裝彈控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及裝彈技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及裝彈控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的武器或運(yùn)載設(shè)備的裝填控制系統(tǒng)主要基于對(duì)液壓油缸的控制實(shí)現(xiàn)，但液壓油缸其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜程度較高，設(shè)備安裝的工藝實(shí)現(xiàn)性要求較高，且其使用后維修保養(yǎng)復(fù)雜。同時(shí)，由于液壓油缸工作原理的局限性，其對(duì)裝填行進(jìn)速度的控制的度較精低。綜合分析可知，傳統(tǒng)裝填控制系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作復(fù)雜，智能化程度較低，這些均已經(jīng)無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的快速化裝填的需求。在導(dǎo)彈、火箭、無(wú)人飛機(jī)等的裝填領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，正在受到廣泛的重視，需要研究更快速、智能化的裝填技術(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種裝彈控制裝置，以通過(guò)伺服控制器對(duì)交流異步電機(jī)的變頻調(diào)速控制，從而為裝填車提供可靠的裝填力的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型一個(gè)方面提供了一種裝彈控制裝置，其包括:電機(jī)組、一個(gè)以上的傳感器和控制組件；其中，所述電機(jī)組與裝彈機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)組件相連接，所述控制組件與所述電機(jī)組通過(guò)信號(hào)線相連接，所述信號(hào)線上設(shè)置所述傳感器。
[0005]在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述電機(jī)組包括:交流電機(jī)和減速電機(jī)，所述交流電機(jī)的控制端與所述控制組件連接，所述交流電機(jī)的動(dòng)力輸出端與所述減速電機(jī)的動(dòng)力輸入端相連，所述減速電機(jī)的動(dòng)力輸出端與所述裝彈機(jī)構(gòu)相連。
[0006]在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述控制組件包括:電機(jī)控制器、上位機(jī)；所述電機(jī)控制器的第一信號(hào)輸出端與所述電機(jī)組相連，信號(hào)雙向通信端與所述上位機(jī)連接。
[0007]在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述電機(jī)控制器的個(gè)數(shù)為多個(gè)；所述控制組件還包括:可編程邏輯控制器，所有所述電機(jī)控制器的第二信號(hào)輸出端均與所述可編程邏輯的信號(hào)輸入端相連，所述可編程邏輯控制器的信號(hào)輸出端與所述上位機(jī)相連。
[0008]在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，在所述電機(jī)控制器和所述可編程邏輯控制器的連接線設(shè)置所述傳感器。
[0009]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的裝彈控制裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，基于電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝填車，通過(guò)控制組件對(duì)電機(jī)組進(jìn)行變頻調(diào)速控制，從而為裝填機(jī)構(gòu)提供可靠的裝填力。實(shí)現(xiàn)智能化的人機(jī)交互系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中裝彈控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中裝彈控制方法中電機(jī)控制器的工作流程示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中裝彈控制方法中可編程邏輯控制器的工作流程
示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]下面通過(guò)具體的實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0014]考慮到傳統(tǒng)武器裝填系統(tǒng)中通過(guò)液壓油缸控制，導(dǎo)致裝填技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種裝彈控制裝置。
[0015]該裝彈控制裝置，包括:電機(jī)組、一個(gè)以上的傳感器和控制組件；其中，電機(jī)組與裝彈機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)組件相連接，控制組件與電機(jī)組通過(guò)信號(hào)線相連接，信號(hào)線上設(shè)置傳感器。
