專利名稱：一種高可靠擺桿控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高可靠擺桿控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于火箭發(fā)射平臺控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高可靠火箭發(fā)射平臺擺桿控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]運載火箭活動發(fā)射平臺電控系統(tǒng)，是發(fā)射平臺重要的配套設(shè)備，擺桿電氣系統(tǒng)是發(fā)射平臺電控系統(tǒng)的重要組成部分，用來實現(xiàn)發(fā)射平臺各擺桿的擺開擺回控制功能。根據(jù)總體要求，為簡化工作流程，縮短發(fā)射準備時間，發(fā)射平臺上設(shè)置有臍帶塔，用于保證發(fā)射平臺轉(zhuǎn)運過程中連接加注供氣管路及有效載荷電源、空調(diào)等。發(fā)射前各管路脫落，由臍帶塔上的擺桿帶動所有管路擺到安全區(qū)域。由于擺桿在發(fā)射前三十秒擺開，并且擺桿控制進入-2min發(fā)射流程，因此電氣、液壓、機械系統(tǒng)必須保證其順利擺開，否則將導致災(zāi)難性后果，依次對擺桿控制的可靠性有很高的要求。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型的目的在于提供一種高可靠擺桿控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)對擺桿的高可靠控制，保證發(fā)射動作的順利完成。[0004]為達到上述目的，本實用新型所采取的技術(shù)方案為一種高可靠擺桿控制系統(tǒng)包括手動控制器、自動控制器、應(yīng)急控制器、PLC控制器、信號適配器、限位開關(guān)、壓力放大器、 流量放大器、比例壓力閥、比例流量閥、電磁閥、壓力傳感器、傳動機構(gòu)和擺桿；所述手動控制器和自動控制器的輸出端與PLC控制器的輸入端連接，PLC控制器的輸出端和應(yīng)急控制器的輸出端分別與信號適配器的輸入端連接，信號適配器的輸出端分別與壓力放大器和流量放大器的輸入端連接，壓力放大器和流量放大器的輸出端分別與比例壓力閥和比例流量閥的輸入端連接，比例壓力閥和比例流量閥的輸出端分別與傳動機構(gòu)的輸入端連接；PLC 控制器的輸出端還通過電磁閥與傳動機構(gòu)的輸入端連接，傳動機構(gòu)的輸出端分別與擺桿和壓力傳感器連接，擺桿與限位開關(guān)連接，限位開關(guān)與PLC控制器連接，壓力傳感器與PLC控制器連接。[0005]所述的PLC控制器采用冗余配置，即包括PLC控制器1和PLC控制器2 ；所述的限位開關(guān)包括0°限位開關(guān)和90°限位開關(guān)，且其均采用冗余配置，即分別配置有兩個0°限位開關(guān)和兩個90°限位開關(guān)。[0006]所述的擺桿在系統(tǒng)啟動前，處于0°位置，所述的0°限位開關(guān)閉合；所述的90° 限位開關(guān)在擺桿擺動到90°時閉合，并將該到位信號反饋給PLC控制器；[0007]所述的自動控制器或手動控制器在系統(tǒng)啟動后，發(fā)出初始壓力信號P1和流量信號 V1，用于控制擺桿的擺動速度；[0008]所述的PLC控制器1接收到自動控制器或手動控制器發(fā)出的壓力信號P1*流量信號V1,并按正常擺動邏輯進行控制；所述的PLC控制器2實時監(jiān)測PLC控制器1 若在t。-、 時間段未檢測到擺桿的擺開動作，則認為PLC控制器1失效，此時自動啟用PLC控制器2，實現(xiàn)擺桿的快速強擺；在控制擺桿擺動過程中，所述的PLC控制器同時輸出24V電壓信號給電磁閥，用于控制擺桿的擺動方向；所述的PLC控制器將壓力傳感器采集的信號與標準信號進行比較，形成閉環(huán)控制回路；當所述的PLC控制器接收到90°限位開關(guān)的到位信號時，系統(tǒng)停止動作；所述的應(yīng)急控制器在PLC控制器1和PLC控制器2均失效時，人工啟動對擺桿進行控制，實現(xiàn)擺桿的快速強擺。