[发明专利]一种火箭系统地面试验用的简控台

说明书

一种火箭系统地面试验用的简控台设计，可应用于火箭研发过程中的各类地面试验，如匹配试验、分离试验、系统综合试验等。简控台能够产生多种类型信号，通过逻辑控制和外围电路转换，实现信号输出和外界信号监控。简控台原理简单，实现方式多样，成本低，更改灵活，适应性强，能够很方便的应用于多种类型的电气系统试验中，节约经济成本和时间成本。

技术领域

本发明应用于运载火箭电气系统测试、分离试验等，属于航天运载技术领域。

背景技术

运载火箭电气系统一般包括控制系统、遥测系统、外测系统、安全系统等，涉及到控制 科学、射频、机电、通信，甚至火工品、热能等领域，属于多学科交叉的复杂系统。在火箭 研制过程中需要进行各类试验，与电气相关的试验比如系统综合试验、匹配试验、分离点火 试验、半实物仿真试验等。

在不同的试验中，不是必须将所有的箭上、地面设备及电缆参与试验，与具体的试验设 计目的有关。试验中通常需要测试设备对箭上设备供电、通讯、指令输出和采集等，其中， 指令输出和采集通常采用开入、开出的形式完成。不同试验对开入量、开出量需求的形式和 数量不一样，比如28V+、28V-、无源触点等形式。这给试验设备的设计带来难度，尤其是试 验测试设备难以重复利用，同一型号的不同试验、或者不同型号的试验之间由于需求不同， 导致每次试验都需要重新设计参试设备，使用一次之后基本可以报废，造成人力、物力、财 力、时间等资源浪费。

基于多种电气相关试验的共性需求，本发明设计了一种简易控制装置(下称“简控台”)， 使用该装置能够完成多种类型开出信号的输出、多种开入信号检测，完成多种逻辑控制，并 且预留出足够的开入、开出通路，能够实现大多数电气系统试验的需求。针对不同电气试验 的需要，仅需进行简单的线路更改即可完成，实现了设备的复用。设备操作简单、更改方便、 利用率高，能够节省试验成本，降低试验设计难度。

发明内容

本发明的技术解决问题是：

火箭电气系统不同类型的地面试验，对控制信号的类型、数量需求有差异，为了解决火 箭电气系统参与不同试验的需求，设计一种通用型的简控台，融合了多种形式信号的开出、 开入检测、逻辑控制等功能，满足大部分箭上信号使用要求。简控台用简单的电路形式解决 了多种信号输出，并且逻辑控制更改非常方便，输出信号类型、逻辑关系、监测信号形式等 可以根据需求进行更改，适用于各种类型地面试验。

本发明的技术解决方案是：

简控台采用“控制核心+外围电路”的形式实现。其中控制核心能够采用软件实现电路输 出的逻辑关系，实现监控信号可视化。外围电路则是实现信号的放大输出。

以“PLC+电磁继电器电路”为架构，设计简控台实例，采用工业用的PLC作为控制核心，搭载外围继电器电路，实现简控台功能。

其中，PLC上运行控制软件(即梯形图)，逻辑控制在梯形图中实现，由设计人员编制并 烧写在PLC中。PLC的输出进入到外围电磁继电器电路中，控制继电器触点的闭合/断开， 实现信号输出。外界输入的信号进入到电磁继电器电路，经过转换后输入到PLC中，实现信 号监控。

整个系统由普通的直流电源供电，使用普通台式机作为人机交互终端，在台式机上编写 PLC的控制逻辑关系(梯形图)，通过网线将指令输出给PLC，控制DO模块。PLC的DO输出到继电器外围电路，控制继电器接通或断开，输出其他设备。由其他设备开入的信号，经过继电器外围电路的转换，输入到DI模块中，PLC读取到开入状态后，将状态显示在软件界面上。外围电路使用继电器搭建，接线方便，容易更改。

本发明与现有技术相比的增益为：

(1)简控台搭建简便，使用灵活，更改方便，成本低。

(2)通过“控制核心”上的软件能够非常方便的更改信号形式、逻辑关系等，配合外围 电路，产生各类输出信号。