本發(fā)明提供了一種測發(fā)控遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，屬于航天測發(fā)控領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
目前，航天測發(fā)控領(lǐng)域廣泛采用基于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏y發(fā)控系統(tǒng)，該種測發(fā)控系統(tǒng)按照設(shè)備放置地點分為前端和后端兩個部分。測發(fā)控系統(tǒng)前端設(shè)備放置于發(fā)射塔架附近，用于向被測對象傳達(dá)測發(fā)控后端發(fā)出的控制指令；測發(fā)控系統(tǒng)后端設(shè)備放置于遠(yuǎn)控測試間，作為整個測發(fā)控系統(tǒng)的操作、指揮和控制中心。通常，測發(fā)控系統(tǒng)前、后端分別設(shè)置以太網(wǎng)交換機(jī)，并用光纖相連。測發(fā)控系統(tǒng)前、后端設(shè)備分別利用各自的以太網(wǎng)接口就近連接到附近的交換機(jī)上，實現(xiàn)前后端數(shù)據(jù)交互。在名稱為“運(yùn)載火箭測發(fā)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)”(中國專利公開號：CN2891495Y)中介紹了這種網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。然而，在上述文獻(xiàn)中所述系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸鏈路上，集合了網(wǎng)絡(luò)終端、網(wǎng)線、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、光纖等諸多設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸過程中的周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)較多。如果將數(shù)據(jù)由后端發(fā)送到前端，數(shù)據(jù)需要?dú)v經(jīng)“網(wǎng)絡(luò)終端-網(wǎng)線-后端網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)-光纖-前端網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)-網(wǎng)線-網(wǎng)絡(luò)終端”等傳輸介質(zhì)和設(shè)備，每一次傳輸介質(zhì)的變化均會帶來數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的變化，無形中增加了數(shù)據(jù)傳輸錯誤的風(fēng)險。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，不得不采取一系列軟硬件補(bǔ)救措施來降低數(shù)據(jù)傳輸風(fēng)險，因此間接產(chǎn)生了測發(fā)控系統(tǒng)的附加設(shè)計成本。由于現(xiàn)有的遠(yuǎn)距離測發(fā)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)存在傳輸鏈路復(fù)雜、設(shè)備種類多等不足之處，所以有必要對其進(jìn)行改進(jìn)，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠高效傳輸?shù)耐瑫r，降低附加軟硬件設(shè)計成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于 ControllerLink網(wǎng)絡(luò)的測發(fā)控遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，以測發(fā)控系統(tǒng)前后端PLC為核心，二者之間采用光纖直連的方式來構(gòu)建ControllerLink通信網(wǎng)絡(luò)，減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，同時降低成本。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種測發(fā)控遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括：后端PLC組合、中心計算機(jī)、虛擬顯示計算機(jī)、指令輸入模塊、前端PLC組合、前端電源和繼電器模塊；后端PLC組合包括后端CPU模塊、后端電源模塊、開關(guān)量模塊、以太網(wǎng)通信模塊、第一ControllerLink模塊和第二ControllerLink模塊；前端PLC組合包括前端電源模塊、前端CPU模塊、輸入開關(guān)量模塊、輸出開關(guān)量模塊、第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊；指令輸入模塊將配電信號發(fā)送到后端PLC組合中的開關(guān)量模塊中，開關(guān)量模塊將配電信號發(fā)送給后端CPU模塊，后端CPU模塊將配電信號存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，再通過第一ControllerLink模塊、第二ControllerLink模塊、第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊組成的ControllerLink環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給前端CPU模塊，前端CPU模塊將接收到配電信號存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，前端CPU模塊將所述配電信號通過輸出開關(guān)量模塊發(fā)送給繼電器模塊，繼電器模塊根據(jù)接收到的配電信號控制前端電源給被測對象供電；中心計算機(jī)將控制信號發(fā)送到后端PLC組合中的開關(guān)量模塊中，開關(guān)量模塊將控制信號發(fā)送給后端CPU模塊，后端CPU模塊將控制信號存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，再通過第一ControllerLink模塊、第二ControllerLink模塊、第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊組成的ControllerLink環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給前端CPU模塊，前端CPU模塊將接收到控制信號存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，前端CPU模塊將所述控制信號通過輸出開關(guān)量模塊發(fā)送給繼電器模塊，繼電器模塊將接收到的控制信號發(fā)送給被測對象；被測對象中的狀態(tài)信息發(fā)送到前端PLC組合中的輸入開關(guān)量模塊中，輸入開關(guān)量模塊將被測對象的狀態(tài)信息發(fā)送給前端CPU模塊，前端CPU模塊將所述被測對象的狀態(tài)信息存