低温设备高集成高可靠温度防护控制系统的制作方法

本发明一般涉及低温设备研制，具体涉及一种低温设备高集成高可靠温度防护控制系统。

背景技术：

1、随着卫星通信技术的快速发展，飞行器空气动力试验是空气动力布局设计验证的重要手段，通过飞行器吹风试验，其对气动布局设计进行验证与修正，对飞行器设计起到关键性作用。其中，为了提高动力试验设备动力模拟能力和试验设备空气雷诺数指标，需要降低试验设备气体温度。因此，为了保证设备的正常运行，如何对设备内部装置进行被动或主动热防护进行研究显得尤为重要。

2、目前，对于设备可以采用被动热防护和主动热防护两种方式，其中，被动热防护多采用多层隔热组件、pir隔热泡沫材料对设备装置与外界进行绝热设计，以降低外界环境对设备装置的影响；主动热防护可以包括在被动防护装置内部安装加热棒、加热片等，以对防护装置整体进行加热，对应的主动降温措施包括采用常温气体进行气冷降温、采用制冷机降温过的冷气进行气冷降温等。然而当设备较多且去温度区间较大的情况下，采用上述方式在进行热防护时效率较低，导致灵活性较差。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种低温设备高集成高可靠温度防护控制系统。

2、第一方面，本发明提供了一种低温设备高集成高可靠温度防护控制系统，该系统包括：

3、控制主站、多个控制子站、加热驱动设备、降温处理设备和执行终端；所述控制主站分别与所述多个控制子站中的每个控制子站连接；每个所述控制子站分别与对应的功率驱动设备连接；执行终端与所述加热驱动设备连接；所述控制主站与所述降温处理设备连接；

4、所述加热驱动设备用于采用恒压调功方式，对大体量加热通道的功率进行供应与调节，并向所述执行终端发送加热控制指令；所述执行终端用于接收并响应于所述加热控制指令，以对防护装置进行加热；所述降温处理设备用于通过对气体压力调节以及阀门控制，形成对所述防护装置的气冷降温；所述控制主站用于通过发送和接收控制指令的方式，控制各控制子站执行对应操作；所述控制子站用于生成子控制指令并发送至加热驱动设备，以进行区域设备的控制和数据处理。

5、在其中一个实施例中，所述加热驱动设备还用于：

6、采用双供电模式进行供电，并根据所述防护装置最小化控温需求规划主加热通道和备份加热通道，并接入双供电通道下的调功回路，以实现热备份。

7、在其中一个实施例中，所述控制子站包括冗余控制器；所述加热驱动设备包括：主io系统、备份io系统、主份加热驱动设备和备份加热驱动设备；

8、所述冗余控制器分别通过所述主io系统与所述主份加热驱动设备连接，并通过所述备份io系统与所述备份加热驱动设备连接；

9、所述冗余控制器用于生成第一子控制指令并发送至所述主io系统，以使所述主io系统接收并响应于所述第一子控制指令，生成第一调节指令；以及生成第二子控制指令并发送至所述备份io系统，以使所述备份io系统接收并响应于所述第二子控制指令，生成第二调节指令。

10、在其中一个实施例中，所述主份加热驱动设备包括第一测温装置、第一温度传感器以及第一固态继电器矩阵；

11、所述备份加热驱动设备包括第二测温装置、第二温度传感器以及第二固态继电器矩阵；所述主io系统分别与所述第一固态继电器矩阵和所述第一测温装置连接；所述备份io系统分别与所述第二固态继电器矩阵和所述第二测温装置连接；

12、所述第一固态继电器矩阵用于接收并响应于所述第一调节指令，采用调节恒压供电的通断占空比的方式，以调节加热元件功率的大小；所述第二固态继电器矩阵用于接收并响应于所述第二调节指令，采用调节恒压供电的通断占空比的方式，以调节加热元件功率的大小。

