PLC在雷達(dá)監(jiān)控中的應(yīng)用

【摘　要】　介紹了現(xiàn)代雷達(dá)對(duì)系統(tǒng)監(jiān)測和控制的要求，及如何利用可編程邏輯控制器（PLC）來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代雷達(dá)監(jiān)測和監(jiān)控系統(tǒng)。
???? 關(guān)鍵詞：可編程邏輯控制 網(wǎng)絡(luò) CAN總線
　
1 引 言
　　雷達(dá)作為傳感頭在作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)中的重要性是顯而易見的，C3I系統(tǒng)（指揮、控制、通信和情報(bào)系統(tǒng)）要求雷達(dá)以組網(wǎng)的方式來實(shí)現(xiàn)信息的共享和交換，同時(shí)還要具有遠(yuǎn)程管理（遠(yuǎn)程故障上報(bào)、遠(yuǎn)程維護(hù)、遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)）的功能，這樣才能在保護(hù)自己的前提下更有力地打擊敵人。要實(shí)現(xiàn)上述功能必須對(duì)每個(gè)雷達(dá)實(shí)現(xiàn)智能化管理。首先，雷達(dá)本身必須能夠及時(shí)地、準(zhǔn)確地判斷自己的工作狀態(tài)，是故障狀態(tài)、正常狀態(tài)、或性能下降狀態(tài)，并將狀態(tài)上報(bào)至上級(jí)指揮系統(tǒng)，由指揮系統(tǒng)統(tǒng)一指揮雷達(dá)的開關(guān)機(jī)。同時(shí)，要及時(shí)判斷雷達(dá)內(nèi)部各分系統(tǒng)狀態(tài)，以便維護(hù)和及時(shí)檢修。
　　大型雷達(dá)由于分布范圍大，其操作員不僅要知道遠(yuǎn)程設(shè)備的狀態(tài)還要能在主控臺(tái)上直接觀察波形和數(shù)據(jù)形式的遠(yuǎn)程監(jiān)測點(diǎn)信息，以便判斷其工作狀況，如接收機(jī)的噪聲、發(fā)射機(jī)的功率等信息，這些信息都是操作員評(píng)估雷達(dá)狀態(tài)的依據(jù)。
　　一般來說，現(xiàn)代的雷達(dá)都已配有自動(dòng)錄取設(shè)備、雷達(dá)各系統(tǒng)之間的連網(wǎng)并不困難，只要在雷達(dá)之間提供一條通信通道，雷達(dá)數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)共享和交換；但雷達(dá)本身的各分系統(tǒng)并不都帶智能接口、對(duì)各分系統(tǒng)的檢測和控制并不能簡單地實(shí)現(xiàn)，這時(shí)選用一種適合雷達(dá)各系統(tǒng)使用的監(jiān)控設(shè)備來提高雷達(dá)各分系統(tǒng)的智能檢測和控制水平就成了提高雷達(dá)自動(dòng)化水平的關(guān)鍵。
2 用PLC實(shí)現(xiàn)雷達(dá)監(jiān)控自動(dòng)化
2.1 實(shí)現(xiàn)雷達(dá)監(jiān)控自動(dòng)化方法的比較
　　實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)的智能管理，可用如下三種設(shè)備：
微型計(jì)算機(jī)，單板機(jī)和PLC。
　　表1比較了上述三種設(shè)備實(shí)現(xiàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
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??? 由表1可見，雷達(dá)系統(tǒng)的監(jiān)控宜選用PLC。
2.2　PLC的發(fā)展、應(yīng)用和特點(diǎn)
　　可編程邏輯控制器是由繼電器控制邏輯發(fā)展而來的，其最基本的控制是順序控制和邏輯控制 。PLC是隨著工業(yè)繼電器控制與C3技術(shù)（Computer、Control、Communication）相結(jié)合而不斷發(fā)展和完善的。PLC發(fā)展至今不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)、定時(shí)等基本功能，還具有數(shù)值運(yùn)算、模擬調(diào)節(jié)、監(jiān)控、記錄、顯示、與計(jì)算機(jī)接口、通信等功能。其應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，不僅能進(jìn)行一般的邏輯控制，還能進(jìn)行中斷控制、智能控制、過程控制、遠(yuǎn)程控制。同時(shí)，在性能上也不斷提高 ，采用微處理器、提高運(yùn)算速度、編程軟件多樣化和高級(jí)化；現(xiàn)代PLC逐漸融合了485串口總線 、CAN總線、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，極大地滿足了用戶對(duì)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)通信的需求。下面詳介其特點(diǎn) ：
