[發(fā)明專利]雷達(dá)伺服雙機(jī)冗余切換控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810629516.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN108628222B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐濟(jì)安;劉新安;陳虎;王永亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京恩瑞特實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 高嬌陽(yáng)

本發(fā)明公開了一種雷達(dá)伺服雙機(jī)冗余切換控制系統(tǒng)，其FPGA主控單元通過接口單元解析伺服分機(jī)的切換命令，對(duì)功率信號(hào)切換單元和小信號(hào)切換單元進(jìn)行切換控制，確保小信號(hào)全部切換完畢之后才切換功率信號(hào)，并對(duì)系統(tǒng)BIT檢測(cè)和反饋；功率信號(hào)切換單元由功率繼電器帶動(dòng)接觸器，對(duì)天線座電機(jī)的功率信號(hào)進(jìn)行切換控制，實(shí)現(xiàn)與天線座動(dòng)力設(shè)備的在線和離線；小信號(hào)切換單元由驅(qū)動(dòng)IC帶動(dòng)信號(hào)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)天線座內(nèi)信號(hào)進(jìn)行切換；并將天線座控保開關(guān)信號(hào)和角編碼器信號(hào)同時(shí)接入兩個(gè)分機(jī)內(nèi)，保證兩個(gè)分機(jī)公共狀態(tài)的同步采集和顯示；接口單元包括接收伺服分機(jī)指令的控制接口，向伺服分機(jī)反饋兩個(gè)分機(jī)的狀態(tài)反饋接口，切換控制系統(tǒng)自身的BIT反饋接口。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雷達(dá)伺服冗余切換控制系統(tǒng)，尤其涉及一種雷達(dá)伺服雙機(jī)冗余切換控制系統(tǒng)，屬于伺服控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

機(jī)場(chǎng)天氣雷達(dá)是機(jī)場(chǎng)綜合氣象觀測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，航空運(yùn)輸安全保障通常要求天氣雷達(dá)24小時(shí)不間斷運(yùn)行，這對(duì)雷達(dá)伺服系統(tǒng)的可靠性提出了很高的要求。在現(xiàn)有的雷達(dá)伺服冗余方案中，航管二次雷達(dá)大多采用雙機(jī)熱備份，即雙電機(jī)雙驅(qū)動(dòng)器冗余配置，通過PLC或PCC實(shí)現(xiàn)熱切換，但二次雷達(dá)只有方位軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，該方案需要復(fù)雜的機(jī)械或電磁離合裝置，在通常為雙軸的氣象雷達(dá)上實(shí)施將大大增加設(shè)備量和研制成本。此外，在現(xiàn)有已公開的論文《機(jī)場(chǎng)天氣雷達(dá)伺服系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)》中所采用的是繼電器-接觸器控制系統(tǒng)，內(nèi)部全部通過導(dǎo)線連接，布線量大，無(wú)智能化控制、檢測(cè)反饋和BIT功能，切換過程不區(qū)分大小信號(hào)，缺乏足夠的保護(hù)機(jī)制，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過程中易出現(xiàn)問題，且難以診斷和排查。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)機(jī)場(chǎng)氣象雷達(dá)高可靠性要求，以及考慮實(shí)施難度、成本等因素，提出一種雷達(dá)伺服雙機(jī)冗余切換系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)，具有高度可靠性；具備智能化控制、反饋、保護(hù)和柔性切換的功能；與主控系統(tǒng)實(shí)時(shí)交互，接口通用化；布線簡(jiǎn)單化，故障排查可視化，大大降低后期維護(hù)成本。

為了解決以上問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種雷達(dá)伺服雙機(jī)冗余切換控制系統(tǒng)，其特征在于，包括FPGA主控單元、功率信號(hào)切換單元、小信號(hào)切換單元、接口單元，

所述的FPGA主控單元：通過接口單元解析伺服分機(jī)的切換命令，并按時(shí)序?qū)β市盘?hào)切換單元和小信號(hào)切換單元進(jìn)行切換控制，確保小信號(hào)全部切換完畢之后才切換功率信號(hào)，即柔性切換，同時(shí)實(shí)時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)BIT(Built-in Test,機(jī)內(nèi)測(cè)試)和反饋；

所述的功率信號(hào)切換單元包括功率繼電器和接觸器；由功率繼電器帶動(dòng)接觸器，對(duì)天線座電機(jī)的功率信號(hào)進(jìn)行切換控制，實(shí)現(xiàn)與天線座動(dòng)力設(shè)備的在線和離線；

所述的小信號(hào)切換單元包括信號(hào)繼電器和驅(qū)動(dòng)IC：由驅(qū)動(dòng)IC帶動(dòng)信號(hào)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)天線座內(nèi)的弱電數(shù)字、模擬信號(hào)，包括電機(jī)位置及溫度反饋信號(hào)、電機(jī)抱閘信號(hào)進(jìn)行切換；同時(shí)也實(shí)現(xiàn)將天線座控保開關(guān)信號(hào)，和角編碼器信號(hào)同時(shí)接入兩個(gè)分機(jī)內(nèi)，從而保證兩個(gè)分機(jī)公共狀態(tài)的同步采集和顯示；

所述的接口單元：包括接收伺服分機(jī)指令的控制接口，向伺服分機(jī)反饋當(dāng)前兩個(gè)分機(jī)狀態(tài)的狀態(tài)反饋接口，以及切換控制系統(tǒng)自身的BIT反饋接口。

所述的小信號(hào)切換單元中的信號(hào)繼電器均為磁保持繼電器。可有效避免觸點(diǎn)長(zhǎng)期通電粘連，和斷電再上電后狀態(tài)不確定等問題的出現(xiàn)。

所述接觸器構(gòu)成自鎖回路，不會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)分機(jī)都在線的情況。

所述的FPGA主控單元的工作方式為：

接口單元獲取伺服分機(jī)的兩路切換控制指令，A_CMD和B_CMD分別代表伺服A機(jī)離線/在線和伺服B機(jī)離線/在線的控制指令；

為了避免出現(xiàn)線路干擾導(dǎo)致切換錯(cuò)誤，F(xiàn)PGA主控單元每隔規(guī)定時(shí)間a讀取上述兩路切換控制指令，連續(xù)Ⅰ次讀取狀態(tài)一致，則鎖定輸入指令狀態(tài)；