13、在其中一个实施例中，所述加热驱动设备还包括：

14、第一供电电源，所述第一固态继电器矩阵与所述第一供电电源连接，所述第一供电电源用于对所述第一固态继电器矩阵进行供电；

15、第二供电电源；所述第二固态继电器矩阵与所述第二供电电源连接，所述第二供电电源用于对所述第二固态继电器矩阵进行供电；

16、主加热元件；所述主加热元件与所述第一固态继电器矩阵连接，所述主加热元件用于对防护装置进行主加热；

17、备份加热元件，所述备份加热元件与所述第二固态继电器矩阵连接，所述备份加热元件用于对防护装置进行备份加热。

18、在其中一个实施例中，所述加热驱动设备还包括：

19、监控模块，所述监控模块分别与所述主io系统和所述备份io系统连接；所述监控模块用于检测加热线路电流的通断状态，根据所述加热线路电流通断状态确定加热回路工作状态。

20、在其中一个实施例中，所述降温处理设备包括气冷压控管路系统，所述气冷压控管路系统包括：

21、管路，安装在所述管路上的压力调节阀和截止阀；所述压力调节阀用于调节所述管路中的气源压力；所述截止阀用于执行对所述管路中的气流的通断，以实现气路所连接设备的气冷。

22、在其中一个实施例中，所述控制子站还用于：

23、生成气流控制指令并发送至所述降温处理设备，以使得所述降温处理设备接收并响应于所述气流控制指令，控制所述截止阀对所述管路中的气流执行通断操作；还用于生成气压力控制指令并发送至所述降温处理设备以使得所述降温处理设备接收并响应于所述压力控制指令，控制所述调节阀对所述管路中的气源压力执行通断操作。

24、在其中一个实施例中，所述系统还包括：

25、上位控制机，所述上位控制机用于生成第一主控制指令并发送至控制主站，以使得所述控制主站接收并响应于所述第一主控制指令，对所述系统的测量通道和加热通道进行自检；

26、所述上位控制机用于生成第二主控制指令并发送至控制主站，以使得所述控制主站接收并响应于所述第二主控制指令，控制所述系统中的全通道启动或停止。

27、在其中一个实施例中，所述控制子站还用于：

28、获取配置参数，并根据所述配置参数判断是否为自动控制模式；当为自动控制模式时，进入pid闭环控温流程；当不为自动控制模式时，则判断是否为手动控制模式，得到手动控制模式判断结果，并根据所述手动控制模式判断结果控制回路的输出功率。

29、本技术实施例提供的低温设备高集成高可靠温度防护控制系统，该系统包括控制主站、多个控制子站、加热驱动设备、降温处理设备和执行终端，控制主站分别与多个控制子站中的每个控制子站连接，每个控制子站分别与对应的功率驱动设备连接，执行终端与加热驱动设备连接；控制主站与降温处理设备连接，加热驱动设备用于采用恒压调功方式，对大体量加热通道的功率进行供应与调节，并向执行终端发送加热控制指令，执行终端用于接收并响应于加热控制指令，以对防护装置进行加热，降温处理设备用于通过对气体压力调节以及阀门控制，形成对防护装置的气冷降温，控制主站用于通过发送和接收控制指令的方式，控制各控制子站执行对应操作，控制子站用于生成子控制指令并发送至加热驱动设备，以进行区域设备的控制和数据处理。与现有技术相比，该系统能够通过控制主站向控制子站发送控制指令的方式，自动控制各控制子站执行对应操作，并控制加热驱动设备通过恒压模式功率调节加热和降温处理设备的气冷降温措施相结合的方式，灵活地实现对多区域大批量通道的加热驱动功率调节和气冷管路系统控制，并通过多控制模式一键式上位控制软件的设计，实现最大800余加热通道、800余测温通道的大型温度控制系统，可应用于大型低温设备多种类装置防护的多模式温度控制，实现了风洞内部装置低温环境运行防护的全自动化控制，也为军民行业同类温控需求与工艺实施方法的温控设备提供有效技术装备和手段。