　　·可實(shí)現(xiàn)多樣的控制：如步進(jìn)順序控制、限時(shí)控制、條件控制、計(jì)數(shù)控制、冗余控制、監(jiān)控控制等。
　　·可配置性：根據(jù)用戶的需求自行配置規(guī)模，一般廠家都提供4槽機(jī)箱、8槽機(jī)箱、控制I／O模塊。除此之外，還有自成系統(tǒng)嵌入式控制器。用戶可根據(jù)實(shí)際需要自行配置。
　　·可擴(kuò)展性：如果用戶的自動(dòng)系統(tǒng)任務(wù)需要多于8個(gè)信號(hào)模塊或通信處理器，則可以擴(kuò)充一個(gè)擴(kuò)展模塊。
　　·模塊的多樣性，即數(shù)字I／O、模擬I／O、通信模塊、特殊模塊、連接模塊。
　　·具有在惡劣環(huán)境工作的能力，工作溫度一般在－20℃～70℃范圍，能在野外工作。
2.3 用PLC實(shí)現(xiàn)雷達(dá)監(jiān)控自動(dòng)化
　　雷達(dá)的規(guī)模不同，其各系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的方式也不一樣。
　　就中小型雷達(dá)而言，對(duì)需要監(jiān)測和控制的設(shè)備，必須將所有監(jiān)測點(diǎn)的信號(hào)通過線纜傳至PLC相應(yīng)設(shè)備上。雷達(dá)設(shè)備的狀態(tài)有：開、關(guān)、正常、故障及設(shè)備故障代碼。對(duì)設(shè)備的控制也包括控制開機(jī)、關(guān)機(jī)，及用控制編碼參數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。而對(duì)模擬信號(hào)監(jiān)測點(diǎn)，可通過A／D模塊先把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再將數(shù)字信號(hào)經(jīng)通信模塊傳到監(jiān)測控制臺(tái)上供操作人員觀察。操作人員的干預(yù)控制命令可由監(jiān)測控制臺(tái)通過通信線路（485總線、CAN總線、網(wǎng)絡(luò)等）下傳到PLC，然后由PLC解釋控制命令后對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制（圖1）。
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　　大型雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控特點(diǎn)是監(jiān)測點(diǎn)多、控制更復(fù)雜，因此通信網(wǎng)的構(gòu)建非常重要，一般選用網(wǎng)絡(luò)模塊提高數(shù)據(jù)傳輸速率，以滿足大量監(jiān)測信息的傳輸。圖2是某大型雷達(dá)的監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖。其中，左邊一排監(jiān)測設(shè)備為發(fā)射機(jī)陣列監(jiān)控，由監(jiān)控總匯1（用一PLC機(jī)箱）來匯總所有發(fā)射機(jī)的監(jiān)測狀態(tài)，并分發(fā)對(duì)發(fā)射機(jī)的控制命令，它們的通信接口可選用485、CAN、網(wǎng)絡(luò)總線來實(shí)現(xiàn)。右邊的一排監(jiān)測設(shè)備為接收機(jī)陣列，由監(jiān)控總匯2（用一PLC機(jī)箱）來匯總所有接收機(jī)的監(jiān)測狀態(tài)、并分發(fā)對(duì)接收機(jī)的控制命令，它們的通信選用485、CAN。對(duì)信號(hào)處理、定時(shí)、DDS、光纖 、數(shù)據(jù)處理等的監(jiān)控可直接通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，在圖中用其它系統(tǒng)表示，不一一列出。
??? 上述系統(tǒng)的構(gòu)建可用PLC產(chǎn)品，監(jiān)控設(shè)備一般選用I－7000系列帶RS－485總線的模塊。I－7000系列產(chǎn)品是一單獨(dú)的模塊、不需要插入PLC插箱內(nèi)，有模擬I/O、數(shù)字I/O可選。監(jiān)控總匯選用I－8000系列監(jiān)控插箱及I－8000系列插卡，I－8000系列插卡有并口模塊（高速A/D、D/A 、高速數(shù)字I/O）、串口模塊。其它系統(tǒng)的監(jiān)控信息可通過網(wǎng)絡(luò)接口直接送至監(jiān)控臺(tái)。
3 結(jié)束語
　　雷達(dá)監(jiān)控自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方式是多種多樣的，用PLC產(chǎn)品可以減少用戶的工作量，而且產(chǎn)品的可靠性很高、通用性強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸易于實(shí)現(xiàn)，是雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)控的較佳選擇。

　

1　江秀漢．可編程序控制器及原理．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2000