发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述电子***起爆网络控制装置存在的缺陷,提供一种与电子***配套使用的电子***起爆网络控制装置及控制流程,该起爆控制***可以实现大规模(1~7200发)电子***起爆控制,控制起爆网络中电子***能量管理、通讯管理、状态检测及起爆时序控制,使得起爆装置安全稳定运行。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种电子***起爆网络控制装置,包括上位机控制模块、主***控制模块、子***控制模块、电源模块、电子***网络模块,其中所述上位机控制模块与所述主***控制模块信号连接;所述电源模块与所述主***控制模块、所述子***控制模块分别连接,并为上述所述电路供电;所述主***控制模块与所述子***控制模块信号连接,所述子***控制模块与所述电子***网络模块连接。
所述子***控制模块包括一路或多路子***。
所述每个子***连接有一路电子***网络模块,所述电子***网络模块包括一路或者多路电子***。
所述主***控制模块包括第一微处理器控制模块、第一电源指示装置、第一人机交互控制模块、双键控制模块、授权验证模块、第一信号调理模块、第一高低压输出模块、高压接通开关电路、升压电路模块;所述第一微处理器控制模块除所述升压电路模块、所述第一电源指示装置外,与所述其余模块信号连接;所述电源模块端口一分别与所述第一微处理器控制模块、所述第一信号调理模块端口二、所述第一人机交互控制模块连接,并向上述模块供电;所述电源模块端口二分别与所述升压电路模块输入端、所述第一高低压输出模块端口二连接,并向上述模块供电;所述升压电路模块输出端与所述第一高压接通开关电路端口二连接,所述高压接通开关电路端口三与所述第一高低压输出模块端口三连接,所述第一高低压输出模块端口4与所述第一信号调理模块端口三连接,所述第一信号调理模块端口四与所述子***控制模块信号连接,所述电源模块端口三与所述第一电源指示装置连接。
所述子***包括第二微处理器控制模块、第二电源指示装置、第二人机交互控制模块、第二信号调理模块、第二高低压输出模块、整流模块;所述第二微处理器控制模块除所述整流模块、所述第一电源指示装置外,与所述其余模块信号连接;所述电源模块端口一分别与所述第二微处理器控制模块、所述第二信号调理模块端口二、所述人机交互控制模块端口二连接,并向上述模块供电;所述电源模块端口二与所述第二高低压输出模块的端口二连接,并向其供电;所述整流模块输入端与所述主***控制模块的第一信号调理模块端口四连接,所述整流模块输出端与所述第二高低压输出模块端口三连接,所述第二高低压输出模块端口四与所述第二信号调理模块端口三连接,所述第二信号调理模块端口四与电子***网络模块信号连接,所述电源模块端口三与所述第二电源指示装置连接。
所述第一人机交互控制模块包括第一液晶显示装置、第一按键控制开关,所述第一液晶显示装置端口一、所述第一按键控制开关分别与所述第一微处理器控制模块连接,所述第一液晶显示端口二与电源模块端口一连接,电源模块为第一液晶显示装置供电;所述第二人机交互控制模块包括第一液晶显示装置、第二按键控制开关,所述第二液晶显示装置端口一、所述第二按键控制开关分别与所述第二微处理器控制模块连接,所述第二液晶显示端口二与所述电源模块端口一连接,所述电源模块为第二液晶显示装置供电。
一种电子***起爆网络控制装置控制流程,包括有主***流程,子***流程、控制软件流程,具体控制步骤:
步骤一,接通电源,打开主***控制模块和子***电源开关,将存储有授权密匙的存储卡***授权验证接口模块,进行身份验证;
步骤二,联机,通过串口,将上位机控制模块与主***控制模块进行连接;通过信号线将主***控制模块与多个子***连接;通过第一液晶显示装置及第二液晶显示装置显示是否联机成功;若是联机正常则进行主***控制模块是否装订的设置;若联机不成功,则返回步骤一;
步骤三,主***装订,若主***控制模块需要进行装订,则通过上位机控制模块发送“主***装订”命令,打开需要装订的文件,确认装订;若主***控制模块不需要装订,则进入子***装订设置;
