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丽江 2.4 米望远镜 控制系统. 云南天文台 范玉峰 2007-11-20 广州. 报告内容. 丽江 2.4m 光学望远镜简介 电控系统组成 终端设备和自动导星装置 IT 系统 远程观测模式 观测辅助系统. 丽江 2.4 米光学望远镜. 中科院、云南省、云南天文台共同设立。 英国 TTL(Telescope Technologies Ltd.) 公司设计,制造。 站址:云南省丽江市高美古 N26 41 43 E100 01 47 Alt 3230m 2007 年 4 月完成安装,计划 2007 年底最终验收。. 合同指标.
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丽江2.4米望远镜控制系统 云南天文台 范玉峰 2007-11-20 广州
报告内容 • 丽江2.4m光学望远镜简介 • 电控系统组成 • 终端设备和自动导星装置 • IT系统 • 远程观测模式 • 观测辅助系统
丽江2.4米光学望远镜 • 中科院、云南省、云南天文台共同设立。 • 英国TTL(Telescope Technologies Ltd.)公司设计,制造。 • 站址:云南省丽江市高美古 N26 41 43 E100 01 47 Alt 3230m • 2007年4月完成安装,计划2007年底最终验收。
合同指标 • 光学:卡塞格林RC系统 2.4m F/8 • 分辨率(集能度):0.35’’(80%) • 视场:改正前10’,改正后40‘ • 控制、机械:地平式机架 • 指向精度:3’’ • 开环跟踪精度:0.5’’/1.4’’/2’’ in 10/30/60mins • 闭环跟踪精度:0.5’’ in 60mins • Robotic/Remote 观测模式
电控系统构成 • 机械: • 轴运动控制:方位轴、高度轴、消旋轴 • 液压泵及制冷制冷系统 • 光学: • 主镜ACADS:厚镜面的主动支撑 • 副镜及辅助机械控制 • 观测接口: • 自动导星装置 • IT设备、观测软件、TPOINT指向修正 • 辅助设备 • 网络气象服务器 • 网络接入设备、存储设备
电控系统组成 望远镜镜上设备: 方位轴 高度轴 消旋轴 导星 主镜支撑 辅助机械 油泵系统 PLC 圆顶控制 PLC 分布式 控制网络 保护、控制 状态、报警 控制IT设备: 天文观测 望远镜主控 系统监控 服务PLC: P01 UPS P28/P33 供电 网络设备 远程接入应用层 气象服务
方位Azimuth:液压轴承 高度Altitude:液压轴承 消旋De-rotate: 卡焦 耐焦 主要转动轴
编码带 电感箱 电机功放 90V三相,隔离变压器 增量 电机 电机 读写头 编码器 编码器 制动 制动 绝对 限位 速度控制选择 PLC 手柄 控制 软件 控制 读写头 各轴驱动控制框图 • 驱动 • 编码器 • 制动 • 控制: • 手柄 • 软件PID/H-∞
电机驱动功放/P48 P48内驱动卡 内环:电流PID(模拟) 变压器
伺服电机 方位轴齿轮 减速箱
制动 • 高度、消旋轴制动在电机内部 • 方位轴有独立制动盘刹(碟刹)
光栅带+扫描头(角度编码器) 精度:<0.18’’虚拟编码器:多个联合(Azm 4, Alt 2, De 2) 方位轴、高度轴、 卡焦消旋轴:ERA780 耐焦消旋:ERA180
齿条上方贴有编码带,未固定 绝对编码器 两个驱动电机,内有制动和编码器 旋转限位开关 增量编码器 消旋 卡焦消旋轴
消旋轴选择器 • 卡焦/耐焦+/(耐焦-) • 切换电机 • 切换编码器 • 改变控制程序
主镜ACADS:厚镜面的主动支撑 • 保持主镜面型:支撑力均匀 • 保持主镜姿态:光轴重合 • 支撑: • 底部3个扇区:20个气动活塞 • 上下两侧:10个活塞
辅助机械控制 • 主镜主动支撑ACADS • 主镜保护控制 • 副镜聚焦
终端和自动导星 • 卡焦仪器终端 • 滤光器轮切换 • 自动导星CCD及控制器 • 导星装置聚焦、收放 • 仪器电、数据、气动接口
控制层次及方式 CCD等 终端 远程观测服务接口 远程观测 TCP/IP LAN RAID 望远镜控制TCC 观测界面 TCS命令行 Telnet / Xwin LAN 气象站 监控 主控MCC 软件控制 工程操作ECI 软件GUI控制 Q-net 控制节点 控制节点 望远镜光机系统 PLC、电气系统 手柄控制 维护、监控操作 按钮控制
手柄控制 • 调试目标第一步 • 本地/local模式 • 通过PLC发送命令转矩(电压) • P28选择轴/电机+手柄控制 • 没有精确控制、没有速度闭环 • 增量编码器作堵转保护/监测 • 维护、调试时使用
软件控制 • 分布式控制节点(QNX): • 编码器采集卡->虚拟编码器 • D/A+数字量卡->输出 • A/D<-电枢电流检测 • PID速度/位置控制算法 • GPS时钟同步卡 • 以太网/KVM接口 • 用于正常观测——远程/自动
IT控制设备 本地/远控 以太网交换机 LCD GPS时间服务器 SCC 供电控制 KVM 键盘 TCC RAID MCC 浪涌保护 剩余空间48*53*70+厘米 机架式UPS
控制接口(远程、自动) • TCS:望远镜控制系统;命令行界面;用于观测 • ECI:工程控制接口;图形界面;用于调试和监控望远镜状态 • AGI:自动导星图形界面;设置、调整自动导星;当使用Autoguider CCD作为终端时用于获取图像
ECI • 工程控制接口
AGI • 自动导星图形界面