新一代大型运载火箭热备冗余PLC发控系统设计

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新一代火箭导航与控制系统设计技术研究

新一代火箭导航与控制系统设计技术研究

新一代火箭导航与控制系统设计技术研究随着科技的不断发展,火箭导航与控制系统的设计技术也在不断地进步与创新。

这些技术的研究为火箭的飞行安全和精确性提供了重要保障。

本文将着重探讨新一代火箭导航与控制系统的设计技术研究,包括组成部分以及相关的关键技术。

一、火箭导航与控制系统的组成火箭导航与控制系统由导航系统和控制系统两个部分组成。

导航系统主要负责确定火箭的准确位置和速度信息,同时实现飞行轨迹的规划和调整。

控制系统则负责根据导航系统提供的信息,对火箭的姿态、推进力、姿态变化等进行实时控制,以确保火箭飞行的精确性和稳定性。

二、新一代火箭导航系统的研究1. 惯性导航系统:惯性导航系统是一种基于导航传感器的导航技术。

它利用陀螺仪和加速度计等传感器测量和记录火箭的加速度和角速度,然后通过积分计算得出速度和位置信息。

新一代的惯性导航系统采用了更加精确和稳定的传感器,同时加入了自适应滤波和误差校正等算法,使得导航精度更高,并且能够抵御外部干扰。

2. 卫星导航系统:卫星导航系统以全球定位系统(GPS)为代表,利用卫星信号提供位置和速度信息。

新一代的卫星导航系统采用了更多的卫星和更高的信号精度,能够在多种天气条件下实现更高的定位精度。

此外,对卫星导航系统进行差分校正和伪距扩展等改进,可以进一步提高导航精度和准确性。

3. 视觉导航系统:视觉导航系统利用摄像机和图像处理技术,通过对地面和天空中的特征物体进行识别和跟踪,实现精确的位置和速度信息获取。

新一代的视觉导航系统将采用更高分辨率的摄像机和更先进的图像处理算法,可以在更复杂的环境下进行导航,并提供更精确的导航结果。

三、新一代火箭控制系统的研究1. 推进控制系统:推进控制系统负责调整火箭的推力和推力矢量,以保持飞行轨迹的精确性。

新一代的推进控制系统采用了更为高效的发动机和推进剂,能够提供更大的推力范围和更精确的推力控制。

此外,推进控制系统还结合了现代控制理论,采用自适应控制和优化控制等算法,以实现更好的控制效果。

冗余控制系统

冗余控制系统

冗余控制系统关键技术
信息同步技术 故障检测技术 故障仲裁及切换技术 热拔插技术 故障隔离技术
信息同步技术
它是工作、备用部件之间实现无扰动(Bumpless)切换技术的前 提,只有按控制实时性要求进行高速有效的信息同步,保证工作、备 用部件步调一致地工作,才能实现冗余部件之间的无扰动切换。
在热备用工作方式下,其中一块处于工作状态(工作卡),实现 系统的数据采集、运算、控制输出、网络通讯等功能;而另一块处于 备用状态(备用卡),它实时跟踪工作卡的内部控制状态(即状态同 步)。工作/备用卡件之间的正/负逻辑是互斥的,即一个为工作卡, 另一个必定是备用卡;而且它们之间有冗余控制电路(又称工作/备 用控制电路)和信息通讯电路,以协调两块卡件同时而且有序地运行 ,保证对外输入输出特性的同一性,即对于用户使用而言,可以认为 只有一个部件。一般在设计中,工作、备用部件之间通过高速的冗余 通讯通道(串行或并行)实现运行状态互检和控制状态的同步(如组 态信息、输出阀位、控制参数等)。
设计,使系统网络通信带宽提高。当其中一路故障(网卡损坏或出现
线路故障)时,另一路自动地承担全部通信负载,保证通信的正常进
行。
冷却系统冗余
4)冷却系统冗余。

