基于PLC的液压调平升降控制系统

　　无人值守雷达是现代雷达的发展方向。将PLC应用于雷达架、撤控制系统,不但可提高雷达的机动性,而且可以方便地实现雷达控制系统与计算机的联网通信,实现远距离的操作控制功能,通过PLC传输给计算机的信号与现场摄像仪的传输信号进行比较,可以可靠地实现远程监控,工作现场不需要人的介入。雷达的遥控操作,既可避免人在恶劣的环境条件下连续工作,又可在战争状态时保证人员的安全。

　　本系统的控制器选用德国某公司生产的SIMATICS7-300可编程序控制器(PLC),它不但可通过现场总线PROFIBUS对操作过程采取冗余控制,而且,可通过程控交换机与上位机自由的交换信息,实现远程操作和控制的功能。且PLC在抗干扰能力方面也明显优于单片机等其他控制器,目前已被广泛应用于工业控制中,将PLC应用于机动式雷达电液伺服控制系统,可将电子控制和液压能源的优点结合起来,达到预期的控制效果。

　　2　液压系统工作原理

　　对于大阵面天线的雷达来说,将其举升到一定高度绝非易事,为了使举升结构简单、易行,减小元器件的重量和尺寸,采用了液压系统。通过高压液压系统,可以获得很大的推动力来实现大型负载的快速举升和精确定位[1]。基于PLC的模拟量控制的车体的架设、撤收及电液调平伺服控制系统和开关量控制的天线的升降控制系统,可以实现液压传动式雷达架、撤过程的全自动化。

　　液压系统的工作原理图如图1所示。电机4起动后,带动液压泵5转动,液压泵通过吸油过滤器3从油箱中吸油,并且,液压泵分别通过比例方向阀12、三位四通电磁换向阀11、液控单向阀13分别向3个支腿缸15、天线举升缸16供油。当电磁铁1YA、3YA、5YA通电时,比例方向阀的左位接通,支腿缸缩回;当电磁铁2YA、4YA、6YA通电时,比例方向阀的右位接通,支腿缸伸出;当电磁铁7YA通电时,三位四通电磁换向阀的左位接通,天线举升;当电磁铁8YA通电时,三位四通电磁换向阀的右位接通,天线撤收。电磁铁的动作顺序如表1所示。

　　3　控制系统

　　3·1　PLC的现场操作控制功能

　　基于PLC的电液式自动控制系统实现液压系统的各种阀件的动作控制,电液式自动控制系统的方框图如图2a所示。其中,车体的调平采用电液式自动调平系统,通过A/D、D/A转换实现系统的连续控制。天线的升/降控制通过DI、DO开关量的通断,控制相应的电磁阀的动作来完成。

　　PLC通过现场总线PROFIBUS对操作过程采取冗余控制。控制过程为:某雷达在运输状态时,支腿收拢,放在车体上;当雷达到预定的工作位置后,起动按钮按下,PLC控制支腿缸全速伸出。当支腿着地时,车体被抬起,电液调平控制模块投入运行,当系统的调平误差达到误差范围内时,调平过程结束,天线举升控制模块投入运行,天线举升到预定的位置后,举升过程结?作流程是上述过程的逆运行,但无需调平程序。整个控制过程不需要人的参与,全部由PLC通过执行逻辑顺序控制功能来完成。在紧急状态下,可通过起动应急按钮,退出逻辑顺序控制程序,“跳步”执行。控制程序流程图如图2b所示。