所述的信號適配器將PLC控制器輸出的壓力信號P2和流量信號V2進行轉(zhuǎn)換；所述的壓力放大器和流量放大器分別接收到信號適配器輸出的壓力信號和流量信號，進行放大處理后輸出壓力信號P3和流量信號V3 ；所述的比例壓力閥和比例流量閥依據(jù)接收到的壓力信號P3和流量信號V3控制傳動機構(gòu)動作；所述的電磁閥接收到PLC控制器發(fā)出的電壓信號后控制傳動機構(gòu)動作，進而控制擺桿的擺動方向；所述的傳動機構(gòu)依據(jù)接收到的壓力信號P3和流量信號V3，控制擺桿的擺動速度； 依據(jù)接收到的電磁閥信號，控制擺桿的擺動方向；所述壓力傳感器在擺桿擺動過程中，不斷采集傳動機構(gòu)輸出的壓力信號，并將其反饋給PLC控制器；所述的PLC控制器1、PLC控制器2和應(yīng)急控制器構(gòu)成三通道控制，且三通道設(shè)計有互鎖電路。所述的手動控制器、自動控制器和應(yīng)急控制器構(gòu)成的三種控制回路設(shè)計有互鎖電路。本實用新型所取得的有益效果為(1)本實用新型所述高可靠擺桿控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對擺桿的多模式冗余控制，即自動控制方式、手動控制方式以及在上述兩種控制方式故障情況下的應(yīng)急控制方式，且三種控制回路設(shè)計有互鎖電路，具有互鎖功能，以避免誤操作，因此具有較高的可靠性；( 通過設(shè)備冗余配置，S卩PLC控制器包括PLC控制器1和PLC控制器2，其中一路作為正常通道，另一路作為備份通道，以保障各路信號正確發(fā)送；另外0°限位開關(guān)和90° 均采用雙冗余配置，以實現(xiàn)對擺桿的高可靠控制；(3)自動控制方式具有正常通道和備份通道兩種通道，其與應(yīng)急控制方式構(gòu)成三通道控制，實現(xiàn)了控制信號的多路傳輸，且各通道之間按照優(yōu)先順序進行相互檢測，同時三通道設(shè)計有互鎖電路，具有互鎖功能，以保證信號傳輸?shù)臏蚀_性和高效性；通過上述方案，可以實現(xiàn)對擺桿的高可靠控制，以確保發(fā)射動作的順利完成。

圖1為本實用新型所述高可靠擺桿控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為擺桿正常擺開時的動作曲線圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。[0026]如圖1所示，本實用新型所述高可靠擺桿控制系統(tǒng)包括手動控制器、自動控制器、 應(yīng)急控制器、PLC控制器、信號適配器、限位開關(guān)、壓力放大器、流量放大器、比例壓力閥、比例流量閥、電磁閥、壓力傳感器、傳動機構(gòu)和擺桿；所述手動控制器和自動控制器的輸出端與PLC控制器的輸入端連接，PLC控制器的輸出端和應(yīng)急控制器的輸出端分別與信號適配器的輸入端連接，信號適配器的輸出端分別與壓力放大器和流量放大器的輸入端連接，壓力放大器和流量放大器的輸出端分別與比例壓力閥和比例流量閥的輸入端連接，比例壓力閥和比例流量閥的輸出端分別與傳動機構(gòu)的輸入端連接；PLC控制器的輸出端還通過電磁閥與傳動機構(gòu)的輸入端連接，傳動機構(gòu)的輸出端分別與擺桿和壓力傳感器連接，擺桿與限位開關(guān)連接，限位開關(guān)與PLC控制器連接，壓力傳感器與PLC控制器連接。其中PLC控制器采用冗余配置，即包括PLC控制器1和PLC控制器2，其中一路作為正常通道，另一路作為備份通道，一旦正常通道發(fā)生問題，即擺桿未擺開，則系統(tǒng)自動切換到備份通道；另外限位開關(guān)包括0°限位開關(guān)和90°限位開關(guān)，且其均采用冗余配置，即分別配置有兩個0°限位開關(guān)和兩個90°限位開關(guān)，只要其中之一發(fā)出反饋信號，即認為擺桿已擺到該位置。