利用控制柜内可自动切换的冗余风扇,对风扇和机柜内温度进行
故障仲裁及切换技术
3) 故障仲裁技术和切换技术

精确及时地发现故障后,还需要及时确定故障的部位、分析故障
的严重性,依赖前文提到的冗余控制电路,对工作、备用故障状态进
行分析、比较和仲裁,以判定是否需要进行工作/备用之间的状态切 换。控制权切换到冗余备用部件还必须保证快速、安全、无扰动。当
处于工作状态的部件出现故障(断电、复位、软件故障、硬件故障等

几种施耐德昆腾热备冗余PLC离线故障原因分析

几种施耐德昆腾热备冗余PLC离线故障原因分析
« 电气开关» (2019. No. 6)
97
文章编号:1004 - 289X(2019)02 - 0097 - 03
几种施耐德昆腾热备冗余 PLC 离线故障原因分析
高明1 ꎬ刘洋2 (1. 沈阳地铁集团有限公司运营分公司ꎬ辽宁 沈阳 110014ꎻ2. 沈阳电气传
动研究所( 有限公司) ꎬ辽宁 沈阳 110141)
图 1 车站级 BAS 系统架构
图 3 以太网故障主备切换程序流程图
图 2 冗余热备 PLC 示意图
4 PLC 冗余机制
4. 1 冗余链路切换 A 机与 B 机的控制器互为主备ꎬ主备控制器之间
为冗余链路设置ꎬ分别为使用光纤连接的 CPU 链路和 同轴电缆连接的 RIO 链路ꎮ 如果一个控制器在一个 链路上检测到故障ꎬ则仍然可使用另一个链路将诊断 信息发送至另一个控制器ꎮ 主备控制器均检测机架、 协处理器、RIO 主站模块以及链路状态ꎬ任一处出现故 障将进行主备切换ꎮ 4. 2 以太网故障切换
« 电气开关» (2019. No. 6)
编制 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱthernet_Monitor、HSBY_Switch 程序模块实现切 换功能ꎮ PLC 运行时实时监测主控制器 3 块 NOE 网 卡工作状态ꎬ每个程序周期内获取备控制器以太网板 卡故障反馈信息ꎬ通过对比主备 NOE 模块的工作状 态ꎬ判断是否具备主备切换条件ꎮ 一旦检测到以太网 模块故障或通讯链路故障ꎬ如果具备切换条件ꎬ切换程 序完成主备控制器的自动切换ꎮ 如图 3 所示ꎮ
摘 要:环境与设备监控系统具有被控设备种类多、接口杂、控制功能重要的特点ꎬ同时ꎬ时间表控制、通风模式控 制及灾害模式控制等功能关系到地铁的安全运营ꎮ 因此ꎬ采用冗余热备 PLC 的解决方案能够保证系统正常运 行ꎮ 如发生 PLC 单机离线故障将造成 PLC 冗余热备功能失效ꎬ具有较大的安全隐患ꎮ 本文结合冗余机制ꎬ对离 线原因进行梳理、分析ꎬ便于在最短时间内解决故障ꎮ 关键词:离线ꎻCPU 同步链路ꎻRIO 链路ꎻ以太网 中图分类号:TM71 文献标识码:B

基于PLC的电厂输煤自动化控制系统设计

基于PLC的电厂输煤自动化控制系统设计

基于PLC的电厂输煤自动化控制系统设计摘要:在火力发电厂中,由于煤炭运输系统较为重要,并且在实际的工作环境中,环境较为恶劣,同时发电厂面积较大,煤炭总体数量庞大,人为控制难度较大,因此采用可编程控制技术对其自动化控制系统进行设计,保证其顺利的工作。

