一种矩阵形式控制的相变点火系统

技术领域

本发明涉及相变点火系统技术领域，尤其公开了一种矩阵形式控制的相变点火系统。

背景技术

在利用CO

因此，现有相变点火方法中占用控制器的输出端口太多，需要增加控制器或多I/O端口的控制器，增加控制器的成本，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种矩阵形式控制的相变点火系统，旨在解决现有相变点火方法中占用控制器的输出端口太多，需要增加控制器或多I/O端口的控制器，增加控制器的成本的技术问题。

本发明涉及一种矩阵形式控制的相变点火系统，包括发射架、发射箱和发射点火单元，发射箱内设有N个发射筒，每个发射筒内装备一枚炮弹，每个炮弹设有M个发射点火单元，矩阵形式控制的相变点火系统还包括控制器、与N枚炮弹相对应的N个手动开关、一个CAN总线、与N个发射筒相对应的N个发射继电器，控制器分别与N个手动开关、CAN总线、N个发射继电器和M个发射点火单元电连接，用于接收到手动开关或CAN总线发出的控制输入指令时，控制相应的发射继电器进行相应的接通，然后根据当时的环境温度自动设定相应的时间间隔，控制相应炮弹中的M个发射点火单元依次接通。

进一步地，矩阵形式控制的相变点火系统上设有紧急停止开关，紧急停止开关与控制器的输入端相接通，用于向控制器发出停止指令，停止发射点火单元的所有操作。

进一步地，每个发射点火单元的负载上设有点火负载电路。

进一步地，点火负载电路上并联有第一电阻和第二电阻。

进一步地，第一电阻和第二电阻的电阻值均为1Ω。

进一步地，相变点火系统上设有点火供电电路，点火供电电路通过相应的发射继电器与点火负载电路相接通。

进一步地，相变点火系统上设有W个点火继电器，每个发射点火单元分别与W个点火继电器相连接。

进一步地，N个发射继电器的触点分别与横向线路的N个发射筒相连接，控制器用于通过N个发射继电器的触点控制N个发射筒。

进一步地，W个点火继电器的触点分别与纵向线路的各个发射筒的M个发射点火单元相连接，控制器用于通过W个点火继电器的触点控制发射筒的M个发射点火单元。

进一步地，控制器采用可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器的型号为EPEC3724。

本发明所取得的有益效果为：

本发明提供一种矩阵形式控制的相变点火系统，采用发射架、发射箱、发射点火单元和控制器，发射箱内设有N个发射筒，每个发射筒内装备一枚炮弹，每个炮弹设有M个发射点火单元，控制器分别与N个手动开关、CAN总线、N个发射继电器和M个发射点火单元电连接，用于接收到手动开关或CAN总线发出的控制输入指令时，控制相应的发射继电器进行相应的接通，然后根据当时的环境温度自动设定相应的时间间隔，控制相应炮弹中的M个发射点火单元依次接通。本发明提供的矩阵形式控制的相变点火系统，减少控制器所需的输出端口数量，节省控制器的成本；点火单元采用冗余设计，提高点火的可靠性；发射控制方式多样，可选择手动发射和远程遥控发射；点火单元的保护和解除保护电路设计更加简单可靠。

附图说明

图1为现有相变点火装置的示意图；

图2为本发明提供的矩阵形式控制的相变点火系统的立体结构示意图；

图3为本发明提供的矩阵形式控制的相变点火系统的控制系统原理图；

图4为本发明提供的矩阵形式控制的相变点火系统中发射点火单元的负载接线图；

图5为本发明提供的矩阵形式控制的相变点火系统中发射点火单元的端点短接接线图。

附图标号说明：

10、发射架；20、发射箱；30、发射点火单元；21、左发射箱；22、右发射箱；23、发射筒；40、控制器；50、手动开关；60、CAN总线；70、发射继电器；80、紧急停止开关；90、点火继电器。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

