專(zhuān)利名稱(chēng)：多套航天器熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有遠(yuǎn)程功能的能夠同時(shí)集中監(jiān)管多套航天器熱真空環(huán)境模擬
設(shè)備運(yùn)行與多個(gè)航天器熱真空試驗(yàn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)航天事業(yè)的不斷進(jìn)步，航天器型號(hào)任務(wù)的空前增多，為此研制的航天器 熱真空環(huán)境模擬設(shè)備數(shù)量也不斷增加。但是數(shù)目眾多且獨(dú)立工作的航天器熱真空環(huán)境模擬 設(shè)備帶來(lái)了熱真空環(huán)境試驗(yàn)任務(wù)量大，參試人員數(shù)目增加，試驗(yàn)數(shù)據(jù)難于管理的問(wèn)題。因此 為了提高人力資源效率、航天器熱真空環(huán)境試驗(yàn)自動(dòng)化程度、熱真空試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理效率，需 要提高熱真空環(huán)境模擬設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)集成測(cè)控能力，使試驗(yàn)過(guò)程不受空間限制，從單獨(dú)工作 向大規(guī)模集群測(cè)控方向發(fā)展。多套航天器熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)針對(duì)這樣的情 況應(yīng)運(yùn)而生。

發(fā)明內(nèi)容
多套熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)多套熱真空環(huán)境模擬設(shè)備同時(shí) 集中的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制、所有在線的熱真空試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息的遠(yuǎn)程集中存儲(chǔ)與顯示、滿(mǎn)足安 全要求的遠(yuǎn)程用戶(hù)及時(shí)接入并監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)多套熱真空環(huán)境模擬設(shè)備等。使得熱真空環(huán)境模擬 試驗(yàn)從單獨(dú)工作向大規(guī)模集群測(cè)控方向發(fā)展。


圖1是多套航天器熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)簡(jiǎn)化示意圖；
圖2是集群測(cè)控系統(tǒng)軟件網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，多套航天器熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)采用一對(duì)多的實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)庫(kù)通訊方法與網(wǎng)絡(luò)發(fā)布通訊方法實(shí)現(xiàn)。 圖1中整個(gè)集中監(jiān)控系統(tǒng)分為三個(gè)層次，分別為設(shè)備層、服務(wù)器層、客戶(hù)端層。設(shè) 備層主要包括所有現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)軟件以及試驗(yàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。設(shè)備層的所有設(shè)備與 軟件的數(shù)目都是確定的。服務(wù)器層主要包括集中監(jiān)控的服務(wù)器、冗余備份服務(wù)器。服務(wù)器 層設(shè)備與軟件數(shù)目以及軟件通訊方法、冗余方法也是確定的?？蛻?hù)端層主要包括所有的遠(yuǎn) 程用戶(hù)操作端?？蛻?hù)端層的客戶(hù)端的數(shù)目可以任意增加或減少。 設(shè)備層與服務(wù)器層之間通過(guò)一對(duì)多的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)通訊方法實(shí)現(xiàn)。每個(gè)設(shè)備與服務(wù) 器均配有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，這些設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)源端為服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)，且這些 設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)點(diǎn)與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。在服務(wù)器層通過(guò)對(duì)服務(wù)器數(shù) 據(jù)庫(kù)點(diǎn)的置位來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中操作所有現(xiàn)場(chǎng)熱真空環(huán)境模擬設(shè)備。這種遠(yuǎn)程通訊方法使得 設(shè)備層與服務(wù)器層數(shù)據(jù)連接可靠、通訊數(shù)據(jù)量小、操作響應(yīng)迅速。
服務(wù)器層與客戶(hù)端層之間通訊通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布方法通訊。服務(wù)器端向整個(gè)上層網(wǎng)絡(luò) 發(fā)布其操作界面，任何一個(gè)客戶(hù)端只要正常接入該網(wǎng)絡(luò)即可通過(guò)IE等通用瀏覽器登陸服 務(wù)器上的操作頁(yè)面，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的熱真空試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行操作。這種遠(yuǎn)程通訊方法為服務(wù)器層與 客戶(hù)端層之間的通訊帶來(lái)了易擴(kuò)展性與兼容性。 整個(gè)多套熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)采用基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的 通訊方法，不但能夠?qū)崿F(xiàn)多套熱真空環(huán)境模擬設(shè)備的集中監(jiān)控，還使得該系統(tǒng)兼具可靠性、 快速性、易擴(kuò)展性、以及兼容性。 多套熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示，分 為三部分下位現(xiàn)場(chǎng)熱真空試驗(yàn)子系統(tǒng)、上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控客戶(hù)端。下位現(xiàn)場(chǎng) 熱真空試驗(yàn)子系統(tǒng)軟件通過(guò)編寫(xiě)軟件，通過(guò)TCP/IP協(xié)議與現(xiàn)場(chǎng)控制柜內(nèi)PLC通信來(lái)控制熱 真空試驗(yàn)設(shè)備內(nèi)的真空、低溫部件，同樣通過(guò)熱真空試驗(yàn)過(guò)程中數(shù)據(jù)采集器、溫度控制器等 獲取熱真空試驗(yàn)數(shù)據(jù)和控制試驗(yàn)過(guò)程。