基于此,下文将对基于PLC的电厂输煤自动化控制系统设计展开详细的分析。

关键词:PLC;电厂输煤;自动化控制系统;设计1 PLC自动控制技术概述可编程控制技术是一种专业的数字操作系统,主要用于工业。

由于其程序编辑模式更加灵活,通过设定逻辑操作、逻辑处理、顺序、时间和数量控制模式可以控制设备的运行状态,从而确保工作过程的稳定运行。

随着工业技术的发展,可编程控制技术也根据不同的工业需求逐步开发和扩展,开发出更多的工业模块。

火电厂自动化控制水平较低,且具有一定的实际安装难度和推广难度,因此采用可编程控制技术对我国火电厂的发展具有一定的促进作用。

在可编程控制系统中,CPU单元是整个系统的核心,起着重要的作用。

通过外围接口和编程获取的输入数据,通过数据处理技术进行集成,进行分析计算。

同时,CPU单元对PLC内部的电源和电路系统进行诊断,并对输入程序指令进行校准。

通过扩展接口,经过处理的信息数据和处理器系统的工作状态通过输出单元输出,经过处理的信息通过与存储器单元的交互传输。

在内存中,通过用户输入命令指令,每个程序读取和执行命令操作。

根据执行命令后的操作结果,输出得到的数据结果,并通过数据交换接口进行数据输出和交换。

2 PLC具有的优势2.1 稳定性强PLC控制技术是源于上世纪后半期的一种运用于工业控制上的新型设备,它能够同时实现自动控制与通信技术双重作业,所以,从设备的应用性能上来说,其本身具有比较好的稳定性。

如果将这种控制技术与传统的运输控制技术相比较,它在一定程度和一定范围内是具有较大的优势的,例如,它能使火电厂运输系统的运输效率得到大幅度的提升,并能够有效地降低安全事故发生的几率。

新一代运载火箭地面测试发控系统一体化设计概述

新一代运载火箭地面测试发控系统一体化设计概述

新一代运载火箭地面测试发控系统一体化设计概述
杜诚谦;潘洁伦
【期刊名称】《航天控制》
【年(卷),期】2004(22)1
【摘要】系统介绍了以民用新一代大型运载火箭 (系列 )为背景 ,以一体化设计思想为指导原则 ,开展的地面测试发控系统的研究、设计工作 ,着重论述了以控制系统为核心的一体化设计的必要性和重要性 ,同时对测试发控系统设计方案和总体布局进行了概括阐述。

【总页数】3页(P55-57)
【关键词】运载火箭;地面测试;发射控制系统;一体化设计;信息共享
【作者】杜诚谦;潘洁伦
【作者单位】北京航天自动控制研究所
【正文语种】中文
【中图分类】V55
【相关文献】
1.新一代大型运载火箭热备冗余 PLC发控系统设计 [J], 陈放;田建宇;王雨萌;连盟
2.运载火箭新型地面测试发控系统构想 [J], 张晨光;杨华;杨军
3.运载火箭地面测试发控系统通用模拟训练系统设计初探 [J], 任守福
4.运载火箭地面一体化测发控系统设计 [J], 韩亮;张宏德;彭越
5.新一代运载火箭地面测试发控系统一体化设计概述 [J], 杜诚谦;潘洁伦
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测发控系统前置测控软件热备冗余研究

测发控系统前置测控软件热备冗余研究
测试与故障诊断
计 算 机 测 量 与 控 制 !"#"$!$%!&"!!"#$%&'( )'*+%('#',& - !",&(".!
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文章编号%&'% ,*()"#"$#& ##)' #'!!-./%#!%&*"&0!1234!%%5,'&"67!"#"$!#&!#%,!!中图分类号8;$%%!*& !!文献标识码:
在设计完热备冗余系统数据链路之后&前置测控软件
以清楚地知道 控 制 指 令 的 执 行 进 度% 除 了 进 行 控 制 指 令 的 就需要增加之前 没 有 的 模 块& 除 了 它 本 身 的 初 始 化 ;</板 显示之外&主前置测控软件还要将指令执行结果进行回令& 卡*接受并解析控制指令和执行控制指令之外&为了实现
,心跳-信号之外&有时 候 还 需 要 进 行 其 他 信 息 的 交 换& 所 以主前置测控软件和备前置测控软件之间也是需要设计通 信数据链路%因此&就形成了主机控制软件*主前置测控

运载火箭地面一体化测发控系统相关设计

运载火箭地面一体化测发控系统相关设计

运载火箭地面一体化测发控系统相关设计发布时间:2022-04-22T05:13:16.045Z 来源:《中国科技信息》2022年1月中作者:郭璞[导读] 信息传递低效等问题,随着测控技术发展和火箭电气系统需求牵引。