如图1至图5所示，本发明第一实施例提出一种矩阵形式控制的相变点火系统，包括发射架10、发射箱20和发射点火单元30，发射箱20内设有N个发射筒23，每个发射筒23内装备一枚炮弹，每个炮弹设有M个发射点火单元，矩阵形式控制的相变点火系统还包括控制器40、与N枚炮弹相对应的N个手动开关50、一个CAN总线60、与N个发射筒23相对应的N个发射继电器70，控制器40分别与N个手动开关50、CAN总线60、N个发射继电器70和M个发射点火单元电连接，用于接收到手动开关或CAN总线发出的控制输入指令时，控制相应的发射继电器进行相应的接通，然后根据当时的环境温度自动设定相应的时间间隔(例如20ms等)，控制相应炮弹中的M个发射点火单元30依次接通。在本实施例中，矩阵形式控制的相变点火系统的矩阵形式采用N×M(N代表发射筒23的个数，M代表点火单元的个数，N>1，M>1)个发射点火单元的发射控制。控制器40采用可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器的型号为EPEC3724。发射筒23内的炮弹，可以通过手动开关50进行手动发射，也可以依托CAN总线(CAN_H CAN_L)实现远程遥控发射，当系统接收到手动开关或CAN总线控制输入指令时，N个发射继电器70进行相应的接通，M个发射点火单元依次接通，发射完毕相应的发射继电器70自动复位。

进一步地，请见图1至图5，本实施例提供的矩阵形式控制的相变点火系统上设有紧急停止开关80，紧急停止开关80与控制器40的输入端相接通，用于向控制器40发出停止指令，停止发射点火单元30的所有操作。遇到异常情况，按下紧急停止开关80，可以停止所有操作，达到紧急避险的作用。

优选地，参见图1至图5，本实施例提供的矩阵形式控制的相变点火系统，每个发射点火单元30的负载上设有点火负载电路。点火负载电路上并联有第一电阻和第二电阻。第一电阻和第二电阻的电阻值均采用1Ω。本实施例提供的矩阵形式控制的相变点火系统，每个点火单元负载采用两个1Ω的电阻并联，比传统的由1个电阻负载来引爆，有冗余保障设计，提高点火的可靠性。

进一步地，请见图1至图5，本实施例提供的矩阵形式控制的相变点火系统上设有点火供电电路，点火供电电路通过相应的发射继电器与点火负载电路相接通。相变点火系统上设有W个点火继电器90，每个发射点火单元30分别与W个点火继电器90相连接。N个发射继电器70的触点分别与横向线路的N个发射筒23相连接，控制器40用于通过N个发射继电器70的触点控制N个发射筒23。W个点火继电器90的触点分别与纵向线路的各个发射筒23的M个发射点火单元30相连接，控制器40用于通过W个点火继电器90的触点控制发射筒23的M个发射点火单元30。本实施例提供的矩阵形式控制的相变点火系统，通过N个发射继电器70的触点控制横向线路上的N个发射筒23，通过W个点火继电器90的触点控制纵向线路上的各个发射筒23的M个点火单元，这样通过N+W个继电器(对应控制器的N+W个DO端口)，可以实现N×W个发射点火单元30的控制,减少控制器所需的输出端口数量，节省控制器的成本。

如图1至图5所示，本实施例提供的矩阵形式控制的相变点火系统，其工作原理为：

本实施例提供的矩阵形式控制的相变点火系统，相变点火是通过点火起爆引发相变管中触媒反应产生大量的热量，从而将固态的CO

相变点火系统可以对发射架10的起竖角度进行调整；左发射箱21和右发射箱22可以完全一样，也可以装备不同数量的发射筒23；图2中左发射箱21和右发射箱22各装备4个发射筒23，每个发射筒23带有8个发射点火单元，根据相变点火系统的要求，按照设定的时间间隔(如20ms等)，依次激活1#～8#点火单元，这样可以在不同环境温度下，保障出口弹射速度达到设计的预定要求。

每个发射筒23中的炮弹有8个发射点火单元，按照设定的时序依次激活点火，每个发射箱总计4×8＝32个发射点火单元。

矩阵形式控制的相变点火系统与传统的点火系统有以下不同，传统4×8＝32个发射点火单元需要控制器的32个控制端口来实现，而矩阵形式控制的相变点火系统只要4+8＝12个控制端口来实现，节省了大量的端口资源，大大降低了控制器的成本，提高了控制系统的紧凑性和稳定性，控制系统原理图见图2所示；当然该矩阵形式控制也适应N×M(N代表发射筒23的个数，M代表点火单元的个数，N>1，M>1)个发射点火单元的发射控制。