上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)軟件是以一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為核 心編寫(xiě)的，通過(guò)該數(shù)據(jù)與下位現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，來(lái)達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)嵴婵赵囼?yàn)設(shè)備 與試驗(yàn)的目的。遠(yuǎn)程監(jiān)控客戶(hù)端通過(guò)最新的界面網(wǎng)絡(luò)發(fā)布技術(shù)，無(wú)須安裝專(zhuān)業(yè)的軟件，通過(guò) IE等通用瀏覽器即可登陸上位遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)界面，從而通過(guò)操作界面實(shí)現(xiàn)熱真空試驗(yàn) 設(shè)備與試驗(yàn)過(guò)程的控制。 多套熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)的軟件通訊結(jié)構(gòu)也分為三個(gè)層次下位現(xiàn) 場(chǎng)熱真空試驗(yàn)子系統(tǒng)內(nèi)部的通訊、下位現(xiàn)場(chǎng)熱真空試驗(yàn)監(jiān)控子系統(tǒng)與上位集中監(jiān)控子系統(tǒng) 間的通訊、上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)與遠(yuǎn)程客戶(hù)端之間的通訊。 下位現(xiàn)場(chǎng)熱真空試驗(yàn)子系統(tǒng)與上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)的通訊通過(guò)一對(duì)多實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 庫(kù)點(diǎn)同步實(shí)現(xiàn)。這種工作方式能夠保證數(shù)據(jù)交互的可靠性與實(shí)時(shí)性，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)之間同 步是通過(guò)多線程實(shí)現(xiàn)的。上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)主要功能就是集中管理所有熱真空試驗(yàn)設(shè)備 的設(shè)備控制與試驗(yàn)數(shù)據(jù)，形成主實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理從而管理所有網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的數(shù)據(jù)。為了保證 下位現(xiàn)場(chǎng)熱真空試驗(yàn)子系統(tǒng)與上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)得數(shù)據(jù)一致性，采用的多線程網(wǎng)絡(luò)通信 方法，確保了在20ms內(nèi)更新一遍數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，相對(duì)于l分鐘的熱真空試驗(yàn)周期來(lái)說(shuō)，具 有足夠的實(shí)時(shí)性。通訊時(shí)每20ms，上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)同時(shí)向每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)熱真空試驗(yàn)監(jiān)控 子系統(tǒng)發(fā)出數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求(每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)子設(shè)備具有不同的IP地址)，在20ms內(nèi)傳回所有數(shù) 據(jù)。通過(guò)這種方法確保了下位現(xiàn)場(chǎng)熱真空試驗(yàn)子系統(tǒng)與上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一致性 與實(shí)時(shí)性。 與遠(yuǎn)程客戶(hù)端之間采用網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)。這種技術(shù)使得在客戶(hù)端的數(shù)量 與軟件安裝等均不受控的情況下，還能夠進(jìn)行一定權(quán)限的現(xiàn)場(chǎng)熱真空設(shè)備與試驗(yàn)狀態(tài)的瀏 覽與控制上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)上的。這種標(biāo)準(zhǔn)的瘦客戶(hù)端結(jié)構(gòu)克服了客戶(hù)端初始狀態(tài)不確 定的缺陷，實(shí)現(xiàn)了"接入即測(cè)控"的目標(biāo)。無(wú)須安裝其他附加軟件，通過(guò)在瀏覽器上訪問(wèn)上 位集中監(jiān)控子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互界面主頁(yè)，客戶(hù)端即可獲得與上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)計(jì) 算機(jī)上運(yùn)行的軟件類(lèi)似的軟件交互界面。遠(yuǎn)程客戶(hù)端接入時(shí)，在向工程計(jì)算機(jī)發(fā)出首次請(qǐng) 求時(shí)，瀏覽器從工程師計(jì)算機(jī)下載一個(gè)控件。該控件即在客戶(hù)端計(jì)算機(jī)注冊(cè)表中注冊(cè)該控 件。由瀏覽器調(diào)用該控件與工程師計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的服務(wù)器控件交互數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程界面瀏覽 的功能。 該應(yīng)用中的硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體系開(kāi)放便于擴(kuò)展和維護(hù)。軟件設(shè)計(jì)充分利用了
4基于一對(duì)多實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的實(shí)時(shí)可靠性，以及基于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用與維護(hù)簡(jiǎn)便 性等優(yōu)點(diǎn)。這種方法不但使得現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控的穩(wěn)定可靠，工程師計(jì)算機(jī)能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求，而 且遠(yuǎn)程的客戶(hù)端也能夠便捷快速安全的登陸與操控。該應(yīng)用已經(jīng)成功通過(guò)調(diào)試，并投入實(shí) 際航天器部組件熱真空環(huán)境試驗(yàn)中使用。
權(quán)利要求