新一代运载火箭地面测试、发射与控制在通用化、集成化、科能化等为面提出更高的要求。

通过梳理一体化设计的功能.提出一种运载火箭地面测发控系统的体系架构.整合传统运载火箭控制、测量、总控网等分系统的测发控共性需求。

首都航天机械有限公司郭璞 100076摘要:信息传递低效等问题,随着测控技术发展和火箭电气系统需求牵引。

新一代运载火箭地面测试、发射与控制在通用化、集成化、科能化等为面提出更高的要求。

通过梳理一体化设计的功能.提出一种运载火箭地面测发控系统的体系架构.整合传统运载火箭控制、测量、总控网等分系统的测发控共性需求。

在统一供配电、有线测控、无线调制解调、数据处理与分析1个功能层面进行设计。

包括系统组成、交互关系、重要单机(软件)的设计及其关键技术应用;该设计在某型号完成原理性试验和关键技术验证.结果表明系统通用性强、集成度高、信息架构合理高效.能够在确保可靠性安全性的情况下,简化操作、提高效率、降低成本。

关键词:一体化;测发控;软件系统前言我国传统运载火箭各分系统各自独立,测发控均使用单独的地面测试设备,完成箭上系统的供配电、信号激励、状态控制、参数测量等测试、发射控制等功能。

各分系统测发控功能重复、系统复杂,存在资源浪费、兼容性差、信息传递低效等问题。

1.系统结构及原理地面一体化测发控系统按照前端、后端远距离测控进行布局,其构成及原理如下:1)前端系统包括供配电设备、前端测控机、遥外测天线、前端光传设备,完成箭上各系统的配电、测试状态控制、监测;2)后端测控设备主要包括交换机、服务器、磁盘阵列、射频送综合检测站,手动应急控制盒等。

服务器采用云计算虚拟服务,人机交互采用瘦客户机方式连接云上的虚拟化系统;各项业务软件运行在该云平台上,通过网络对箭上、地面设备进行控制,完成对火箭箭上电气产品的测试和控制,并与发射场相关系统配合,完成火箭的测试和点火发射任务;3)箭上通过无线、有线传输将测试结果传输至地面。

PLC冗余系统与性能分析

PLC冗余系统与性能分析
备用站 , 从 而 维 持 系 统 的 正 常 工作 。 结合客户需求 , 采 用 双 电源 、 双C P U、 两 套 通 讯 网 络 搭 建 冗 余 系 统 。这 种 热 备一 套 模 块 的方 式 , 增 加 了硬 件 判 别 , 同 时 通 过 软 件 编 程 方 式 实 现控 制 系统 冗 余 。
位机通讯 采用 I n d u s t r i a l E t h e r n e t 协 议 ,硬 件 上 需 选 择 西 门子 以太 网 通讯 模块 C P 3 4 3 —1 与 工 业 交 换 机 。 图 1为 系统 结 构 图 。