步骤四,子***装订,若子***需要装订,则通过上位机控制模块发送 “子***装订”命令,打开需要装订的文件,确认装订;若子***不需要装订,则进入在线巡检设置;如果需要查看装订是否正确,上位机控制模块发送“子***回读”命令,并输入子***编号,执行回读命令,回读结果将显示在显示窗口,可以同原文件进行比对,确认装订的正确性,完成后可进行其它子***装订;
步骤五,在线巡测,若主***控制模块、子***需要在线巡检,上位机控制模块发送“巡测***”命令,将起爆装置的控制信息发送到电子***进行巡测,根据巡测结果提示的***错误类型,检测***脚线与信号线是否连接可靠或者决定是否须要更换***;
步骤六:延期时间校准,若主***控制模块、子***需要延期时间校准,延期时间校准前必须将主***控制模块电源开关置于高压档位,否则,液晶显示装置将进行高电压提示;然后上位机控制模块发送 “延时时间校准”命令,打开主***控制模块装订文件,并发送确认;若不需要进行延期时间校准,则将上述步骤三、步骤四、步骤五、步骤六中的最终设置结果进行显示;
步骤七:起爆,若需要进行起爆,上位机控制模块发送“起爆”命令,输入密码,主***将对输入的密码进行判断,如果输入密码正确,则判断密码输入时间是否超时,若密码输入时间没有超时提示,上位机控制模块提示“等待起爆双键按下”,若按下双键控制模块按键没有超时,将产生起爆信号,主起爆控制模块接收到这一起爆信号后,向子***发送起爆命令,子***收到主***控制模块发送的起爆命令后,向电子***发送起爆指令,电子***接收到起爆指令后,进行延时、起爆,起爆结束;若密码不正确,则重新输入密码进行密码判断;若输入密码时间超时、没有按下双键控制模块、双键按下时间超时则重新返回步骤三;若不需要起爆,则重新返回步骤三。
从上述本发明的结构特征及控制流程可以看出,其优点是:
1) 采用身份验证保证控制装置安全可靠性;首先是授权密钥的身份验证,即将存储有授权密匙的存储卡***授权验证接口模块,进行身份验证;其次是密码验证,即延期时间校准结束后,进行起爆时,必须通过上位机控制模块密码验证主***控制模块接收到上位机控制模块发送的密码进行判断,通过后,进行充电;最后是起爆双键是否按下,即当充电结束后,若要进行起爆装置起爆,必须在不超时情况下按下起爆双键,主***控制模块向各子***控制模块发送起爆命令,子***控制模块接收到起爆命令后,向电子***起爆模块发送起爆指令,电子***网络电子***接收到起爆指令后,才可以起爆。
2) 通过直流载波通讯方式实现不同规模的电子***起爆网络控制模块的建立,1个主***控制模块可以同时与多个子***控制模块通讯(最多可以负载30个子***控制模块),1个子***负载多个与之配套的电子***(最多可以负载240发电子***),电子***起爆网络控制装置可实现大规模与电子***配套的起爆装置,从而满足大型或者超大型起爆工程的需要。
3) 子***到电子***之间通讯距离最大为1500米,主***到子***之间通讯距离最大为500米,整个起爆***安全起爆距离最大达到2000米,为工程安全起爆提供了保障。
4) 具有网络中的***的状态检测功能,可以对***是否正常接入到网络中(能否与***进行正常通讯)、电子***延期发火组件点火头桥丝的通断状态、电容是否正常充放电等进行检测和判定,所有这些状态都可以从电子***回送的信息中获取,从而为电子***的故障排除进行了定位分析。
5) 网络中所有电子***工作电压和起爆能量由主***统一管理和提供,提高了电子***使用安全性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
优选实施例
如图1所示的一种电子***起爆网络控制装置,包括上位机控制模块、主***控制模块、子***控制模块、电源模块、电子***网络模块,其中上位机控制模块与主***控制模块信号连接;电源模块与主***控制模块、子***控制模块分别连接,并为上述电路供电;主***控制模块与子***控制模块信号连接,子***控制模块与电子***网络模块连接。子***控制模块包括一路或多路子***,每个子***连接有一路电子***网络模块,电子***网络模块包括一路或者多路电子***(装配有电子延时点火装置的电子***,实现功能是监测电子***工作状态,接收电子***起爆网络控制装置下发的子***状态回读、在线巡检、延期时间校准、起爆等检测命令并将相关信息回复给电子***起爆网络控制装置,使得电子***起爆更加安全),1个主***控制模块可以同时与多个子***控制模块通讯(最多可以负载30个子***控制模块),1个子***负载多个与之配套的电子***(最多可以负载240发电子***),子***到电子***之间通讯距离最大为1500米,主***到子***之间通讯距离最大为500米,整个起爆***安全起爆距离最大达到2000米。