相变点火系统带有紧急停止开关80，遇到异常情况，按下此开关，可以停止所有操作，达到紧急避险的作用。每个发射筒23内可以装备一枚炮弹，可以通过第一手动开关SW1、第二手动开关SW2、第三手动开关SW3、第四手动开关SW4实现4枚炮弹的手动发射，也可以依托CAN总线(CAN_H CAN_L)实现远程遥控发射；当相变点火系统接收到手动开关50或CAN总线60发过来的控制输入指令时，第一发射筒A、第二发射筒B、第三发射筒C、第四发射筒D上的第一发射继电器Ka、第二发射继电器Kb、第三发射继电器Kc、第四发射继电器Kd进行相应的接通，例如第三发射筒C中的炮弹时，矩阵形式控制的相变点火系统首先将第三发射继电器Kc立即接通，然后根据当时的环境温度自动设定相应的时间间隔，点火单元控制第一点火继电器K1、第二点火继电器K2、第三点火继电器K3、第四点火继电器K4、第五点火继电器K5、第六点火继电器K6、第七点火继电器K7、第八点火继电器K8的线圈依次接通；发射完毕相应的继电器自动复位，如图3所示。

每个发射点火单元30的负载采用两个1Ω的电阻并联，比传统的由1个电阻负载来引爆，有冗余保障设计，提高点火的可靠性，当继电器触点30与触点87接通时，24V DC电源通过发射点火单元30的瞬间引爆，点火后负载电路断开，发射点火单元的负载接线图见图4所示。

在图5的发射点火单元的端点短接接线图中，将-Ka：87a～-Kd：87a的4个端点和-K1:87a～-K8:87a的8个端点共13个端点短接在一起。通过第一发射继电器Ka、第二发射继电器Kb、第三发射继电器Kc、第四发射继电器Kd继电器的触点控制横向线路的第一发射筒A、第二发射筒B、第三发射筒C和第四发射筒D，通过第一点火继电器K1、第二点火继电器K2、第三点火继电器K3、第四点火继电器K4、第五点火继电器K5、第六点火继电器K6、第七点火继电器K7、第八点火继电器K8的触点控制纵向线路的各个发射筒23的8个点火单元，这样通过12个继电器(对应控制器的12个DO端口)可以实现32个点火单元的控制。

同时，将以上第一发射继电器Ka、第二发射继电器Kb、第三发射继电器Kc、第四发射继电器Kd继电器、第一点火继电器K1、第二点火继电器K2、第三点火继电器K3、第四点火继电器K4、第五点火继电器K5、第六点火继电器K6、第七点火继电器K7、第八点火继电器K812个继电器的87a触点短接在一起，可以实现整个相变点火系统32个发射点火单元30的保护和解除保护功能。当系统断电时或者以上12个继电器对应的控制端口没有输出信号时，32个点火单元的两端是短接的，此时处于保护状态，可以避免静电干扰造成误触发；在进行点火激活后，发射点火单元30的两端自动断开，相变点火系统可以对相应的点火单元解除保护，这种方式比传统的保护/解除保护方式更加简单和可靠，避免繁琐的线路连接。

本实施例提供的矩阵形式控制的相变点火系统，同现有技术相比，采用发射架、发射箱、发射点火单元和控制器，发射箱内设有N个发射筒，每个发射筒内装备一枚炮弹，每个炮弹设有M个发射点火单元，控制器分别与N个手动开关、CAN总线、N个发射继电器和M个发射点火单元电连接，用于接收到手动开关或CAN总线发出的控制输入指令时，控制相应的发射继电器进行相应的接通，然后根据当时的环境温度自动设定相应的时间间隔，控制相应炮弹中的M个发射点火单元依次接通。本实施例提供的矩阵形式控制的相变点火系统，减少控制器所需的输出端口数量，节省控制器的成本；点火单元采用冗余设计，提高点火的可靠性；发射控制方式多样，可选择手动发射和远程遥控发射；点火单元的保护和解除保护电路设计更加简单可靠。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。