双余度机电管理系统的制作方法

1.本发明属于航空机电的技术领域，尤其涉及一种双余度机电管理系统。


背景技术：

2.飞机机电系统是保障飞机系统正常工作及成员安全的关键系统。包括但不限于液压作动系统、燃油系统、环控救生系统、电源及配电系统、起飞着陆系统、apu系统、系统等。机载机电综合技术能够对机载机电系统进行控制和管理上的综合，改变散乱的局面，减轻飞机重量，全面提升飞机安全性、可靠性、维护性。作为机电综合的核心组成部分，机电管理系统能够实时采集飞机各机电子系统的信号参数及状态信息，完成机电系统控制及综合管理、机电系统告警管理等功能，并实现机电系统与机上其他系统的数据交互。由于机电管理系统对整个机电综合系统功能实现具有重要影响，因此机电管理系统通常采用余度设计，即在一套机电管理系统中包含2个或以上的机电管理计算机。但现有的双余度机电管理系统，往往存在单个机电管理计算机中主控制模块故障后，该计算机功能完全丧失的问题，导致系统容错能力差可靠性低。
3.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种双余度机电管理系统，至少解决现有技术中的方法容错能力较差的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
5.提供一种双余度机电管理系统，一种双余度机电管理系统，适用于机载机电管理系统的数据处理，包括第一机电管理计算机和第二机电管理计算机，所述第一机电管理计算机包括第一电源模块、第一主控模块、第一开关模拟信号采集模块、第一总线交换机和第一功率驱动模块，第一电源模块作为电能输出为各个模块供电；
6.所述第二机电管理计算机包括第二电源模块、第二主控模块、第二开关模拟信号采集模块、第二总线交换机和第二功率驱动模块，第二电源模块作为电能输出为各个模块供电；所述第二总线交换机作为所述第一总线交换机的热备份,转换信号后输入至所述第一主控模块和第一主控模块，其中：
7.所述第一机电管理计算机和第二机电管理计算机通过rapidio总线接收机电管理系统所传送的数据，且通过rapidio总线进行数据交互；
8.所述第一主控模块正常工作时，所述第一功率驱动模块优先执行第一主控模块传送的第一指令，且当所述第一主控模块报故障时，所述第一功率驱动模执行所述第二主控模块的指令；
9.所述第二主控模块正常工作时，所述第二功率驱动模块优先执行第二主控模块传送的第二指令，且当所述第二主控模块报故障时，所述第二功率驱动模执行所述第一主控模块的指令。
10.与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
11.本案所提供的装置，解决了由于单个机电管理计算机中主控制模块故障后，导致该计算机功能完全丧失的问题，提高了系统容错能力和可靠性。通过分别构建一套双余度数据交互网络和一套双余度备份数据及指令传输网络，能够使机电管理系统在单个机电管理计算主控模块故障的情况下该计算机所涉采集与功率驱动功能不至于完全丧失，提高了机电管理系统的容错能力与可靠性。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本发明的双余度机电管理系统rapidio总线网络交联示意图；
14.图2为本发明的系统结构的示意图；
15.图3为本发明双余度机电管理系统can总线网络交联示意图。
具体实施方式
16.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
18.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
19.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或
者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
20.如图1的所示的双余度机电管理系统，适用于机载机电管理系统的数据处理，机电管理系统采集机上机电系统的参数，其包括：
21.第一机电管理计算机和第二机电管理计算机，第一机电管理计算机包括第一电源模块、第一主控模块、第一开关模拟信号采集模块、第一总线交换机和第一功率驱动模块，第一电源模块作为电能输出为各个模块供电；
22.第二机电管理计算机包括第二电源模块、第二主控模块、第二开关模拟信号采集模块、第二总线交换机和第二功率驱动模块，第二电源模块作为电能输出为各个模块供电；第二总线交换机作为第一总线交换机的热备份,转换信号后输入至第一主控模块和第一主控模块，其中：
23.第一机电管理计算机和第二机电管理计算机通过rapidio总线接收机电管理系统所传送的数据，且通过rapidio总线进行数据交互；
24.第一主控模块正常工作时，第一功率驱动模块优先执行第一主控模块传送的第一指令，且当第一主控模块报故障时，第一功率驱动模执行第二主控模块的指令；
25.第二主控模块正常工作时，第二功率驱动模块优先执行第二主控模块传送的第二指令，且当第二主控模块报故障时，第二功率驱动模执行第一主控模块的指令。