1 . 1 CP U 冗 余

某 海 洋石 油 污 水 处 理 厂 采 用 双介 质 滤 器 处 ห้องสมุดไป่ตู้ 含 油 污水 , 该 设
善 系 统 容 错 性 能 。此 控制 系统 的冗 余 方 案 就 是 在 系 统 中增 加 备 用工作站 , 当 系统 发 生 可 检 测 故 障 时 , 控 制 系 统 以 最 快 速 度 开 启
电, 西门子 C P U 3 1 5 — 2 D P作 为 控 制 器 , 它们 之 间 通 过 MP I 通 讯
协 议 进 行 通 信 ;主 备 系统 的 C P U通 过 D P 口与 各 自的 E T 一 2 0 0 ( 1 M1 5 3 - 2 ) 从站 通信 , 通讯 协 议 为 P r o f i b u s — D P; 同 时 它 们 与 上
备 的 电 气 控 制柜 最 初 采 用 三 菱 P L C冗 余 系 统 实 现 对 双 介 质 滤 器
系 统控 制 , 设 备 运 行 了 十 年 。由于 控 制 系统 年 久 失修 , 系统 的冗 余
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全 , 因此 为 适应 新一 代 大型运 载 火箭 发射 控 制 高可 靠
性 的要求 ,在设计 中使 用 P L C冗余 、控制 与监控 计 算 机冗余、 网络通信 冗余 、 控 制通道 冗余 等手 段实现 P L C
S u m NO . 3 41
D OI :1 0 . 7 6 5 4 / j . i s s n . 1 0 0 4 . 7 1 8 2 . 2 0 1 5 0 5 2 3
新一代大型运载火箭 热备冗余 P L C发控 系统 设 计
陈 放 ,田建宇,王雨萌,连 盟
( 北京航天 自动控制研究所 ,北京 ,1 0 0 8 5 4 )
t he Ne w Ge ne r a t i o n La u nc h Ve h i c l e
Ch e n F a n g , Ti a n J i a n — y u , Wa n g Yu — me n g , Li n a Me n g
( B e i j i n g Ae r o s p a c e Au t o ma t i c C o n r t o l I n s t i t u t e , B e i j i n g , 1 0 0 8 5 4 )
2 0 1 5 年 第 5期 总第 3 4 1 期
文 章编 号 :1 0 0 4 ・ 7 1 8 2 ( 2 0 1 5 ) 0 5 — 0 0 9 6 — 0 4
导 弹 与 航 天 运 载 技 术
MI S S I L ES AND S P ACE VE HI CL ES
N 0. 5 2 Ol 5
发控 系统可有效地提 高运载火箭发射 控制的可靠性 。
关键词:P L C发控 系统 ;热备; 冗余 中图分类号:V5 5 4 文献标识码:A
De s i g n o f Ho t — s t a n db y Re d u nd a nc y PLC La un c h a n d Co n t r o l S 新 一代 大型运载 火箭测试发射控制 系统采用在前、后 端部署可编程逻辑控制 器 ( P r o g r a mma b l e L o g i c C o n t r o l l e r ,
P L C) 的方式 实现远距 离测试发射控制 为适应新一代运载火箭 高可靠发射控制 的要求 ,设计一套 P L C发控 系统 ,使用 P L C 冗余 、 控制与监控计 算机 冗余 、 网络通信 冗余、 控制通道冗余等设计 实现 P L C发控 系统的热备 冗余。实践证 明, 热备 冗余 P L C
O 引 言
可 编 程 逻 辑 控 制 器 (P r o g r a mma b l e L o g i c C o n t r o l l e r ,P L C)以其 配 置 的灵 活性 、模 块 的多样 性 、 编 程 的便 捷 性在工 业控 制领 域得 到广泛 的应 用【 J J 。 在 运
Ab s t r a c t : I n t h e n e w g e n e r a t i o n l a u n c h v e h i c l e , P L Cs( Pr o g r m ma a b l e L o g i c Co n ro t l l e r S y s t e m) a r e d e p l o y e d a t t h e f r o n t a n d
c o n ro t l s y s t e m c a n i mp r o v e he t r e l i a b i l i t y o f r o c k e t ’ S l a nc u h c o n ro t 1 . Ke y Wo r d s : P L C l a u n c h nd a c o n ro t l s y s t e m; Ho t - S t a n d b y ; Re d nd u nc a y
r e B x e n d s o ft h e t e s t a n d l a u n c h c o n ro t l s y s t e m t o a c h i e v e r e mo t e c o n t r o 1 . I nt hi s p a p e r , a h o t - s t a n d b y r e d u n d nc a y P LC c o n t r o l s y s t e m i s d e s i g n e d . I t u s e s P LC r e d nd u nc a y , c o n ro t l nd a mo n i t o r c o mp u t e r r e d nd u a n c y , n e t wo r k r e d nd u a n c y a n d c o n r t o l c h a n n e l r e d u n d nc a y t o r e a l i z e he t h o t — s t nd a b y r e d u n d a n c y o f P LC l a u n c h nd a c o n ro t l s y s t e m.I t h a s b e e n f o u n d ha t t he t h o t ・ s t a n d b y r e d u n d nc a y P L C
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