【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 頁 回 油路：缸 9a 和 9b 無桿腔 閥 5b 下位 油箱 2。此時(shí)，并聯(lián)同步缸 9a 和 9b 同步上升（活塞桿固定）。 上升到位后，松開 5b 手柄，液壓泵經(jīng)多路換向閥 5b 中位卸載。 水平工作臺(tái) D 上升，由多路換向閥 5f 控制，分流集流閥 12b 控制并聯(lián)同步缸 9a 和 9b 同步上升。油路狀況同水平工作臺(tái) C 類似。 水平工作臺(tái)下降 水平工作臺(tái) C 下降由多路換向閥 5b 控制，此時(shí)多路換向閥 5b 處于上位。其油路走向?yàn)椋? 進(jìn)油路：泵 1 → 閥 4 → 閥 15 → 閥 5b → 缸 9a 和缸 9b 無桿腔； 回油路：缸 9a 和缸 9b 有桿腔 → 分別經(jīng)閥 10a 和閥 10b → 閥 12a → 閥 5b → 油箱 2。此時(shí)缸9a 和缸 9b 同步下降。 下降到位后，松開手柄，使液壓泵經(jīng)多路換向閥 5b 中位卸載。 水平工作臺(tái) D 下降，由多路換向閥 5f 控制，分流集流閥 12b 控制缸 9c 和 9d 同步下降完成。油路狀況同水平工作臺(tái) C 類似。 水平工作臺(tái)調(diào)平 水平工作臺(tái)上升和下降過程中，由于同步液壓缸的制造誤差、油液泄露、等量分流集流閥等誤差的影響，使兩個(gè)同步缸產(chǎn)生誤差。為消除同步誤差，系統(tǒng)中采用了補(bǔ)油回路，以消除同步缸上升到終點(diǎn)后所產(chǎn)生的同步積累誤差。 水平工作臺(tái) C 補(bǔ)油調(diào)平油路的工作狀況是： 如 果缸 9b 上升到位，而缸 9a 還沒到位時(shí)，將多路換向閥 5c 處于上位。其補(bǔ)油路走向?yàn)椋? 進(jìn)油路：泵 1 → 閥 4 → 閥 15 → 閥 5c → 閥 13a → 閥 10a → 缸 9a 有桿腔； 回油路：缸 9a 無桿腔 → 閥 5b（閥 5b 依然處于下位） → 油箱 2。缸 9a 相繼上升下位。 如果缸 a 到位，而缸 b 還沒有到位時(shí)，將閥 5c 手柄前推發(fā)信補(bǔ)油。此時(shí)閥 5c 處于下位。其補(bǔ)油路走向?yàn)椋? 進(jìn)油路：泵 1 → 閥 4 → 閥 15 → 閥 13b → 閥 10b → 缸 9b 有桿腔； 回油路：缸 9b 無桿腔 閥 5b（下位） → 油箱 2。缸 9b 相繼 到位。 缸 9c 和缸 9d 同步積累誤差，由多路換向閥 5e 發(fā)信補(bǔ)油消除。油路狀態(tài)同缸 9a 和 9b 類似。 水平工作臺(tái)下降時(shí)產(chǎn)生的同步積累誤差也必須在上升到位后補(bǔ)油消除。 平臺(tái)液壓系統(tǒng)特點(diǎn)分析： 系統(tǒng)執(zhí)行元件多，換向操作頻繁。為減少換向元件數(shù)量，簡(jiǎn)化油路連接，方便操作，采用多路換向閥，多路換向閥將滑閥、溢流閥、單向閥復(fù)合在一起，油路并聯(lián)，中位卸載。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 10 頁 共 41 頁 回轉(zhuǎn)平臺(tái)采用串聯(lián)同步缸驅(qū)動(dòng)，回油節(jié)流調(diào)速。 水平工作臺(tái)用等量分流集流閥控制兩個(gè)并聯(lián)同步缸實(shí)現(xiàn)雙向速度同步。采用補(bǔ)油調(diào)平保證較高的同步精度。 開閉鎖液壓缸采用并聯(lián)同步 液壓實(shí)現(xiàn)位置同步。由于開鎖同步要求不高，故系統(tǒng)中未采用補(bǔ)油措施。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 11 頁 共 41 頁 3 方案 設(shè)計(jì)與 比較 與選擇 液壓系統(tǒng)為導(dǎo)彈發(fā)射車提供動(dòng)力源，該系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性在不同程度上影響著導(dǎo)彈發(fā)射車的工作性能，因此，在導(dǎo)彈發(fā)射設(shè)備中 ,液壓系統(tǒng)是最主要的系統(tǒng)之一 ,液壓系統(tǒng)的狀態(tài)反映了發(fā)射設(shè)備的工作狀態(tài) ,因此 ,無論是在發(fā)射設(shè)備工作過程中 ,還是在對(duì)其進(jìn)行故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測(cè)過程中 ,對(duì)液壓系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)的檢測(cè)都顯得非常重要。在各種型號(hào)的發(fā)射設(shè)備中 ,在液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)上 ,都設(shè)置有測(cè)量壓 力、流量的儀表 ,但由于條件限制 ,這類測(cè)量點(diǎn)不可能設(shè)得很多 ,因此 ,要靠有限的幾個(gè)點(diǎn)位的參數(shù)來分析整個(gè)液壓系統(tǒng)的狀態(tài) ,是非常困難的。要對(duì)正投入使用的發(fā)射設(shè)備液壓系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行全面分析 ,必須盡可能多地設(shè)置流量、壓力、溫度等測(cè)量點(diǎn) ,但增設(shè)新的接觸式測(cè)量?jī)x表 ,勢(shì)必改變?cè)到y(tǒng)的狀態(tài)。因此 ,對(duì)導(dǎo)彈發(fā)射架液壓系統(tǒng)的改進(jìn)及實(shí)現(xiàn) PLC 控制具有非常重要的意義。 