火炮自动补弹装置控制系统设计(附件)【字数：11709】
火炮自动补弹装置控制系统是工业机器人在军事领域中的应用，其对控制平台的实时性要求非常高。随着现代技术和战争形式的发展，火炮的持续作战能力不断提高。因此，火炮只能设法缩短补弹时间、提高补弹效率、降低补弹强度，通过自动补弹控制系统来解决这一矛盾。本文对火炮自动补弹装置的控制系统进行了学习研究，并且以火炮自动补弹装置作为控制对象，构建一套以西门子PLC为核心的火炮自动补弹装置控制系统，底层采用西门子S7-200系列的PLC作为下位机，采用步科触摸屏作为控制系统的上位机，根据火炮自动补弹装置的工作特点，在上位机实现操作人员权限的控制、手动控制、自动控制、报警显示、姿态曲线显示等功能。关键词自动补弹装置；PLC；HMI
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景和意义 1
1.1.1 PLC控制系统的简史及定义 1
1.1.2 PLC控制系统的优点 2
1.2 PLC国内外的发展现状 3
1.3 PLC的未来发展 3
第二章 自动补弹装置控制系统总体方案设计 5
2.1 机械结构简介 5
2.2 总体控制方案设计 6
2.2.1 控制方案概述 6
2.2.2 控制方案的选择 7
2.2.3 控制方案的确定 8
第三章 系统硬件设计 9
3.1 主电路设计 9
3.1.1 电动机的选择 9
3.1.2 减速器的选择 10
3.1.3 低压电器的选择 10
3.1.4 系统主电路图 11
3.2?PLC控制电路设计 11
3.2.1 PLC的基本结构 11
3.2.2 PLC的工作原理 12
3.2.3 PLC的扫描方式 13
3.2.4 PLC的特点 14
3.2.5 PLC的经济分析 16
3.2.7 PLC控制系统的保护措施 16
3.2.8 PLC的选型 17
3.3 上位机HMI的设计 18
3.3.1 HMI（人机操作界面） 18
3.3.2 HMI *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
设备功能简介 18
3.3.3 上位机的选型 19
第四章 系统软件设计 20
4.1 PLC的软件部分 20
4.2 系统总体设计 21
4.2.1 火炮自动补弹装置的动作实现过程 21
4.2.2 计算 22
4.2.3 PLC的软件编程 25
4.3 HMI的软件设计 26
4.4 程序调试 29
总结 34
参考文献 35
致谢 36
第一章 绪论
1.1研究背景和意义
1.1.1 PLC控制系统的简史及定义
在20世纪40年代，控制系统就开始使用了，早期的现场基地式仪表和后期的继电器构成了控制系统的前身。我们说的控制系统，大多是使用微处理器进行智能或电脑控制的系统，在控制系统的发展史上，称为第三代控制系统，以PLC和DCS为代表，1970年起，在冶金、电力、石油、化工、轻工等工业控制中极速成长，1990年起，陆续就出现了现场总线控制系统、基于PC和PLC的控制系统等。
在工业发展的进程中，实施大规模的开关量顺序控制，它是根据逻辑条件来顺序动作的，并根据逻辑关系来实现连锁保护动作的控制，以及采集大规模离散量的数据。本来，可以用气动或电气控制系统来完成这些功能。早在1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM公司），为了适应汽车型号不断翻新，以求在激烈竞争的汽车工业中占有优势，提出要用一种新型的控制装置取代继电器接触器控制装置，比且对未来的新型控制装置做出了具体设想，要把计算机的完备功能以及灵活性、通用性好等优点和继电器接触器控制的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点融入新的控制装置中，且要求新的控制装置编程简单，使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握它的使用技术[]。为此，GM公司提出了相应的公开招标的技术要求。第二年，美国DEC根据GM公司的招标要求研制出了基于IC和电子技术的控制设备，第一次把程序化的手段在电气控制上实施，这就是第一代可编程序控制器，后来美国电器制造协会（NEMA）将其称作Programmable Controller（PC）,为了将其与个人计算机（PC）区分，人们称其为PLC,是全世界上承认的第一台可编程控制器。因为第一代可编程序控制器的作用是代替继电器的，所以，用梯形图语言的编程方式，成为工场编程的标准。先前的控制器实现了原始的要求，而且实现了新的控制技术。在短期内，PLC就急速运用到餐饮、金属加工、制造等多个领域。?
