一種主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控 制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)射車控制系統(tǒng)采用基于雙冗余總線的分布式控制方式，根據(jù)指令要求實(shí)現(xiàn)發(fā)射 車控制系統(tǒng)的控制和信息采集。主控單元用于作戰(zhàn)狀態(tài)下發(fā)射車展開、撤收和自檢等控制； 用于調(diào)試狀態(tài)下發(fā)射車展開、撤收以及開調(diào)溫艙蓋、起豎、下放和關(guān)調(diào)溫艙蓋等單動(dòng)作控 制；用于調(diào)試狀態(tài)下配置查詢流程參數(shù)、版本號(hào)等；用于調(diào)試狀態(tài)下自檢和故障診斷等。主 控單元對(duì)發(fā)射任務(wù)的成敗起到至關(guān)重要的決定作用。
[0003] 采用傳統(tǒng)的單主機(jī)控制方式，如果主控單元發(fā)生故障，就直接造成發(fā)射任務(wù)失敗。 如果采用更換主控單元備機(jī)的冷備份方式，需要人來(lái)配合，發(fā)射車展開時(shí)間增加，不能滿足 無(wú)人值守，快速展開的作戰(zhàn)要求。因此，15所開展了雙冗余熱備份控制方式應(yīng)用研究，提出 了主控單元雙冗余熱備份控制方法。
[0004] 主控單元雙冗余熱備份控制方法是在發(fā)射車控制系統(tǒng)中增加輔控單元設(shè)備，當(dāng)主 控單元或主控單元上運(yùn)行的主控軟件發(fā)生故障時(shí)，輔控單元主動(dòng)接管主控單元的工作，繼 續(xù)完成發(fā)射車控制功能，保證發(fā)射任務(wù)順利完成。輔控單元成功接管主控單元工作時(shí)，通過(guò) 輔控單元主動(dòng)切斷主控單元電源的方式來(lái)提高主控單元和輔控單元切換的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了消除單點(diǎn)失效環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)主控單元故障狀態(tài)下能正常完成發(fā)射車控制功能， 提高發(fā)射車控制系統(tǒng)的可靠性，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
[0006] -種主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，所述發(fā)射車包括輔控單元和主控單 元，所述方法包括如下步驟：
[0007] Q)輔控單元連接主控單元外接的硬件接口，并通過(guò)數(shù)字量輸出接口控制主控單 元的電源；
[0008] (2)輔控單元通過(guò)監(jiān)測(cè)主控單元發(fā)出的心跳狀態(tài)信息，判斷主控單元是否發(fā)生故 障；
[0009] (3)當(dāng)主控單元出現(xiàn)故障時(shí)，輔控單元解析從主控單元接收的流程狀態(tài)信息，并根 據(jù)最新流程狀態(tài)信息發(fā)出動(dòng)作控制命令完成發(fā)射車控制；
[0010] (4)輔控單元替代主控單元并通過(guò)數(shù)字量輸出接口切斷主控單元電源。
[0011] 進(jìn)一步地，輔控單元和主控單元掛接在相同的CAN網(wǎng)段內(nèi)，包括測(cè)發(fā)控網(wǎng)段和車 控網(wǎng)段。
[0012] 進(jìn)一步地，所述CAN網(wǎng)段內(nèi)包括測(cè)發(fā)控網(wǎng)段和車控網(wǎng)段。
[0013] 進(jìn)一步地，所述流程狀態(tài)信息包括主控單元執(zhí)行的流程、工歩和工作狀態(tài)。
[0014] 進(jìn)一步地，所述輔控單元通過(guò)監(jiān)測(cè)主控單元發(fā)出的心跳狀態(tài)信息包括：輔控單元 通過(guò)周期性地監(jiān)測(cè)主控單元發(fā)出的心跳狀態(tài)信息。
[0015] 進(jìn)一步地，所述輔控單元通過(guò)監(jiān)測(cè)主控單元發(fā)出的心跳狀態(tài)信息包括：輔控單元 接收主控單元從兩個(gè)CAN總線網(wǎng)段接收的所有數(shù)據(jù)幀信息，且接收主控單元周期發(fā)送的流 程狀態(tài)信息和心跳狀態(tài)彳目息。
[0016] 進(jìn)一步地，所述周期為500ms。
[0017] 進(jìn)一步地，所述步驟（2)包括：如果主控單元在2秒內(nèi)接收不到心跳狀態(tài)信息，或 者主控心跳狀態(tài)復(fù)位，則判斷主控單元發(fā)生故障。
[0018] 進(jìn)一步地，所述主控心跳狀態(tài)復(fù)位由主控單元看門狗復(fù)位引起。
[0019] 進(jìn)一步地，主控心跳狀態(tài)復(fù)位包括：主控單元心跳狀態(tài)信息由0x05變?yōu)?x00。
[0020] 本發(fā)明的有益效果為：實(shí)現(xiàn)了雙機(jī)熱備份，主控單元發(fā)生故障時(shí)，輔控單元無(wú)縫熱 切換，完成發(fā)射車控制功能。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1示出了主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法流程框圖。
