[发明专利]发动机抽真空冗余自动化测控系统及方法

说明书

本发明提出了一种发动机抽真空冗余自动化测控系统，包括相互交换的分别设在前端设备间和后端动力方舱的光端机，前端设备间内光端机分别与触摸屏、第一测控装置、第二测控装置通信，第一测控装置和第二测控装置连接信号转接器；后端动力方舱内光端机与第一测控上位机和第二测控上位机通信。本发明发动机抽真空冗余自动化测控系统及方法，采用双下位机、多上位机测控一体方案，由远端控制，可靠性高；同时测控一体方案与传统测量与控制分开方法相比，效率提高。

技术领域

本发明涉及火箭用液氧煤油发动机领域，尤其涉及一种发动机抽真空冗余自动化测控方法。

背景技术

我国新型火箭采用液氧煤油发动机，该火箭发射前需进行燃料腔抽真空和充填。根据火箭发射要求，发动机抽真空时间为火箭发射前人员撤离后，由操作员在后端动力方舱内进行控制。为保证火箭顺利发射，抽真空系统必须按节点正确工作，在规定时间内将发动机燃料腔压力抽至额定值以下同时保持该压力不少于1000s。

目前，我国现有发动机抽真空测控方法为：手动按钮控制真空泵、手动阀门控制引射器两种方式进行抽真空试验。采用单一设备抽真空效果及稳定性差，当采用冗余工艺设备时，手动测控容易受到人为干扰。现有抽真空测控方法都是依靠敷设电缆靠手动按钮进行抽真空试验，自动化程度低，误操作率高，灵活性差，可靠性低。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种发动机抽真空冗余自动化测控系统及方法，采用双下位机、多上位机测控一体方案，由远端控制，可靠性高；同时测控一体方案与传统测量与控制分开方法相比，效率提高。

本发明的技术解决方案是：发动机抽真空冗余自动化测控系统，包括相互交换的分别设在前端设备间和后端动力方舱的光端机，前端设备间内光端机分别与触摸屏、第一测控装置、第二测控装置通信，第一测控装置和第二测控装置连接信号转接器；后端动力方舱内光端机与第一测控上位机和第二测控上位机通信。

上述信号转接器分别连接压力传感器、真空传感器、电磁阀以及接近开关。

上述光端机之间通过光纤连接；前端设备间内光端机与触摸屏、第一测控装置、第二测控装置之间通过工业网线连接；后端动力方舱内光端机与第一测控上位机和第二测控上位机通过工业网线连接；第一测控装置和第二测控装置与信号转接器通过活动电缆连接。

发动机抽真空冗余自动化测控方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)远端方舱发送程序启动指令，下位机执行预先编译下载好的抽真空程序，开启真空泵；下位机控制器以扫描的方式依次读入所有输入状态和数据，其中控制器中的模拟量采集模块分辨率为15位，将所有数据存放到I/O映象区中的响应单元内；

2)系统加入反馈设计，真空泵开始工作60秒后，进入传感器值反馈判读程序；

3)传感器测量值实时与设定值进行比较，当4个传感器有3个小于等于设定值后，判读条件成立，程序自动向下进行；

4)打开引射器，向变频器发指令关闭真空泵；

5)在1000s后程序自动关闭引射器，结束抽真空。

上述步骤2)反馈判读程序具体过程是：四个传感器将4-20mA电流信号传至PLC的模拟量输入模块，该模块通过AD转换后将数据传至PLC的控制器，控制器通过传感器的校准系数将信号转换成对应压力值。四个压力值实时与设定值进行比较，当传感器值大于设定值时，真空泵继续工作，当4个传感器有3个小于等于设定值后，程序关闭真空泵打开引射器。

上述步骤1)中所有输入状态是：抽真空系统的阀门指令信号、阀门回测信号；阀门指令信号与阀门回测信号是开关量信号(数字量信号)，即打开是1，关闭是0。

上述步骤1)抽真空程序具体是：