由手動控制器、自動控制器和應(yīng)急控制器構(gòu)成的三種控制回路設(shè)計有互鎖電路， 具有互鎖功能；另外PLC控制器1、PLC控制器2和應(yīng)急控制器構(gòu)成三通道控制，且各通道之間按照優(yōu)先順序進行相互檢測，同時三通道設(shè)計有互鎖電路，具有互鎖功能。系統(tǒng)啟動前，擺桿處于0°位置，0°限位開關(guān)閉合；系統(tǒng)啟動后，通過自動控制器或手動控制器發(fā)出初始壓力信號P1和流量信號V1,用于控制擺桿的擺動速度，PLC控制器的 PLC控制器1接收到該壓力信號P1和流量信號V1，并按照如圖2所示的正常擺動邏輯進行控制，此時，PLC控制器2實時監(jiān)測PLC控制器1 若在^t1時間段未檢測到擺桿的擺開動作，則認為PLC控制器1失效，此時自動啟用PLC控制器2，實現(xiàn)擺桿的快速強擺；PLC控制器輸出的壓力信號P2和流量信號V2,分別經(jīng)信號適配器轉(zhuǎn)換后輸入給壓力放大器和流量放大器，壓力放大器和流量放大器輸出的壓力信號P3和流量信號V3分別通過比例壓力閥和比例流量閥控制傳動機構(gòu)動作，傳動機構(gòu)帶動擺桿擺動，當擺桿擺動到90°時，90°限位開關(guān)閉合，并將該到位信號反饋給PLC控制器，系統(tǒng)停止動作；在控制擺桿擺動過程中，PLC控制器同時輸出MV電壓信號給電磁閥，通過電磁閥控制傳動機構(gòu)，進而控制擺桿的擺動方向； 在控制擺桿擺動過程中，壓力傳感器不斷采集傳動機構(gòu)輸出的壓力信號，并將其反饋給PLC 控制器，PLC控制器將該信號與標準信號進行比較，形成閉環(huán)控制回路；當PLC控制器1和 PLC控制器2均失效時，人工啟動應(yīng)急控制器對擺桿進行控制，實現(xiàn)擺桿的快速強擺。
權(quán)利要求1.一種高可靠擺桿控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括手動控制器、自動控制器、應(yīng)急控制器、PLC控制器、信號適配器、限位開關(guān)、壓力放大器、流量放大器、比例壓力閥、比例流量閥、電磁閥、壓力傳感器、傳動機構(gòu)和擺桿；所述手動控制器和自動控制器的輸出端與 PLC控制器的輸入端連接，PLC控制器的輸出端和應(yīng)急控制器的輸出端分別與信號適配器的輸入端連接，信號適配器的輸出端分別與壓力放大器和流量放大器的輸入端連接，壓力放大器和流量放大器的輸出端分別與比例壓力閥和比例流量閥的輸入端連接，比例壓力閥和比例流量閥的輸出端分別與傳動機構(gòu)的輸入端連接；PLC控制器的輸出端還通過電磁閥與傳動機構(gòu)的輸入端連接，傳動機構(gòu)的輸出端分別與擺桿和壓力傳感器連接，擺桿與限位開關(guān)連接，限位開關(guān)與PLC控制器連接，壓力傳感器與PLC控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠擺桿控制系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC控制器采用冗余配置，即包括PLC控制器1和PLC控制器2 ；所述的限位開關(guān)包括0°限位開關(guān)和90° 限位開關(guān)，且其均采用冗余配置，即分別配置有兩個0°限位開關(guān)和兩個90°限位開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高可靠擺桿控制系統(tǒng)，其特征在于所述的擺桿在系統(tǒng)啟動前，處于0°位置，所述的0°限位開關(guān)閉合；所述的90°限位開關(guān)在擺桿擺動到90°時閉合，并將該到位信號反饋給PLC控制器；所述的自動控制器或手動控制器在系統(tǒng)啟動后，發(fā)出初始壓力信號P1和流量信號V1, 