[0022] 圖2示出了發(fā)射車控制系統(tǒng)組成框圖。
[0023] 圖3示出了輔控單元與主控單元切換判斷流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了清楚地描述本發(fā)明的實(shí)施方式，現(xiàn)給出如下的術(shù)語(yǔ)解釋：
[0025] 流程-調(diào)平起豎和下放撤收的控制過(guò)程；
[0026] 工歩-組成控制流程的一系列工作步驟；
[0027] 工作狀態(tài)-工歩執(zhí)行狀態(tài)，一般包括流程正在進(jìn)行、流程暫停、流程正常結(jié)束和流 程異常結(jié)束等。
[0028] 急停-在控制流程執(zhí)行過(guò)程中，由于發(fā)現(xiàn)異常而緊急停止控制動(dòng)作的情況。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法包括如下步 驟，其中所述發(fā)射車包括輔控單元和主控單元：
[0030] (1)發(fā)射車控制系統(tǒng)增加輔控單元控制器，輔控單元控制器和主控單元控制器相 同，輔控單元和主控單元掛接在相同的CAN網(wǎng)段內(nèi)，包括測(cè)發(fā)控網(wǎng)段和車控網(wǎng)段；輔控單元 除了要連接主控單元外接的所有硬件接口之外，還要通過(guò)數(shù)字量輸出接口控制主控單元電 源。輔控單元除了要接收主控單元從兩個(gè)CAN總線網(wǎng)段接收的所有數(shù)據(jù)幀信息之外，輔控 單元還要接收主控單元周期發(fā)送的流程狀態(tài)信息和心跳狀態(tài)信息。
[0031] 發(fā)射車控制系統(tǒng)采用基于雙冗余總線的分布式控制方式，根據(jù)指令要求實(shí)現(xiàn)發(fā)射 車控制系統(tǒng)的控制和信息采集。發(fā)射車控制系統(tǒng)主要由主控、輔控、通用1、通用2、通用3、 步進(jìn)、集線裝置、手動(dòng)控制單元、CAN總線電纜、傳感器、溫控、供配電、瞄準(zhǔn)和其它電纜網(wǎng)組 成。發(fā)射車控制系統(tǒng)組成如圖2所示。
[0032] 主控和輔控負(fù)責(zé)兩組CAN總線網(wǎng)絡(luò)，輔控單元發(fā)送和接收AN數(shù)據(jù)幀信息與主控單 元不同的見表1。主控和輔控與測(cè)發(fā)控有一條I/O連接線，專用于急停按鍵信號(hào)傳輸。輔控 與供配電系統(tǒng)有一條I/O連接線，當(dāng)主控發(fā)生故障，輔控接管主控功能時(shí)，用于主控?cái)嚯娦?號(hào)傳輸。
[0033] 表1輔控單元發(fā)送/接收的不同于主控單元的CAN幀
[0034]
[0035] (2)車控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，主控單元和輔控單元同時(shí)運(yùn)行，輔控單元通過(guò)周期500ms監(jiān) 測(cè)主控單元周期500ms發(fā)出的心跳狀態(tài)信息，如果主控單元心跳小于2s，或者主控單元心 跳狀態(tài)信息由0x05變?yōu)?x00 (主控看門狗復(fù)位引起主控心跳狀態(tài)復(fù)位），則判斷主控單元 發(fā)生故障。
[0036] (3)當(dāng)輔控單元判斷主控單元發(fā)生故障時(shí)，輔控單元解析從主控單元接收的流程 狀態(tài)信息（包含主控單元執(zhí)行的流程、工歩、工作狀態(tài)），根據(jù)最新流程狀態(tài)信息發(fā)出動(dòng)作 控制命令，來(lái)完成發(fā)射車控制功能。判斷切換流程見圖3。
[0037] (4)輔控單元接管主控單元工作之后，通過(guò)數(shù)字量輸出接口切斷主控單元電源，降 低切換機(jī)制的復(fù)雜性，同時(shí)兼顧到系統(tǒng)可靠性的保證，切換策略采用一次切換，雙機(jī)角色固 定。
[0038] 當(dāng)主控單元發(fā)生故障時(shí)，輔控單元接管主控單元的工作，用于作戰(zhàn)狀態(tài)下發(fā)射車 展開、撤收和自檢等控制；用于調(diào)試狀態(tài)下發(fā)射車展開、撤收以及開調(diào)溫艙蓋、起豎、下放和 關(guān)調(diào)溫艙蓋等單動(dòng)作控制；用于調(diào)試狀態(tài)下配置查詢流程參數(shù)、版本號(hào)等；用于調(diào)試狀態(tài) 下自檢和故障診斷等。輔控單元駐留在發(fā)射車控制系統(tǒng)輔控節(jié)點(diǎn)上。輔控單元給主控單元 斷電，輔控單元根據(jù)從總線上接收到的主控單元發(fā)送的流程、工歩和工作狀態(tài)信息開始執(zhí) 行相應(yīng)的動(dòng)作。