a) 上位机控制模块
上位机控制模块通过PC机实现,主要的功能是通过串行通讯协议发送需要控制的命令,直接对主***控制模块进行控制,再通过主***控制模块对多个子***进行控制,各子***分别控制电子***网络模块的多个电子***,从而实现对整个起爆网络的控制。上位机控制模块可以完成主***装订和子***装订;可对电子***状态进行检测;可对电子******文件回读、比对,可对电子***设定延期时间、延期时间校准以及起爆密码输入等,包括的命令有:主***装订、子***装订、子***回读、在线巡检、延期时间校准、起爆。
b) 电源模块
电源模块为主***控制模块、子***控制模块提供工作电压,为电子***网络模块的电子***提供起爆能量。电源模块使用外部电源为起爆装置供电,电源转换模块将交流电源提供的电压经滤波、稳压后,输出低电压(电压范围为5V-7.8V)和模块供电电压两路电压,电源端口一输出模块供电电压,即为主***控制模块的第一人机交互控制模块、第一微处理器控制模块、第一信号调理模块端口二提供必须的工作电压。电源模块端口二输出低电压(电压范围5V-7.8V)作为高低压输出模块端口二提供输入电压,同时将低电压通过升压电路控制模块生成高电压(电压范围为20V-30V)。电源模块端口三与第一电压指示装置连接;电源端口一输出模块供电电压,即为子***控制模块的第二人机交互控制模块、第二微处理器控制模块、第二信号调理模块端口二提供必须的工作电压。电源模块端口二输出低电压(电压范围5V-7.8V)作为第二高低压输出模块端口二提供输入电压,电源模块端口三与第二电压指示装置连接;第一电源指示装置、第二电源指示装置同为一发光二极管指示灯。
c) 主***控制模块
作用:一方面通过串口通讯与上位机控制模块进行通讯,完成上位机的发送命令的接收,将接受的命令解析,并执行相应的控制;另一方面通过直流载波通讯方式完成与子***控制模块的通讯,将电源能量与数据信号发送给子***控制模块;在安全控制方面,起爆装置在同时满足高电压、起爆双键按下、起爆时序符合要求、安全密钥检测正确等条件下,主***控制模块发送起爆命令给需要执行起爆的子***控制模块,才能进行起爆,通过这种方式确保起爆网络控制模块的安全性。
如图2所示,主***控制模块包括第一微处理器控制模块、第一电源指示装置、第一人机交互控制模块、双键控制模块、授权验证模块、第一信号调理模块、第一高低压输出模块、高压接通开关电路、升压电路模块;所述第一微处理器控制模块除所述升压电路模块、所述第一电源指示装置外,与所述其余模块信号连接;所述电源模块端口一分别与所述第一微处理器控制模块、所述第一信号调理模块端口二、第一人机交互控制模块连接,并向上述模块供电;所述电源模块端口二分别与所述升压电路模块输入端、所述第一高低压输出模块端口2连接,并向上述模块供电;所述升压电路模块输出端与第一高压接通开关电路端口二连接,高压接通开关电路端口三与第一高低压输出模块端口三连接,第一高低压输出模块端口4与第一信号调理模块端口三连接,所述第一信号调理模块端口四与子***控制模块信号连接,所述电源模块端口三与所述第一电源指示装置连接。
授权验证接口模块是USB接口,USB接口与微处理器控制模块连接;
第一人机交互控制模块包括第一液晶显示装置、第一按键控制开关,所述第一液晶显示装置端口一、所述第一按键控制开关分别与所述第一微处理器控制模块连接,所述第一液晶显示端口二与电源模块端口一连接,电源模块为第一液晶显示装置供电,第一液晶显示装置即就是液晶显示屏。
升压电路模块将低电压通过升压电路产生电路所需要的高电压,其输入端接电源模块端口二,输出端接高压与开关电路端口二连接。
高压接通开关电路,根据第一位处理器控制模块的命令对高电压进行通断控制,其输入端接升压电路控制模块,输出端与第一高低电压输出模块端口三连接。
第一信号调理模块与第一位处理器控制模块进行双向数据通信,接收第一微处理器控制模块的控制信号并与多个子***通过串行通讯进行信号传输 。