20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快微处理器运用到PLC上，使PLC能完成计算、数据传输及处理的功能，实现可以拥有计算机特征的工业控制设备。此刻，可编程序控制器是微机技术和继电器的结晶。
20世纪八十年代至九十年代中期，是PLC发展最为快速的时代，每年的增长率在30%到40%之间。期间，可编程序控制器大幅度改进了网络通信、逻辑运算、处理模拟量和人机接口的能力，PLC在慢慢实现过程控制的过程中，于某些方面代替了在过程控制领域处于不败之地的分布式控制系统。二十世纪末，PLC的成长特征就是尽可能地与当代工业的需求相顺应。
1.1.2 PLC控制系统的优点
（1）较高的可靠性，较强的抗干扰能力
我们由PLC的定义知道，PLC是专门为工业环境下应用而设计的，因此人们在设计PLC时，从硬件和软件上都采取了抗干扰的措施，提高了其可靠性。
硬件措施：
屏蔽
滤波
隔离
采用模块式结构
软件措施：
故障检测
信息保护和恢复
设置了警戒时钟WDT
对程序进行检查和检验：一旦程序有错，立即报警，并停止执行。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景和意义 1
1.1.1 PLC控制系统的简史及定义 1
1.1.2 PLC控制系统的优点 2
1.2 PLC国内外的发展现状 3
1.3 PLC的未来发展 3
第二章 自动补弹装置控制系统总体方案设计 5
2.1 机械结构简介 5
2.2 总体控制方案设计 6
2.2.1 控制方案概述 6
2.2.2 控制方案的选择 7
2.2.3 控制方案的确定 8
第三章 系统硬件设计 9
3.1 主电路设计 9
3.1.1 电动机的选择 9
3.1.2 减速器的选择 10
3.1.3 低压电器的选择 10
3.1.4 系统主电路图 11
3.2?PLC控制电路设计 11
3.2.1 PLC的基本结构 11
3.2.2 PLC的工作原理 12
3.2.3 PLC的扫描方式 13
3.2.4 PLC的特点 14
3.2.5 PLC的经济分析 16
3.2.7 PLC控制系统的保护措施 16
3.2.8 PLC的选型 17
3.3 上位机HMI的设计 18
3.3.1 HMI（人机操作界面） 18
3.3.2 HMI *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
设备功能简介 18
3.3.3 上位机的选型 19
第四章 系统软件设计 20
4.1 PLC的软件部分 20
4.2 系统总体设计 21
4.2.1 火炮自动补弹装置的动作实现过程 21
4.2.2 计算 22
4.2.3 PLC的软件编程 25
4.3 HMI的软件设计 26
4.4 程序调试 29
总结 34
参考文献 35
致谢 36
第一章 绪论
1.1研究背景和意义
1.1.1 PLC控制系统的简史及定义
在20世纪40年代，控制系统就开始使用了，早期的现场基地式仪表和后期的继电器构成了控制系统的前身。我们说的控制系统，大多是使用微处理器进行智能或电脑控制的系统，在控制系统的发展史上，称为第三代控制系统，以PLC和DCS为代表，1970年起，在冶金、电力、石油、化工、轻工等工业控制中极速成长，1990年起，陆续就出现了现场总线控制系统、基于PC和PLC的控制系统等。
在工业发展的进程中，实施大规模的开关量顺序控制，它是根据逻辑条件来顺序动作的，并根据逻辑关系来实现连锁保护动作的控制，以及采集大规模离散量的数据。本来，可以用气动或电气控制系统来完成这些功能。早在1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM公司），为了适应汽车型号不断翻新，以求在激烈竞争的汽车工业中占有优势，提出要用一种新型的控制装置取代继电器接触器控制装置，比且对未来的新型控制装置做出了具体设想，要把计算机的完备功能以及灵活性、通用性好等优点和继电器接触器控制的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点融入新的控制装置中，且要求新的控制装置编程简单，使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握它的使用技术[]。为此，GM公司提出了相应的公开招标的技术要求。第二年，美国DEC根据GM公司的招标要求研制出了基于IC和电子技术的控制设备，第一次把程序化的手段在电气控制上实施，这就是第一代可编程序控制器，后来美国电器制造协会（NEMA）将其称作Programmable Controller（PC）,为了将其与个人计算机（PC）区分，人们称其为PLC,是全世界上承认的第一台可编程控制器。因为第一代可编程序控制器的作用是代替继电器的，所以，用梯形图语言的编程方式，成为工场编程的标准。先前的控制器实现了原始的要求，而且实现了新的控制技术。在短期内，PLC就急速运用到餐饮、金属加工、制造等多个领域。?
20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快微处理器运用到PLC上，使PLC能完成计算、数据传输及处理的功能，实现可以拥有计算机特征的工业控制设备。此刻，可编程序控制器是微机技术和继电器的结晶。
20世纪八十年代至九十年代中期，是PLC发展最为快速的时代，每年的增长率在30%到40%之间。期间，可编程序控制器大幅度改进了网络通信、逻辑运算、处理模拟量和人机接口的能力，PLC在慢慢实现过程控制的过程中，于某些方面代替了在过程控制领域处于不败之地的分布式控制系统。二十世纪末，PLC的成长特征就是尽可能地与当代工业的需求相顺应。
1.1.2 PLC控制系统的优点
（1）较高的可靠性，较强的抗干扰能力
我们由PLC的定义知道，PLC是专门为工业环境下应用而设计的，因此人们在设计PLC时，从硬件和软件上都采取了抗干扰的措施，提高了其可靠性。
硬件措施：
屏蔽
滤波
隔离
采用模块式结构
软件措施：
故障检测
信息保护和恢复
设置了警戒时钟WDT
对程序进行检查和检验：一旦程序有错，立即报警，并停止执行。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/603.html