[0016]基于電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝填車，通過(guò)控制組件對(duì)電機(jī)組進(jìn)行變頻調(diào)速控制，從而為裝填機(jī)構(gòu)提供可靠的裝填力，實(shí)現(xiàn)智能化的人機(jī)交互系統(tǒng)。
[0017]接下來(lái)，對(duì)裝彈控制裝置、及控制方法進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0018]—種裝彈控制裝置，如圖1所示，包括:電機(jī)組、一個(gè)以上的傳感器和控制組件，電機(jī)組用于提供裝彈機(jī)構(gòu)的動(dòng)力，控制組件用于數(shù)據(jù)處理，控制電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和整個(gè)控制裝置的各類狀態(tài)；具體的連接關(guān)系為:電機(jī)組與裝彈機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)組件相連接，控制組件與電機(jī)組通過(guò)信號(hào)線相連接，信號(hào)線上設(shè)置傳感器，傳感器可以為多個(gè)，設(shè)置在不同位置，用于采集各類信息，比如:裝置上電狀態(tài)、到位信號(hào)狀態(tài)、自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的速度狀態(tài)等。
[0019]其中，電機(jī)組包括:交流電機(jī)和減速電機(jī)，交流電機(jī)釋放交流動(dòng)力，通過(guò)減速電機(jī)交流動(dòng)力的調(diào)速，達(dá)到所需大小的動(dòng)力。具體的連接關(guān)系為:交流電機(jī)的控制端與控制組件連接，受控于控制組件，交流電機(jī)的動(dòng)力輸出端與減速電機(jī)的動(dòng)力輸入端相連，完成動(dòng)力輸送；減速電機(jī)的動(dòng)力輸出端與裝彈機(jī)構(gòu)相連，驅(qū)動(dòng)裝彈機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝彈操作。
[0020]上述的控制組件包括:電機(jī)控制器、上位機(jī)；電機(jī)控制器的第一信號(hào)輸出端與電機(jī)組相連，信號(hào)雙向通信端與上位機(jī)連接，電機(jī)控制器為伺服控制器，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電機(jī)(變頻電機(jī))的轉(zhuǎn)矩、速度的控制，通過(guò)接收電機(jī)編碼器信號(hào)、到位信號(hào)、開(kāi)關(guān)信號(hào)燈信號(hào)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行速度、前進(jìn)和后退、裝填到位等狀態(tài)控制，并驅(qū)動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)指示燈工作。上位機(jī)和電機(jī)控制器的通信為雙向模式，既可以接收電機(jī)控制單元發(fā)送的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、報(bào)警等信息，也可以通過(guò)交互單元對(duì)電機(jī)控制單元中的部分參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。上位機(jī)實(shí)現(xiàn)裝填速度、裝填力等值以及運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示，并存儲(chǔ)記錄系統(tǒng)運(yùn)行中的裝填速度、裝填力、故障報(bào)警燈信息，提高裝置的可操作性。
[0021]為了避免控制器工作失效，電機(jī)控制器的個(gè)數(shù)為多個(gè)，有一臺(tái)進(jìn)行工作，其他進(jìn)行冷備份，當(dāng)故障時(shí)手動(dòng)進(jìn)行切換。備用控制器可將相關(guān)報(bào)警信息發(fā)送給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)順暢的人機(jī)交互。
[0022]另外，電機(jī)控制器具有豐富的報(bào)警保護(hù)功能，當(dāng)運(yùn)行中發(fā)生過(guò)載、過(guò)壓、欠壓等故障時(shí)，控制器具備自動(dòng)保護(hù)功能。而且，控制組件還包括:可編程邏輯控制器(PLC)，所有電機(jī)控制器的第二信號(hào)輸出端均與可編程邏輯的信號(hào)輸入端相連，可編程邏輯控制器的信號(hào)輸出端與上位機(jī)相連。PLC監(jiān)測(cè)裝置上電狀態(tài)、到位信號(hào)狀態(tài)及自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的速度狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)變頻控制器自身保護(hù)之外的冗余保護(hù)，以提高系統(tǒng)可靠性。
[0023]PLC監(jiān)測(cè)的上述各項(xiàng)都取自于傳感器的感應(yīng)，傳感器的設(shè)置方式有很多，比如:在電機(jī)控制器和可編程邏輯控制器的連接線設(shè)置傳感器；或電機(jī)上。