第一高低压输出模块根据第一微处理器控制模块发出的控制信号对自身输入端提供的高电压和低电压选择性输出一种电压,高电压是电子***延期时间校准所需的电压和起爆电压,低电压是与多个子***的通讯电压、也是起爆网络控制装置的检测电子***的检测电压,该电压小于点火头的发火电压,高电压和低电压输出在第一微处理器控制模块程序控制下,可以进行切换,在电子***发火装置中对电容充电过程中,先使用低电压充电一段时间后再切换到高电压。
双键控制模块包括两路独立起爆双键控制电路,分别与第一微处理器控制模块连接。控制装置在经过一系列的操作和正确的起爆时序后,同时按下双键控制模块,发送一个起爆信号给第一微处理器控制模块,第一微处理器控制模块收到起爆信号后,主***控制模块才能向子***发送起爆指令。
第一微处理器控制模块是主***控制模块核心部件,主要是进行授权密钥判断;同上位机控制模块信息交换;控制第一液晶显示装置、第一按键控制开关工作;通过向高低压接通开关电路端口一、第一高低电压输出模块端口一发送控制信号,使第一高低电压输出模块根据不同控制信号输出相应的高电压和低电压,第一信号调理模块通过直流载波通讯方式将第一高低压输出模块的输出电压通过子***发送给电子***网络模块中的电子***;向第一信号调理模块发送指令信息、接收第一信号调理模块反馈的数据;通过第一信号调理模块控制子***控制模块;接收到上位机控制模块发送起爆双键的起爆信号后,向子***控制模块发送起爆指令。
d) 子***
作用:一方面是实现对主***发送命令的识别、执行和发送数据的接收,另一方面是完成对其所负载的电子***网络模块中的电子***的控制和数据下载,向电子***发送起爆指令,同时将电子***的信息读取出来发送给主***控制模块。
如图3所示子***控制模块包括第二微处理器控制模块、第二电源指示装置、第二人机交互控制模块、第二信号调理模块、第二高低压输出模块、整流模块;所述第二微处理器控制模块除所述整流模块、所述第一电源指示装置外,与所述其余模块信号连接;所述电源模块端口一分别与所述第二微处理器控制模块、所述第二信号调理模块端口二、所述人机交互控制模块端口二连接,并向上述模块供电;所述电源模块端口二与所述第二高低压输出模块的端口二连接,并向其供电;所述整流模块输入端与主***控制模块的第一信号调理模块端口四连接,整流模块输出端与第二高低压输出模块端口三连接,第二高低压输出模块端口四与第二信号调理模块端口三连接,第二信号调理模块端口四与电子***网络模块信号连接,所述电源模块端口三与所述第二电源指示装置连接。
整流模块接收主***控制模块通过直流载波通讯传送的高电压,通过整流模块进行整流,为第二高低压输出模块端口三提供输入。
第二人机交互控制模块包括第二液晶显示装置、第二按键控制开关,所述第二人机交互控制模块包括第一液晶显示装置、第二按键控制开关,所述第二液晶显示装置端口一、所述第二按键控制开关分别与所述第二微处理器控制模块连接,所述第二液晶显示端口二与电源模块端口一连接,电源模块为第二液晶显示装置供电,第二液晶显示装置即就是液晶显示屏。
第二微处理器控制模块是子***控制部件,控制液晶屏和第二按键控制开关工作,与与主***控制模块通讯,对主***控制模块发送的指令进行识别、执行,并控制电子***网络模块中的电子***。
第二高低电压输出模块具有重要的作用,根据微处理器控制模块的控制命令输出高电压和低电压。在进行延期时间校准和起爆时选择主***输出的高电压,其它时候选择子***提供的低电压。
第二信号调理模块向电子***网络模块的电子***发送控制信息,并将电子***返回的信息发送给主***控制模块。
e) 电子***网络模块
包括使用了电子延期发火装置的多个电子***。
工作过程:上位机控制模块通过串口通讯协议(包括RS232、RS485、RS422等通讯协议)与主***控制模块进行数据交换,上位机控制模块控制主***控制模块。主起爆控制模块与子***控制模块采用的是直流载波通讯技术,子***控制模块包括一路或多路子***,每个子***控制一个电子***网络模块,每个电子***网络模块包括一路或多路电子***,每个子***控制模块均具有唯一的身份ID编号,主***控制模块发送给子***控制模块包括所有子***身份编号的文件,主***向子***发送的指令通过子***身份ID编号进行识别。
在进行“在线巡测”、“延期时间校准”等操作时,上位机控制模块发送一个包含子***编号的文件信息给主***控制模块,主***控制模块对文件信息进行解析,并将文件信息发送到子***控制模块,子***根据接收的文件同自己编号比对,若文件信息包含子***ID编号,则子***响应命令;若不包含子***ID编号,则子***进入等待状态。
