某型火炮液压训练模拟系统实现研究

　　0　引言

　　某型火炮是安装在履带或车辆底盘上能自行运动的火炮,主要由武器系统、底盘部分和装甲车体组成。整套系统复杂,技术含量高,在火控、输弹、操纵及推进悬挂系统大量采用液压系统,给技术保障提出了更高的要求。为保障某型火炮液压系统随时处于良好的战术、技术状态,加强军械士官模拟训练和维修能力的培养显得尤为重要[1]。因此需要紧密结合部队装备保障任务,理论联系实际,研制开发一套某型火炮液压系统训练模拟台装置,实现对火炮液压系统硬件设备动作过程的实时仿真。

　　1　实时仿真结构及工作原理

　　本文作者通过软件设计与硬件设计两大部分实现某型火炮液压系统实时仿真。主要利用到全中文工控组态软件MCGS (Monitor and Control GeneratedSystem)和可编程控制器(Programmable Logic Con-troller)以及传感器等。首先通过组态软件在上位机中设计出对火炮液压系统进行组态控制的各种界面,传感器采集系统工况数据,经信号放大和滤波处理后传递给上位机, PLC进行信号模数转换和监控,完成对整套液压系统的仿真过程。利用组态软件和PLC组成的实时仿真结构如图1所示。

　　上位机和PLC通过RS-232C串行接口用通信电缆相联,外加FX232-BD通信模块。PLC载有通过编程软件编写好的控制程序,传感器进行信号采集,运行组态软件,即可操作计算机界面中的图形对象进行实时仿真控制。基于组态软件和PLC的实时仿真系统,其原理在于外界采集的信号和控制信号通过输入继电器X进入PLC;在仿真运行状态时, PLC输出模块通过电缆输出信号与上位机数据库中的数据进行交换,而这些数据又和屏幕上显示的图形对象关联。因此,可以反映出PLC运行和控制对象之间的关系。采用相应的模块, PLC和组态软件可以完成模拟、数字信号的传递和反馈控制。

　　2　某型火炮液压系统实时仿真的开发设计

　　2·1　系统分析与组态仿真界面的建立

　　首先明确某型火炮液压系统的监控要求和技术要求,包括系统所要实现的功能、控制流程、用户界面窗口、动画效果等。分析工程中设备数据的采集及输出通道与实时数据库中定义的变量对应关系。某型火炮液压系统主要包括三大功能模块:液压油源部分(驱动源)、装填机构和转向助力机构。

　　利用系统提供的元件库或绘图软件创建图片,再进行动画设计,这里主要包括油缸、各类控制阀和管路设计。利用Visio2003软件对各类阀进行绘制,并转换为位图(*·jpg, *·bmp)在MCGS中直接选择装载位图[2]。仿真界面以图形对象的变化或运动过程反映PLC程序运行结果,给人身临其境的感觉,并能通过计算机屏幕逼真看到某型火炮外部硬件动作过程。利用MCGS组态软件设计的某型火炮液压系统原理图如图2所示。