[0039] 上面以文字和【附圖說(shuō)明】的方式闡釋了本發(fā)明一些【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)，并非詳盡 無(wú)遺或限制于上述所述具體形式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫 離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，所述發(fā)射車包括輔控單元和主控單 元，所述方法包括如下步驟： (1) 輔控單元連接主控單元外接的硬件接口，并通過(guò)數(shù)字量輸出接口控制主控單元的 電源； (2) 輔控單元通過(guò)監(jiān)測(cè)主控單元發(fā)出的心跳狀態(tài)信息，判斷主控單元是否發(fā)生故障； (3) 當(dāng)主控單元出現(xiàn)故障時(shí)，輔控單元解析從主控單元接收的流程狀態(tài)信息，并根據(jù)最 新流程狀態(tài)信息發(fā)出動(dòng)作控制命令完成發(fā)射車控制； (4) 輔控單元替代主控單元并通過(guò)數(shù)字量輸出接口切斷主控單元電源。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，其特征在于，輔控單元 和主控單元掛接在相同的CAN網(wǎng)段內(nèi)，包括測(cè)發(fā)控網(wǎng)段和車控網(wǎng)段。3. 根據(jù)權(quán)利要求2的主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，其特征在于，所述CAN網(wǎng) 段內(nèi)包括測(cè)發(fā)控網(wǎng)段和車控網(wǎng)段。4. 根據(jù)權(quán)利要求2的主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，其特征在于，所述流程 狀態(tài)信息包括主控單元執(zhí)行的流程、工歩和工作狀態(tài)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1的主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，其特征在于，所述輔控 單元通過(guò)監(jiān)測(cè)主控單元發(fā)出的心跳狀態(tài)信息包括：輔控單元通過(guò)周期性地監(jiān)測(cè)主控單元發(fā) 出的心跳狀態(tài)信息。6. 根據(jù)權(quán)利要求5的主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，其特征在于，所述輔控 單元通過(guò)監(jiān)測(cè)主控單元發(fā)出的心跳狀態(tài)信息包括：輔控單元接收主控單元從兩個(gè)CAN總線 網(wǎng)段接收的所有數(shù)據(jù)幀信息，且接收主控單元周期發(fā)送的流程狀態(tài)信息和心跳狀態(tài)信息。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6的主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，其特征在于，所述周 期為500ms。8. 根據(jù)權(quán)利要求1的主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，其特征在于，所述步驟 ⑵包括：如果主控單元在2秒內(nèi)接收不到心跳狀態(tài)信息，或者主控心跳狀態(tài)復(fù)位，則判斷 主控單元發(fā)生故障。9. 根據(jù)權(quán)利要求8的主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，其特征在于，所述主控 心跳狀態(tài)復(fù)位由主控單元看門狗復(fù)位引起。10. 根據(jù)權(quán)利要求9的主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，其特征在于，主控心跳 狀態(tài)復(fù)位包括：主控單元心跳狀態(tài)信息由0x05變?yōu)?x00。
【專利摘要】為了消除單點(diǎn)失效環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)主控單元故障狀態(tài)下能正常完成發(fā)射車控制功能，提高發(fā)射車控制系統(tǒng)的可靠性，本發(fā)明提供了一種主控單元雙冗余熱備份發(fā)射車控制方法，所述發(fā)射車包括輔控單元和主控單元，所述方法包括如下步驟：(1)輔控單元連接主控單元外接的硬件接口，并通過(guò)數(shù)字量輸出接口控制主控單元的電源；(2)輔控單元通過(guò)監(jiān)測(cè)主控單元發(fā)出的心跳狀態(tài)信息，判斷主控單元是否發(fā)生故障；(3)當(dāng)主控單元出現(xiàn)故障時(shí)，輔控單元解析從主控單元接收的流程狀態(tài)信息，并根據(jù)最新流程狀態(tài)信息發(fā)出動(dòng)作控制命令完成發(fā)射車控制；(4)輔控單元替代主控單元并通過(guò)數(shù)字量輸出接口切斷主控單元電源。
【IPC分類】G05B19/418
【公開號(hào)】CN105005283
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510423503
【發(fā)明人】趙慧莉, 李博, 王真真, 蔡旭東, 梁財(cái)海, 楊會(huì)菊, 李仁洙, 謝靜, 李向陽(yáng), 李志超, 程臘臘, 楊紫薇
【申請(qǐng)人】北京航天發(fā)射技術(shù)研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年7月17日