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，前端CPU模塊將所述被測對象的狀態(tài)信息通過所述ControllerLink環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給后端CPU模塊，后端CPU模塊將接收到的所述被測對象的狀態(tài)信息存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，虛擬顯示計算機(jī)通過以太網(wǎng)通信模塊訪問后端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，讀取其中的被測對象的狀態(tài)信息，并在虛擬顯示計算機(jī)中顯示；后端電源模塊為后端CPU模塊、開關(guān)量模塊、以太網(wǎng)通信模塊、第一ControllerLink模塊和第二ControllerLink模塊供電；前端電源模塊為前端CPU模塊、輸入開關(guān)量模塊、輸出開關(guān)量模塊、第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊供電。所述配電信號在后端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址與配電信號在前端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址相同；所述控制信號在后端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址與控制信號在前端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址相同；所述狀態(tài)信息在后端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址與狀態(tài)信息在前端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址相同。所述ControllerLink環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中第一ControllerLink模塊和第三ControllerLink模塊之間通過遠(yuǎn)距離光纖連接，第二ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊之間通過遠(yuǎn)距離光纖連接；第一ControllerLink模塊和第二ControllerLink模塊之間通過光纖跳線連接，第二ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊之間通過光纖跳線連接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：(1)本發(fā)明實現(xiàn)了測發(fā)控系統(tǒng)前后端設(shè)備的光纖直連，減少了數(shù)據(jù)傳輸過程中的多次協(xié)議變換環(huán)節(jié)，降低了數(shù)據(jù)傳輸錯誤的風(fēng)險；(2)本發(fā)明舍棄了傳統(tǒng)測發(fā)控數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中所需的前后端網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，降低了設(shè)備購置成本；(3)本發(fā)明采用冗余ControllerLink通信模塊構(gòu)建遠(yuǎn)距離測發(fā)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)沫h(huán)形網(wǎng)絡(luò)，避免了由于測發(fā)控前后端中某個ControllerLink通信模塊故障或某一條光纖故障導(dǎo)致整個傳輸系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險。附圖說明圖1為本發(fā)明測發(fā)控系統(tǒng)示意圖；圖2為本發(fā)明前后端PLC組合子系統(tǒng)示意圖；圖3為本發(fā)明前后端PLC地址映射示意圖；具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種測發(fā)控遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括：后端PLC組合、中心計算機(jī)、虛擬顯示計算機(jī)、指令輸入模塊、前端PLC組合、前端電源和繼電器模塊；如圖2所示，后端PLC組合包括后端CPU模塊、后端電源模塊、開關(guān)量模塊、以太網(wǎng)通信模塊、第一ControllerLink模塊和第二ControllerLink模塊；后端CPU模塊作為后端PLC組合的控制核心，對開關(guān)量模塊、以太網(wǎng)通信模塊、第一ControllerLink模塊和第二ControllerLink模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；后端電源模塊選用CS1D-PD024，該模塊以直流24V作為輸入，為后端CPU模塊、開關(guān)量模塊、以太網(wǎng)通信模塊、第一ControllerLink模塊和第二ControllerLink模塊提供直流5V和直流12V供電；開關(guān)量模塊接收來自中心計算機(jī)和指令輸入模塊的開關(guān)量信號；以太網(wǎng)通信模塊用于將后端CPU模塊中獲取的狀態(tài)信息反饋給虛擬顯示計算機(jī)；第一ControllerLink模塊和第二ControllerLink模塊實現(xiàn)與前端PLC組合中第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊的遠(yuǎn)距離光纖數(shù) 據(jù)傳輸，四個ControllerLink模塊的型號均為OMRON公司的CS1W-CLK52-V1，前后端ControllerLink通信模塊之間最大通信距離可達(dá)到2km。利用ControllerLink網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)可在網(wǎng)絡(luò)上的各通信節(jié)點之間自動進(jìn)行傳輸，而不需要PLC組合中的CPU模塊或外在的通信軟件進(jìn)行控制。前端PLC組合包括前端電源模塊、前端CPU模塊、輸入開關(guān)量模塊、輸出開關(guān)量模塊、第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊；前端電源模塊為前端CPU模塊、輸入開關(guān)量模塊、輸出開關(guān)量模塊、第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊供電；前端CPU模塊對輸入開關(guān)量模塊、輸出開關(guān)量模塊、第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；開關(guān)量輸入模塊用于接收被測對象的狀態(tài)信息；開關(guān)量輸出模塊輸出前端CPU模塊中接收到的控制信號和配電信號；第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊實現(xiàn)與后端PLC組合中第一ControllerLink模塊和第二ControllerLink模塊的遠(yuǎn)距離光纖數(shù)據(jù)傳輸。