用于控制擺桿的擺動速度；所述的PLC控制器1接收到自動控制器或手動控制器發(fā)出的壓力信號P1和流量信號 V1,并按正常擺動邏輯進行控制；所述的PLC控制器2實時監(jiān)測PLC控制器1 若在時間段未檢測到擺桿的擺開動作，則認為PLC控制器1失效，此時自動啟用PLC控制器2，實現(xiàn)擺桿的快速強擺；在控制擺桿擺動過程中，所述的PLC控制器同時輸出24V電壓信號給電磁閥，用于控制擺桿的擺動方向；所述的PLC控制器將壓力傳感器采集的信號與標準信號進行比較，形成閉環(huán)控制回路；當所述的PLC控制器接收到90°限位開關(guān)的到位信號時，系統(tǒng)停止動作；所述的應(yīng)急控制器在PLC控制器1和PLC控制器2均失效時，人工啟動對擺桿進行控制，實現(xiàn)擺桿的快速強擺。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高可靠擺桿控制系統(tǒng)，其特征在于所述的信號適配器將PLC控制器輸出的壓力信號P2和流量信號V2進行轉(zhuǎn)換；所述的壓力放大器和流量放大器分別接收到信號適配器輸出的壓力信號和流量信號， 進行放大處理后輸出壓力信號P3和流量信號V3 ；所述的比例壓力閥和比例流量閥依據(jù)接收到的壓力信號P3和流量信號V3控制傳動機構(gòu)動作；所述的電磁閥接收到PLC控制器發(fā)出的電壓信號后控制傳動機構(gòu)動作，進而控制擺桿的擺動方向；所述的傳動機構(gòu)依據(jù)接收到的壓力信號P3和流量信號V3，控制擺桿的擺動速度；依據(jù)接收到的電磁閥信號，控制擺桿的擺動方向；所述壓力傳感器在擺桿擺動過程中，不斷采集傳動機構(gòu)輸出的壓力信號，并將其反饋給PLC控制器；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高可靠擺桿控制系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC控制器1、PLC控制器2和應(yīng)急控制器構(gòu)成三通道控制，且三通道設(shè)計有互鎖電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠擺桿控制系統(tǒng)，其特征在于所述的手動控制器、自動控制器和應(yīng)急控制器構(gòu)成的三種控制回路設(shè)計有互鎖電路。
專利摘要本實用新型屬于火箭發(fā)射平臺控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高可靠擺桿控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的手動控制器和自動控制器的輸出端與PLC控制器的輸入端連接，PLC控制器的輸出端和應(yīng)急控制器的輸出端分別與信號適配器的輸入端連接，信號適配器的輸出端分別與壓力放大器和流量放大器的輸入端連接，壓力放大器和流量放大器的輸出端分別與比例壓力閥和比例流量閥的輸入端連接，比例壓力閥和比例流量閥的輸出端分別與傳動機構(gòu)的輸入端連接；PLC控制器的輸出端還通過電磁閥與傳動機構(gòu)的輸入端連接，傳動機構(gòu)的輸出端分別與擺桿和壓力傳感器連接，擺桿與限位開關(guān)連接，限位開關(guān)與PLC控制器連接，壓力傳感器與PLC控制器連接。該系統(tǒng)可實現(xiàn)對發(fā)射平臺擺桿的高可靠控制。
文檔編號G05B19/05GK202306246SQ20112041674
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者丁保民, 劉麗媛, 吳齊才, 朱冠仲, 楊鋒, 邢然 申請人:中國運載火箭技術(shù)研究院, 北京航天發(fā)射技術(shù)研究所