[0024]裝置的智能化控制主要通過(guò)電機(jī)控制器對(duì)電機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)，電機(jī)控制器其由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為功率輸出器件。采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制技術(shù)，可使電動(dòng)機(jī)低噪聲運(yùn)行。因此，它們具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性。采用32位微控制器對(duì)電機(jī)進(jìn)行全數(shù)字化控制，采用頂S伺服控制器專用編程語(yǔ)言，支持用戶自行編寫(xiě)控制程序，豐富的數(shù)字量、模擬量輸入和輸出功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩的高性能控制。
[0025]它具有多路數(shù)字量輸入、輸出，多路模擬量輸入、輸出，支持脈沖列輸入、支持RS232C和RS422/RS485通信協(xié)議。它的工作頻率范圍0_250Hz、輸出功率llkW，可以滿足系統(tǒng)使用要求。
[0026]外接市電接入伺服控制器并輸出頻率可變的交流電給電機(jī)，模式選擇和執(zhí)行開(kāi)關(guān)信號(hào)、裝填和后退到位信號(hào)接入可編程接入輸入端，控制狀態(tài)輸出接狀態(tài)指示燈，電機(jī)編碼器信號(hào)輸入編碼器輸入端，電機(jī)制動(dòng)時(shí)回饋的能量輸出至制動(dòng)電阻，485通信端口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的實(shí)時(shí)通信。
[0027]上述裝彈控制裝置采用電控方案解決了液壓油缸推進(jìn)方式效率低、易污染環(huán)境、噪音大、配套設(shè)備多、操作人員多等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了重載荷長(zhǎng)行程平穩(wěn)連續(xù)推進(jìn)，大大提高了工作效率，節(jié)約了人力、物力等成本投入。此種電控系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)大推力、大行程的重載水平裝填推進(jìn)機(jī)械中尚無(wú)應(yīng)用。而且，該裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝填退彈功能，大大提高了系統(tǒng)智能化水平。另外，首次采用可視化操作人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)與電機(jī)控制單元和備用保護(hù)控制模塊基于現(xiàn)場(chǎng)總線的通信。交互單元與電機(jī)控制單元的通信為雙向模式，既可以接收電機(jī)控制單元發(fā)送的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、報(bào)警等信息，也可以通過(guò)交互單元對(duì)電機(jī)控制單元中的部分參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；備用保護(hù)控制模塊可將相關(guān)報(bào)警信息發(fā)送給人機(jī)交互單元顯示，實(shí)現(xiàn)了良好的人機(jī)交互。
[0028]下面介紹利用上述裝彈控制裝置進(jìn)行裝彈控制的方法，該方法主要由為高精度、智能化控制的核心，主要由主循環(huán)、模式判斷子程序、運(yùn)行模式選擇子程序、停穩(wěn)判斷子程序四部分組成，如圖2所示，。
[0029]其中主循環(huán)包括:
[0030]步驟101，上電，進(jìn)行初始化處理，控制組件的電機(jī)控制器接收傳感器的數(shù)據(jù)；
[0031]裝置上電后首先進(jìn)行開(kāi)關(guān)(I/O) 口、系統(tǒng)參數(shù)、用戶參數(shù)、通信端口、初始狀態(tài)等參數(shù)的初始化，初始化完畢后進(jìn)入主程序循環(huán)，在主程序里讀取模式選擇I/O 口、系統(tǒng)上電標(biāo)志位、電機(jī)初始狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
[0032]步驟102，控制組件根據(jù)數(shù)據(jù)判斷是否為閉環(huán)狀態(tài)；
[0033]根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，執(zhí)行模式判斷子程序，判斷系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)/閉環(huán)狀態(tài)。
[0034]步驟103，若為閉環(huán)狀態(tài)，則執(zhí)行閉環(huán)程序調(diào)用閉環(huán)參數(shù)，并判斷是否自動(dòng)裝彈模式；
[0035]若處于閉環(huán)模式則執(zhí)行閉環(huán)子程序并調(diào)用閉環(huán)參數(shù)，再運(yùn)行運(yùn)行模式選擇子程序，判斷系統(tǒng)的手動(dòng)/自動(dòng)裝彈模式。
[0036]步驟104，若為自動(dòng)裝彈模式，則向電機(jī)組發(fā)送操作信號(hào)，由電機(jī)組驅(qū)動(dòng)裝彈機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)裝彈處理。
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