在进行子***文件装订的时候,子***文件头为子***编号,所以子***根据文件头编号判断是否是自己需要的文件,如果与子***ID编号相同,则子***根据主***文件的指令单独进行工作,向各自连接的电子***发送指令,所有电子***都具有唯一的ID编号,电子***网络模块中的每一发电子***侦听子***的呼叫,接收子***发送的ID编号与本身ID编号进行比对,若比对ID编号一致,则电子***就建立了与总线的联系,从而完成各项信息交换,如延期时间的写入、内部状态的回送。
电子***的状态检测是电子***使用中的一项重要检测项,如需要判定***是否正常接入到网络中(能否与***进行正常通讯)、装入***管壳内的点火头桥丝的通断状态、电子***内部的储能电容是否正常充放电等,所有这些状态都可以从***回送的信息中获取,从而为***的故障进行定位分析。
一种电子***起爆装置控制流程如图4所示,,包括有主***流程(主***控制模块相关控制部分),子***流程(子***控制模块相关控制部分)、控制软件流程(即上位机控制模块相关控制部分),具体控制步骤:
步骤一,接通电源,打开主***控制模块和子***电源开关,将存储有授权密匙的存储卡***授权验证接口模块,进行身份验证;
步骤二,联机,通过串口,将上位机控制模块与主***控制模块进行连接;通过信号线将主***控制模块与多个子***连接;通过第一液晶显示装置及第二液晶显示装置显示是否联机成功;若是联机正常则进行主***控制模块是否装订的设置;若联机不成功,则返回步骤一;
步骤三,主***装订,若主***控制模块需要进行装订,则通过上位机控制模块发送“主***装订”命令,打开需要装订的文件(包含所有子***编号的TXT文件),确认装订;若主***控制模块不需要装订,则进入子***装订设置;
步骤四,子***装订,若子***需要装订,则通过上位机控制模块发送 “子***装订”命令,打开需要装订的文件(包含子***编号、***总数以及炮孔号+***ID号+延期时间的TXT文件),确认装订;若子***不需要装订,则进入在线巡检设置;如果需要查看装订是否正确,上位机控制模块发送“子***回读”命令,并输入子***编号,执行回读命令,回读结果将显示在显示窗口,可以同原文件进行比对,确认装订的正确性,完成后可进行其它子***装订;
步骤五,在线巡测,若主***控制模块、子***需要在线巡检,上位机控制模块发送“巡测***”命令,将起爆装置的控制信息发送到电子***进行巡测,根据巡测结果提示的***错误类型,检测***脚线与信号线是否连接可靠或者决定是否须要更换***(***错误类有“通讯错”和“桥丝断”两种,属于“通讯错”,检测***脚线与通讯母线是否连接可靠;属于“桥丝断”,只有根据工程情况决定是否须要更换***,如果线路连接可靠,仍然提示“通讯错”,有可能是***本身出现问题,同样,根据工程情况决定是否须要更换***;若不需要在线巡检则进入延期时间校准设置);
步骤六:延期时间校准,若主***控制模块、子***需要延期时间校准,延期时间校准前必须将主***控制模块电源开关置于高压档位,否则,液晶显示装置将进行高电压提示;然后上位机控制模块发送 “延时时间校准”命令,打开主***控制模块装订文件,并发送确认;若不需要进行延期时间校准,则将上述步骤三、步骤四、步骤五、步骤六中的最终设置结果进行显示;
步骤七:起爆,若需要进行起爆,上位机控制模块发送“起爆”命令,输入密码,主***将对输入的密码进行判断,如果输入密码正确,则判断密码输入时间是否超时,若密码输入时间没有超时提示,上位机控制模块提示“等待起爆双键按下”,若按下双键控制模块按键没有超时,将产生起爆信号,主起爆控制模块接收到这一起爆信号后,向子***发送起爆命令,子***收到主***控制模块发送的起爆命令后,向电子***发送起爆指令,电子***接收到起爆指令后,进行延时、起爆,起爆结束;若密码不正确,则重新输入密码进行密码判断;若输入密码时间超时、没有按下双键控制模块、双键按下时间超时则重新返回步骤三;若不需要起爆,则重新返回步骤三。
本说明书中公开的所有特征,除了互相排斥的特征以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。