摘 要：本文介紹了可編程序控制器（PLC）在某導(dǎo)彈裝填系統(tǒng)中的應(yīng)用，闡述了整個系統(tǒng)的控制要求，給出了系統(tǒng)部分硬件組成和軟件流程圖，突出了PLC系統(tǒng)的可靠性。 關(guān)鍵字：導(dǎo)彈裝填系統(tǒng) PLC 控制 可靠性 Abstract：The application of PLC on missile loading system is introduced in this paper. The controlling requirements of the whole system are described in details , and the structure of the hardware system and the flow chart of the software system is given. The reliability of PLC controlling system is emphasized. Key Words：Missile loading system; PLC ; Control ; Reliability 1 緒論 　　導(dǎo)彈裝填設(shè)備是導(dǎo)彈裝配設(shè)備之一，用于導(dǎo)彈的入箱和出箱操作，它是導(dǎo)彈總裝測試完成后進行入箱作業(yè)、導(dǎo)彈需要排故時進行出箱作業(yè)的重要設(shè)備，其主要功能包括： 　　1）設(shè)備具有能夠?qū)?dǎo)彈安全快速地裝入到彈筒中，以及導(dǎo)彈順利出筒的功能; 　　2）設(shè)備具有雙驅(qū)動功能，即電力和人力兩種方式; 　　3）設(shè)備具有保護功能，當推力或者拉力超過設(shè)置極限時，設(shè)備自動切斷電源，并報警。 　　常用的電氣控制系統(tǒng)采用繼電器-接觸器控制方式，但由于其存在故障率高、動作不可靠、維修困難等缺點，在本系統(tǒng)中不作采用，而作為現(xiàn)今機電一體化技術(shù)中的首選控制方法——采用可編程序控制器控制來實現(xiàn)裝填速度的自動控制，控制系統(tǒng)不僅線路簡單、可靠性高、維護方便且容易現(xiàn)場調(diào)試。 2 裝填設(shè)備系統(tǒng)的組成及控制要求 　　2.1主要組成部分 　　由圖1所示，系統(tǒng)由兩部分組成，導(dǎo)彈支撐架和彈筒支撐架，支撐架分別由底座、直線滾動導(dǎo)軌、電機、離合器、手柄等組成，通過驅(qū)動機構(gòu)，導(dǎo)彈和彈筒可以分別在其支撐架上沿縱向移動，完成裝彈任務(wù)。 [align=center] 圖1 裝填設(shè)備布局圖[/align] 　　2.2系統(tǒng)控制要求 　　導(dǎo)彈裝填設(shè)備要求具有電力和人力驅(qū)動雙重功能，其中導(dǎo)彈的移動速度分為三檔自由調(diào)節(jié)，通過控制三速電機來實現(xiàn)，而彈箱的移動速度僅為單速，同時兩者應(yīng)根據(jù)控制的需要可進行點動與連動的直接切換。 　　除了自動控制之外，還設(shè)置了手動操作，采用手輪機械驅(qū)動，以實現(xiàn)無電時的手動操作或過載以及超行程時的解程動作。 3 裝填系統(tǒng)設(shè)計 　　3.1硬件設(shè)計 　　3.1.1 PLC選型以及輸入輸出點確定 　　根據(jù)以上控制要求，選用OMRON公司的產(chǎn)品CPM2AH-30CDR-A，其具有緊湊、高速的特點，提供的I/O點數(shù)為30個，其中18點繼電器輸入和12點繼電器輸出。 [align=center] 圖2 PLC硬件接線圖[/align] 　　本系統(tǒng)PLC基本配置要求有14點開關(guān)量輸入，9點開關(guān)量輸出。圖2為硬件接線圖。其中SB1電源啟動開關(guān)，SB2急停開關(guān)，SB3推彈電機與彈箱電機選擇開關(guān)，SB4推彈速度轉(zhuǎn)換開關(guān)，SB5點動前進開關(guān)，SB6點動后退開關(guān)，SB7連續(xù)前進開關(guān)，SB8連續(xù)后退開關(guān)，SB9過載壓力信號輸入，SQ1、SQ2推彈行程極限接近開關(guān)，SQ3、SQ4彈箱行程極限接近開關(guān)，KM1彈箱電機正轉(zhuǎn)接觸器，KM2彈箱電機反轉(zhuǎn)接觸器，KM3推彈電機低速接觸器，KM4推彈電機中速接觸器，KM5、KM6推彈電機高速接觸器，KM7推彈電機正轉(zhuǎn)接觸器，KM8推彈電機反轉(zhuǎn)接觸器，HL1電源指示燈。 　　3.1.2手持控制盒的設(shè)計 　　根據(jù)控制要求，設(shè)計手持盒如圖3所示。 [align=center] 圖3 手持盒控制鍵的分布[/align] 　　1）當系統(tǒng)要求點動運行時，點動按鈕按下電機運行，按鈕松開電機停轉(zhuǎn)。 　　