[發明專利]一種陣列式系統同步測控網絡架構

有效

• 申請號: 202010730315.7
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111884750B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 顏朝鵬;張劍;溫旭輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04Q11/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

一種陣列式系統同步測控網絡架構，為樹型網絡架構，包含三個層級：遠離測控對象的由一臺一級測控服務器組成的測控核心層，靠近測控對象的由多臺二級測控服務器組成的現場控制層，測控對象即由陣列式系統組成的設備層。上述三個層級分別對應樹型網絡結構中的樹根、子樹根與葉節點。三個層級又通過基于光纖通信的數據同步網與信號同步網級聯。一級測控服務器通過相互獨立的多條SERDES總線與所有二級測控服務器連接，每臺二級測控服務器通過相互獨立的多條SERDES總線與其對應的設備連接，如此構成數據同步網。一級測控服務器輸出同源的IO信號至所有的二級測控服務器，二級測控服務器輸出同源的IO信號至其對應的所有設備，如此構成信號同步網。

技術領域

本發明涉及一種陣列式系統同步測控網絡架構。

背景技術

電磁彈射系統中，使用陣列式的脈沖發電機組提供高功率脈沖，實現電磁彈射時所需要的瞬時高電壓、高電流放電。脈沖式的高電壓、高電流帶來強電磁干擾，如何可靠地控制陣列式的脈沖發電機組同步工作，并行實時處理陣列式脈沖發電機組運行數據，實現所有發電機組同時做最大能力的瞬時放電、或實現分別控制不同發電機組做瞬時放電序列、或實現余電匯集再分配放電功能，是電磁彈射系統能否成功發射的關鍵。

傳統多設備測控網絡大多基于CAN、以太網、串口等串行總線進行組網。如圖1所示，常見的組網方式有總線型網絡、環形網絡、星型網絡等。上述幾種串行總線及組網方式無法滿足陣列式的脈沖發電機組同步測控需求。對陣列式的脈沖發電機進行總線式組網時，一次僅能有一個設備與測控服務器通信，即所有的發電機控制器分時復用總線與測控服務器進行數據交互，這種通信方式無法實現對所有設備的同步控制，假設共有90個設備與測控服務器通信，每個設備與測控服務器通信耗時10μs，則90個設備共耗時900μs，即第一個與最后一個設備相差了890μs，這是電機控制周期的數倍。對陣列式的脈沖發電機進行環形網絡組網時，數據流在環路中串行的穿過各個設備，當設備數量比較多時，網絡的響應時間延長，同樣無法實現對各設備的同步控制。對陣列式的脈沖發電機進行星形網絡組網時，位于網絡中心的測控服務器無法提供足夠多的分支，即沒有包含90路CAN或90路串口的測控服務器產品。上述的幾種網絡架構均為一臺測控服務器連接多個設備，所有設備的數據均匯總至測控服務器進行處理，測控服務器的負擔重，不同設備之間的協同全部依賴于測控服務器下發的指令，同步性差；測控服務器的進程周期多為毫秒級，遠大于陣列式的脈沖發電機組的控制周期，無法滿足陣列式的脈沖發電機組實時控制需求；無差別的一對多的連接方式，對系統設備故障處理軟件的開發帶來了困難；傳統的連接方式抗干擾能力弱，通信不穩定。

發明內容

本發明的目的是克服現有測控網絡無法實現陣列式系統同步控制功能和實時控制功能、故障設備處理困難、抗干擾能力弱等缺點，提出一種陣列式系統同步測控網絡架構，本發明實現了陣列式系統同步控制和實時控制功能，降低了軟件開發難度，提高了通信可靠性。

本發明采用以下技術方案：