表 各種動(dòng)力形式的比較 動(dòng)力形式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 炮式 可使導(dǎo)彈獲得極大的初速度，對(duì)快速捕捉目標(biāo)與命中目標(biāo)十分有利 導(dǎo)彈及其上儀器，設(shè)備經(jīng)受極大的沖擊過載，只適用于設(shè) 備簡(jiǎn)單的小型反坦克導(dǎo)彈上 液壓式 快速性好，功率大，功效高 設(shè)備精密、復(fù)雜、故障率高，維修困難，不宜野外作業(yè) 壓縮空氣式 利用高壓氣體作為動(dòng)力源，能將導(dǎo)彈高速彈出 設(shè)備龐大、笨重、大容量的高壓氣缸工藝制作困難 液壓 氣壓式 其優(yōu)點(diǎn)是液壓式與空氣壓縮式的疊加 缺點(diǎn)也是液壓式與空氣壓縮式的疊加 燃?xì)馐? 將火藥的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為推動(dòng)導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)的功能，能量大，但體積并不大，設(shè)備也不復(fù)雜，燃?xì)獍l(fā)生器本質(zhì)上是個(gè)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，可燃?xì)鉁囟雀撸ㄒ话阍?1500℃以上），不僅對(duì)本身熱設(shè)計(jì)造成困難，也對(duì)彈上 的設(shè)備及發(fā)射設(shè)施 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 12 頁 共 41 頁 液壓式動(dòng)力形式相對(duì)于其他動(dòng)力方式發(fā)射形式而言，具有快速性好、功率大、功效高的優(yōu)點(diǎn)，但其 在設(shè)計(jì)使用中，設(shè)備精密，復(fù)雜，故障率高，維修困難，不宜有野外作業(yè)等缺點(diǎn)。由于其操作的復(fù)雜性及設(shè)備的精密性等，在導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)，對(duì)操作人員要求極高，要經(jīng)過長時(shí)間、大量重復(fù)訓(xùn)練和相互默契配合才可完成發(fā)射前操作，人為因素很大，控制精度低。為了減少、避免液壓系統(tǒng)所帶來的不利因素，我們需要在原有系統(tǒng)上進(jìn)行合理的改進(jìn)；而為了排除人為因素導(dǎo)致的發(fā)射問題，需將原有的手工配合操作發(fā)射改用 PLC 控制。隨著 PLC 技術(shù)的日臻成熟，它以速度快，性能好，可靠性高的特點(diǎn)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由 PLC 為主組成的控制系統(tǒng)代表著當(dāng)前機(jī)電 設(shè)備電氣控制的先進(jìn)水平，發(fā)展迅速，前景廣闊。 PLC 的選擇 PLC 的選型方法 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。 PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用 PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)， PLC 的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程 設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇直接裝在發(fā)射筒內(nèi) 構(gòu)成威脅 燃?xì)?蒸汽式 在燃?xì)馐綇椛溲b置的燃?xì)獍l(fā)生器后面加裝水冷卻器，使燃?xì)鈿鉁亟档秃筮M(jìn)入作動(dòng)筒，因此能量得意充分利用，并且可調(diào)，壓力變化平穩(wěn)，內(nèi)彈道參數(shù)較理想 裝置較燃?xì)馐綇?fù)雜，體積也增大，成本增加 電磁式 實(shí)質(zhì)上一個(gè)特殊的直線電動(dòng)機(jī)，電磁發(fā)射是利用電磁能量、無聲、無光、五污染，對(duì)導(dǎo)軌與設(shè)備五侵蝕，彈射后可以獲得很大的出軌速度 設(shè)備龐大、復(fù)雜，技術(shù)難度大，強(qiáng)大的電磁場(chǎng)會(huì)影響到彈上設(shè)備的正常工作 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 13 頁 共 41 頁 有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 （ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加 10%～ 20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中 用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來替代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10～ 15倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編 程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 (一 )運(yùn)算功能 簡(jiǎn)單 PLC 的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通 PLC 的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型 PLC 中還有模擬量的 PID 運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在 PLC 中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，只需要邏輯運(yùn)算和 計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和 PID 運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。 (二 )控制功能 控制功能包括 PID 控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。 PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高 PLC 的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用 PID 控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、 ASC 碼轉(zhuǎn)換單元等。 (三 )通信功能 大中型 PLC 系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如 TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 14 頁 共 41 頁 （ TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合 ISO/IEEE 通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。 PLC 系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（ RS2232C/422A/423/485）、 RIO 通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用 DCS 接口等；大中型 PLC 通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng) 1： 1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。 PLC 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于 1Mbps，通信負(fù)荷不大 于 60%。 PLC 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式： 1） 1臺(tái) PLC 為主站，多臺(tái)同型號(hào) PLC 為從站，組成簡(jiǎn)易 PLC 網(wǎng)絡(luò)； 2） 1臺(tái) PLC 為主站，其他同型號(hào) PLC 為從站，構(gòu)成主從式 PLC 網(wǎng)絡(luò)； 3)專用 PLC 網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型 DCS 中作為 DCS 的子網(wǎng)； 4）專用 PLC 網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用 PLC 通信網(wǎng)絡(luò)）。 為減輕 CPU 通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。 (四 )編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器公用一個(gè) CPU，編程器在編 程模式時(shí)， CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式， CPU 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式： CPU 和編程器有各自的 CPU，主機(jī) CPU 負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。 （五）幾種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言： 順序功能圖（ SFC）、梯形圖（ LD）、功能模塊 圖（ FBD）三種圖形化語言和語句表（ IL）、結(jié)構(gòu)文本（ ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（ IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如 C， Basic 等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。 (五 )診斷功能 PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對(duì) PLC 內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對(duì) PLC 的 CPU 與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。 PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員 技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。 (六 )處理速度 PLC 采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)間小于掃描時(shí)間，則 PLC