2）當系統(tǒng)要求連續(xù)運行時，連續(xù)按鈕按下并持續(xù)3秒后才起作用（此功能通過梯形圖編程實現(xiàn)），防止誤操作。 　　3）推彈電機與彈筒電機由一個開關(guān)控制，實為互鎖，因而保證了手持控制盒不能同時控制兩臺電機。 　　4）當選擇推彈電機時，若此時速度檔不在低速檔，則電機不能動作，必須經(jīng)由低速檔才能實現(xiàn)到中高速檔的過渡，防止電機啟動電流過大。 　　3.1.3導(dǎo)彈裝填推力和拉力測試系統(tǒng) 　　為了防止導(dǎo)彈裝卸過程中推拉力過大造成的損害，設(shè)計了過載保護裝置，采用單片機和力傳感器開發(fā)的推拉力檢測系統(tǒng)，實時測試和顯示導(dǎo)彈出入彈筒過程中的驅(qū)動力的大小，其中報警極限力可根據(jù)需要進行實時調(diào)整設(shè)置，初設(shè)驅(qū)動力極限為5500N，當超過極限時，壓力信號傳入PLC，由PLC發(fā)出指令，系統(tǒng)自動切斷驅(qū)動電機電源，保護裝填的安全。 [align=center] 圖4 驅(qū)動力檢測 圖5 系統(tǒng)軟件流程圖[/align] 　　3.1.4導(dǎo)彈裝填行程保護系統(tǒng) 　　在裝填設(shè)備工作中，為了防止推彈和彈箱等操作時牽引小車超出工作范圍的運動造成損害，布置4個接近開關(guān)在導(dǎo)彈與彈箱支撐架的兩端，以采集行程超程信息，并輸入到控制器PLC中，及時切斷電源，實現(xiàn)超限保護。在接近開關(guān)斷開的情況下為手動工作方式，轉(zhuǎn)動手柄使其反方向脫離極限位置，以使系統(tǒng)能正常工作。 　　3.2軟件設(shè)計 　　3.2.1 軟件流程圖 　　根據(jù)系統(tǒng)的運動流程以及控制要求，編寫程序，實現(xiàn)電機運轉(zhuǎn)和相應(yīng)的執(zhí)行元件的控制，編程軟件采用的是OMRON公司開發(fā)的CX-Programmer V5.0進行梯形圖編程，它可在Windows系統(tǒng)下運行，可實現(xiàn)梯形圖的編程、監(jiān)視和控制等功能，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。軟件工作流程圖如圖5所示。 　　3.2.2 軟件設(shè)置及操作 　　OMRON CPM2A CPU單元可通過RS-232C端口與筆記本電腦相連實現(xiàn)通信。 　　啟動CX-Programmer軟件，新建 “裝填控制”文檔，設(shè)置正確的“設(shè)備型號”與“網(wǎng)絡(luò)類型”后進入編程界面，根據(jù)已經(jīng)分配好的I/O表編寫適應(yīng)系統(tǒng)的梯形圖程序，如圖6所示。 　　程序經(jīng)編譯正確后，將程序通過通信電纜上載到筆記本電腦中，即可運行程序?qū)崿F(xiàn)PLC控制，若有更改，既可將程序從PLC下載到筆記本電腦中進行線下修改，也可在線編輯。 　　3.2.3 編程調(diào)試中常見故障排除 　　1） 筆記本電腦與CPU模塊無法通訊 　　處理辦法：檢查PLC上CPU的通信開關(guān)是否處于“ON”位;檢查軟件中的外圍端口設(shè)置是否為“RS-232C”模式;更換新通訊電纜或者CPU模塊。 　　2）有輸入信號，無輸出信號 　　處理辦法：重新向CPU內(nèi)灌入程序防止CPU內(nèi)無程序或程序丟失;檢查PLC是否工作在“運行”或“監(jiān)控”狀態(tài)下;檢查程序保證編寫正確無誤;確保通信無故障。 　　3）電氣設(shè)備不動作 　　處理辦法：檢查輸出接線是否正確;檢查程序中輸入輸出點有無強制;更換電氣設(shè)備。 [align=center] 圖6梯形圖程序界面[/align] 　　3.3其他防干擾措施 　　1） 電源輸入端采用1：1隔離變壓器以更好地降電噪; 　　2） PLC的供電線采取雙絞線為防止來自電源線的干擾; 　　3） 電機動力線之間裝有滅弧裝置，防止接觸器觸頭之間產(chǎn)生電弧，達到防暴目的。 4 結(jié)束語 　　采用OMRON CPM2AH可編程序控制器對導(dǎo)彈裝填系統(tǒng)進行自動控制，在系統(tǒng)可靠性方面效果顯著，簡化了操作方法，并且功能靈活化，取得了很好的實踐成效。 參考文獻： 　　[1] 程周. 電氣控制與PLC原理及應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2003 　　[2] 呂金華，江漢紅. 基于PLC的船舶機艙監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 微計算機信息. 2005,24:81-82+138 　　[3] CPM2A可編程序控制器操作手冊，2002 　　[4] 曹輝，霍罡. 可編程序控制器系統(tǒng)原理及應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2003