26.第一机电管理计算机和第二机电管理计算机作为双余度系统，例如，第一机电管理计算机作为主计算机，第二机电管理计算机作为辅助性计算，构建一套双余度数据交互网络和一套双余度备份数据及指令传输网络，能够使机电管理系统在单个机电管理计算主控模块故障的情况下该计算机所涉采集与功率驱动功能不至于完全丧失，提高了机电管理系统的容错能力与可靠性。
27.第一主控模块和第二主控模块均设置有输出执行指令的优先级，第一功率驱动模块和第二功率驱动模块接收第一主控模块或第二主控模块的指令，以对机上的设备进行控制。第一功率驱动模块和第二功率驱动模块根据指令的优先级执行指令的响应，可根据优先级的比较，采用传统的判断模块进行判断，具体的：
28.第一开关模拟信号采集模块和第二开关模拟信号采集模块能够采集机载机电管理系统开关的模拟信号(包括燃油系统、液压系统和发动机系统等的开关量状态)，并通过第一总线交换机和第二总线交换机进行信号转换向第一主控模块和第二主控模块进行输入，并将第一总线交换机和第二总线交换机互为热备份，避免其中一个交换机故障导致单点故障的情况出现，确保向第一主控模块和第二主控模块能够实时进行数据的输入；
29.rapidio数据网络余度，通过第一总线交换机和第二总线交换机实现。
30.作为本案所提供的具体实施方式，还包括第一远程接口装置和第二远程接口装置，远程接口装置配置一些辅助性设备，例如，飞机门的开关系统，具体的，
31.第一远程接口装置包括电源输出的第一接口电源模块、第一远程开关模拟信号采集模块和第一远程功率驱动模块，第一接口电源模块为第一远程开关模拟信号采集模块和第一远程功率驱动模块提供工作电源；
32.第二远程接口装置包括电源输出的第二接口电源模块、第二远程开关模拟信号采集模块和第二远程功率驱动模块，第二接口电源模块为第二远程开关模拟信号采集模块和第二远程功率驱动模块提供工作电源，其中：
33.第一远程接口装置和第二远程接口装置并入rapidio总线，与第一主控模块和第二主控模块进行数据交互；
34.第一远程开关模拟信号采集模块和第二远程开关模拟信号采集模块采集机载辅助设备的开关的模拟信号，第一远程功率驱动模块和第二远程功率驱动模块对机载辅助设备进行控制；
35.第一主控模块正常工作时，第一远程功率驱动模块优先执行或响应第一主控模块发送的第三指令，且当第一主控模块报故障时，第一远程功率驱动模块执行第二主控模块的指令；
36.第二主控模块正常工作时，第二远程功率驱动模块优先执行第二主控模块发送的第四指令，且当第二主控模块报故障时，第二远程功率驱动模块执行第一主控模块的指令。整体提高辅助系统的响应效率，第一主控模块故障时，响应第二主控模块的指令，需要指出的时，两个主控模块能够实时获取所有的数据，以优先级的设定去分配指令的发送。
37.进一步的，还包括使用can网络总线作为rapidio总线的备份，且通过can网络总线，仅将第一开关模拟信号采集模块、第二开关模拟信号采集模块、第一远程开关模拟信号采集模块和第二远程开关模拟信号采集模块采集的数据传输至第一主控模块和第二主控模块，如图3所示，均不与两个交换机连接，rapidio总线数据传输量大，效率高，但相较于can网络易出现粒子跳动致使发生故障，当主、备rapidio数据网络均故障时，第一主控模块和第二主控模块均可以通过can网络总线获取机第一开关模拟信号采集模块、第二开关模拟信号采集模块、第一远程开关模拟信号采集模块和第二远程开关模拟信号采集模块的采集的数据，确保机载辅助系统和机载机电管理系统中关键类设备的安全运行，例如，保证起落架控制系统的正常运行，即为，can总线作为最后的备份网络只传输了开关量，模拟量信号这些信号数据量比较小，能够保证起落架控制这类关键设备的控制功能。
38.如图1所示，机电管理计算机a和机电管理计算机b中的两个rapidio交换机模块构成两个互为余度的rapidio总线网络a(ra)与rapidio总线网络b(rb)。机电管理计算机a和机电管理计算机b中的主控模块均能通过ra获取机电管理系统所有rapidio节点的数据。
39.当ra故障时机电管理计算机a和机电管理计算机b中的主控模块均能通过rb获取机电管理系统所有rapidio节点的数据。机电管理计算机a、机电管理计算机b、及远程接口装置能通过can总线实现开关模拟数据的备份通信以及功率驱动控制指令通信，如图3所示机电管理计算机a的主控模块能通过ca直接获得机电管理计算机b、远程接口装置1、远程接口装置2采集的开关模拟数据，并通过ca直接控制机电管理计算机b、远程接口装置1、远程接口装置2的功率驱动模块进行功率驱动输出；同时机电管理计算机b的主控模块能通过ca直接获得机电管理计算机a、远程接口装置1、远程接口装置2采集的开关模拟数据，并通过ca直接控制机电管理计算机b、远程接口装置1、远程接口装置2的功率驱动模块进行功率驱动输出；当ca故障时亦可通过cb完成上述操作。机电管理计算机a、机电管理计算机b、远程接口装置1、远程接口装置2的功率驱动模块均能够通过ca或cb接收自机电管理计算机a、机电管理计算机b的功率驱动输出指令，并通过指令优先级来选择执行。
40.以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对
发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。