一種多套航天器熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)，包括下位現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)，其中包括本地的多個(gè)溫度、壓力、流量傳感器、信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換器、通訊接口、以PLC為控制核的現(xiàn)場(chǎng)控制柜、現(xiàn)場(chǎng)控制計(jì)算機(jī)、用于航天器熱真空環(huán)境模擬設(shè)備的實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)軟件，在這些硬軟件的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)每一套熱真空環(huán)境模擬設(shè)備的計(jì)算機(jī)本地監(jiān)控設(shè)備，以及對(duì)航天器熱真空環(huán)境模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)與管理；上位遠(yuǎn)程集中監(jiān)控子系統(tǒng)，其包括上位遠(yuǎn)程集中控制計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程控制交換機(jī)、以及上位遠(yuǎn)程集中監(jiān)控軟件，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)集中監(jiān)控所有現(xiàn)場(chǎng)的熱真空試驗(yàn)設(shè)備，以及熱真空試驗(yàn)狀態(tài)與數(shù)據(jù)；遠(yuǎn)程客戶(hù)端監(jiān)控子系統(tǒng)，包括可隨時(shí)接入的外部控制客戶(hù)端計(jì)算機(jī)，用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的及時(shí)接入控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多套航天器熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在 于用戶(hù)可以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上通過(guò)該系統(tǒng)同時(shí)監(jiān)測(cè)與控制現(xiàn)場(chǎng)多套航天器環(huán)境模擬設(shè)備 的運(yùn)行和監(jiān)管所有系統(tǒng)內(nèi)在線運(yùn)行的航天器熱真空試驗(yàn)情況。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多套航天器熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在 于，任何用戶(hù)計(jì)算機(jī)只要滿(mǎn)足安全性要求，無(wú)須安裝任何專(zhuān)業(yè)工控軟件，通過(guò)IE即可遠(yuǎn)程 及時(shí)接入可遠(yuǎn)程并同時(shí)監(jiān)管網(wǎng)內(nèi)所有在線熱真空環(huán)境模擬設(shè)備與熱真空試驗(yàn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多套航天器熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在 于，系統(tǒng)內(nèi)包括多個(gè)運(yùn)行在下位現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)上的小型試驗(yàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、以及一個(gè)運(yùn)行在上 位集中監(jiān)控系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程集中管理數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)交互是通過(guò)遠(yuǎn)程集中管理數(shù)據(jù)庫(kù)與 多個(gè)試驗(yàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)同步的過(guò)程，即系統(tǒng)通過(guò)這些數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)的同步來(lái)集 中操作所有套現(xiàn)場(chǎng)熱真空環(huán)境模擬設(shè)備，包括真空設(shè)備操作、制冷與液氮設(shè)備操作、數(shù)據(jù)采 集設(shè)備操作與數(shù)據(jù)管理、溫度控制系統(tǒng)設(shè)備操作等。
5. 如權(quán)利要求1所述的集中監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，其可應(yīng)用在多套航天器熱真空環(huán) 境模擬設(shè)備的集中監(jiān)控以及多個(gè)航天器熱真空環(huán)境模擬試驗(yàn)集中管理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種多套航天器熱真空環(huán)境模擬設(shè)備集中監(jiān)控系統(tǒng)，包括下位現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)，包括本地的多個(gè)溫度、壓力、流量傳感器、信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換器、通訊接口、以PLC為控制核的現(xiàn)場(chǎng)控制柜、現(xiàn)場(chǎng)控制計(jì)算機(jī)、用于模擬設(shè)備的實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)軟件，在這些硬軟件的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)每一套模擬設(shè)備的計(jì)算機(jī)本地監(jiān)控設(shè)備，以及對(duì)航天器熱真空環(huán)境模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)與管理；上位遠(yuǎn)程集中監(jiān)控子系統(tǒng)，包括上位遠(yuǎn)程集中控制計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程控制交換機(jī)、以及上位遠(yuǎn)程集中監(jiān)控軟件，用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)集中監(jiān)控所有現(xiàn)場(chǎng)的熱真空試驗(yàn)設(shè)備，以及熱真空試驗(yàn)狀態(tài)與數(shù)據(jù)；遠(yuǎn)程客戶(hù)端監(jiān)控子系統(tǒng)，包括可隨時(shí)接入的外部控制客戶(hù)端計(jì)算機(jī)，用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的及時(shí)接入控制。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101770225SQ20081018807
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者何鴻輝, 劉勁松, 劉波濤, 顧苗 申請(qǐng)人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所