量系统，供地面系统实时监测；配备参数存储单元，可存储固定参数，软件可扩展。
[0022]本实施例中FPGA、程序存储器和可编程只读存储器选用深圳国微公司的SMQV600、SM18V04和SM93LC46B，晶振选用北京晨晶公司的ZPB
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9.8304MHz，隔离串口通信选用AD公司的ADM2682，AD选用AD公司的AD976，EMI+DCDC选用中电43所的HSFH28
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461F和HMTF28S5F，HSFH28
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461F输入电压15V～50V，最大工作电流2A，HMTF28S5F输入电压15V～50V，最大工作电流6A，具有欠压锁定和输出短路保护功能。
[0023]附图2为本专利技术一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置火工品解控、自动保护和解保原理图。火工品解控模块和火工品自保模块用于接收地面系统火工品解控、保护和解保28V控制指令，冗余控制火工品自动保护和解保。
[0024]附图3为本专利技术一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置1路火工品继
电器冗余控制连接示意图。火工品解控电路采用电磁继电器并串冗余形式，火工品保护和解保采用两个磁保持继电器的各1组触点串联冗余形式，在火工品解控指令执行的前提下才能执行火工品保护和解保指令，提高火工品自动保护和解保执行的可靠性和安全性。
[0025]本实施例中解控电路选用贵州航天电器的电磁继电器JZC
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177M，每个电磁继电器有6组触点，触点最大负载电流2A。采用4个电磁继电器J1～J4组成解控冗余控制电路，控制线圈两端并联接在一起。
[0026]J1～J4并串联冗余连接方法：J1的输入触点J1.3和J2的输入触点J2.3并联接火工品保护指令的正端；J1的常闭触点J1.5与J2的常闭触点J2.5、J3的输入触点J3.3和J4的输入触点J4.3并联；J3的常闭触点J3.5与J4的常闭触点J4.5、J1的输入触点J1.6和J2的输入触点J2.6并联，同时接火工品保护磁保持继电器K1～Kn的前激励控制线圈的正端；J1的常开触点J1.7与J2的常开触点J2.7、J3的输入触点J3.6和J4的输入触点J4.6并联；J3的常开触点J3.7和J4的常开触点J本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置，其特征在于，包括：数字处理模块，用于将外部供电转换为二次电源，给数字部分供电；接收火工品解控模块、火工品自保模块的解控状态、火工品状态和继电器状态，将内部状态和二次电源组帧通过隔离串口分别发送给地面系统和测量系统，在火箭发射准备阶段和飞行过程中地面系统可实时监测控制装置内部状态；配备存储单元，软件可扩展；火工品解控模块，用于接收地面系统火工品解控指令，采用电磁继电器双并双串冗余形式，实现火工品解控冗余控制；同时回采解控状态和继电器状态，通过隔离串口实时监测解控状态和内部继电器状态。执行火工品解控指令后，才能执行火工品保护和火工品解保指令，防止火工品误触发动作；所述火工品自保模块，用于接收地面系统火工品保护和火工品解保指令，采用两个磁保持继电器的各1组触点串联冗余形式，实现火工品保护和解保冗余控制；同时回采火工品状态和继电器状态，通过隔离串口实时监测火工品状态和内部继电器状态。2.如权利要求书1所述的运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置，其特征在于，所述数字处理模块，包括：电源转换单元、AD转换单元、逻辑控制单元、隔离串口通信单元和存储单元。3.如权利要求书2所述的运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置，其特征在于，所述电源转换单元，采用EMI滤波器和DCDC组合用于将外部供电转换为二次电源，给数字部分供电；转换后的二次电源经过AD转换单元转换为数字量，给逻辑控制单元；所述逻辑控制单元，用于接收火工品解控模块、火工品自保模块的解控状态、火工品状态和继电器状态，将内部状态和二次电源组帧给隔离串口通信单元；所述隔离串口通信单元，用于通过隔离串口1发送给地面系统，隔离串口2发送给测量系统，火箭在发射准备阶段和飞行过程中地面系统可实时监测控制装置内部状态；所述存储单元，供软件扩展。4.如权利要求书1所述的运载火箭火工品自动保护与解保冗余控制装置，其特征在于，所述火工品解控模块，包括：四个电磁继电器J1～J4，电磁继电器J1～J4的控制线圈两端分别并联，正端接地面系统火工品解控指令正端，负端接地面系统火工品解控指令负端；J1和J2的1组触点输入端并联、常闭触点并联，J3和J4的1组触点输入端并联、常闭触点并联，再串联形成两并两串的冗余形式输出火工品保护解控信号；J1和J2的另1组触点输入端并联、常开触点并联，J3和J4的另1组触点输入端并联、常开触点并联到地面系统火工品保...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐建萍，周振宇，赵雯娴，胡世豪，于砚，张圣杰，
申请(专利权)人：上海航天计算机技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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