指令輸入模塊接收操作人員的手動配電信號，轉(zhuǎn)換為24V開關(guān)量信號，發(fā)送到后端PLC組合中的開關(guān)量模塊中，開關(guān)量模塊將配電信號發(fā)送給后端CPU模塊，后端CPU模塊將配電信號存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，再通過第一ControllerLink模塊、第二ControllerLink模塊、第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊組成的ControllerLink環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給前端CPU模塊，前端CPU模塊將接收到配電信號存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，前端CPU模塊將所述配電信號通過輸出開關(guān)量模塊發(fā)送給繼電器模塊，繼電器模塊根據(jù)接收到的配電信號控制前端電源給被測對象供電；所述ControllerLink環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中第一ControllerLink模塊和第三ControllerLink模塊之間通過遠(yuǎn)距離光纖連接，第二ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊之間通過遠(yuǎn)距離光纖連接；第一ControllerLink模 塊和第二ControllerLink模塊之間通過光纖跳線連接，第二ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊之間通過光纖跳線連接。中心計算機(jī)將控制信號發(fā)送到后端PLC組合中的開關(guān)量模塊中，開關(guān)量模塊將控制信號發(fā)送給后端CPU模塊，后端CPU模塊將控制信號存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，再通過第一ControllerLink模塊、第二ControllerLink模塊、第三ControllerLink模塊和第四ControllerLink模塊組成的ControllerLink環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給前端CPU模塊，前端CPU模塊將接收到控制信號存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，前端CPU模塊將所述控制信號通過輸出開關(guān)量模塊發(fā)送給繼電器模塊，繼電器模塊將接收到的控制信號發(fā)送給被測對象；控制信號包括轉(zhuǎn)電信號、斷電信號、復(fù)位信號等多種控制被測對象的信號，轉(zhuǎn)電信號用于實現(xiàn)地面供電和被測對象中電池供電的切換，斷電信號用于控制被測對象中設(shè)備斷電，復(fù)位信號用于被測對象中計算機(jī)復(fù)位。被測對象中的狀態(tài)信息發(fā)送到前端PLC組合中的輸入開關(guān)量模塊中，輸入開關(guān)量模塊將被測對象的狀態(tài)信息發(fā)送給前端CPU模塊，前端CPU模塊將所述被測對象的狀態(tài)信息存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，前端CPU模塊將所述被測對象的狀態(tài)信息通過所述ControllerLink環(huán)形網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給后端CPU模塊，后端CPU模塊將接收到的所述被測對象的狀態(tài)信息存儲在其數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，虛擬顯示計算機(jī)通過自身的10/100/1000M自適應(yīng)網(wǎng)卡與以太網(wǎng)通信模塊CS1D-ETN21D相連，通過FINS指令訪問后端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，讀取其中的被測對象的狀態(tài)信息，并在虛擬顯示計算機(jī)中顯示；在ControllerLink網(wǎng)絡(luò)中，前后端PLC組合之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過數(shù)據(jù)鏈接區(qū)實現(xiàn)共享的。數(shù)據(jù)鏈接區(qū)的示意圖如附圖3所示，在前后端PLC組合的CPU數(shù)據(jù)存儲區(qū)中，均保留了地址相同的特定數(shù)據(jù)存儲區(qū)(即數(shù)據(jù)鏈接區(qū))，存儲區(qū)大小可在CPU資源允許的前提下根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。在前后端CPU各自的存儲區(qū)段中，通過定義發(fā)送區(qū)和接收區(qū)，使后端的發(fā)送區(qū)對應(yīng)前端的接收區(qū)，同理，后端的接收區(qū)對應(yīng)前端的發(fā)送區(qū)。所述配電信 號在后端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址與配電信號在前端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址相同；所述控制信號在后端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址與控制信號在前端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址相同；所述狀態(tài)信息在后端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址與狀態(tài)信息在前端CPU模塊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)中的地址相同。以配電信號為例，配電信號存儲在后端CPU模塊中發(fā)送區(qū)中的1400地址中，那么，通過環(huán)形網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)角岸薈PU之后，也存儲在前端CPU模塊接收區(qū)的1400地址中，被測對象的狀態(tài)信息包括電池激活好、轉(zhuǎn)電好、斷電好等信息，如果被測對象的狀態(tài)信息存儲在前端CPU的發(fā)送區(qū)中的1411地址中，那么，經(jīng)過環(huán)形網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶蠖薈PU之后，也對應(yīng)的存儲在后端CPU的接收區(qū)的1411地址中。這樣，就實現(xiàn)了基于ControllerLink網(wǎng)絡(luò)的前后端遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)交互，最大傳輸速率可達(dá)2Mbps。前端電源為被測對象供電；繼電器模塊用于彌補(bǔ)前端輸出開關(guān)量模塊驅(qū)動能力的不足，一方面將配電信號發(fā)送給前端電源實現(xiàn)為被測對象供電，另一方面將控制信號發(fā)送給被測對象，實現(xiàn)對被測對象的控制。本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。