ＰＬＣ采用了微电子技术、半导体技术和新的制造工艺，将信号输入输出变换、信号隔离、信号处理、信号驱动等集成在一起，并采取了有效的屏蔽、滤波、隔离等抗干扰措施，特别适合在恶劣的工作环境中要求具有极高安全性和可靠性的控制过程。而且连接上，只需要将输入信号的设备与ＰＬＣ输入端子相连，将输出信号执行控制任务的执行器件（如：继电器）与ＰＬＣ输出端子连接，具有接线简单、使用维护方便等优点。可编程控制器机型的选择主要是要求在功能上满足需要，并且充分利用系统资源。首先要对被控制系统进行初步估计，比如有多少开关量输入输出；输入输出电压是多少；输出功率是多少；有多少模拟量输入输出；现场对控制器响应速度有何要求等。在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格最优的机型。ＰＬＣ与被控制机构的联系是通过Ｉ／Ｏ接口来实现的［３］，ＰＬＣ有许多Ｉ／Ｏ接口模块，包括开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块以及其他一些特殊模块，使用时应根据具体的特点进行选择，根据不同的控制对象选择相应数量的Ｉ／Ｏ点数，再增加１０％～２０％的备用量，以便功能扩展。对某型火炮，我们选用了市场上应用非常广泛的西门子Ｓ７－２００系列ＰＬＣ［４］，该系列ＰＬＣ主机采用了整体式结构，体积较小，而且可以通过扩展端口来增减输入／输出的数量，也可以通过扩展其他模块的方式来实现不同的控制功能，具有良好的系统升级性能。根据控制功能要求，选择该系列中的ＣＰＵ２２２主机［４］，它包括一个中央处理器ＣＰＵ、８个数字输入点、６个数字输出点、一个ＲＳ－４８５通信／编程口以及电源模块。ＣＰＵ２２２主机输出端口额定电流小于１Ａ，而电磁铁线圈、电磁阀工作电流都远远超过其额定电流，因此需要选用一个继电器作为执行部件来控制电磁铁和电磁阀线圈，如图２中的继电器ＪＫ１、ＪＫ２、ＪＫ３。指示灯ＨＬ１和指示灯ＨＬ２作为工作状态指示，电流很小，ＰＬＣ可以直接驱动点亮。为了保证ＰＬＣ的运行安全，必要时需加入电源保护、输出点保护等外加保护电路，避免ＰＬＣ的异常损坏。整个装置结构简单，部件数量少，各个部件之间接线简单，易于安装与维护。

根据控制对象的控制任务就可以进行控制系统的流程设计，画出控制系统的流程图，进一步明确各个控制信息之间的关系，然后进行ＰＬＣ程序编制和调试。Ｓ７－２００系列可编程控制器采用梯形图ＬＡＤ或者语句表ＳＴＬ来完成程序编制。在程序编制中除完成规定的各项开关动作、控制和保护功能外，为了保证整个电气系统运行的安全、可靠，除了依靠ＰＬＣ自身的监控电路设计和系统硬件电路防错设计外，还必须从软件上设计各种防干扰、防误击发的措施。图２中开关Ｓ１、开关Ｓ２、按钮ＳＢ１和按钮ＳＢ２各个输入信号必须提高其输入可靠性。由于电磁干扰、信号误差等因素的影响，会引起输入信号的错误，造成程序判断失误引起事故，例如按钮的抖动、继电器触点的瞬间跳动都可能引起系统误动作，因此必须设计软件延时和重复采样程序消除按钮抖动，以防止各种干扰信号对控制系统的误触发，保证系统的安全可靠。同时，为了防止系统死机，造成程序混乱导致安全事故，程序编制中必须加入ＷＤＴ看门狗程序，保证系统死机时，控制器程序能够输出信号关闭各个电磁阀和电磁铁，保证系统安全可靠。

采用可编程控制器为核心的火炮电气管理系统不仅可以实现所需的控制功能，而且可以利用其强大的通信能力，通过对复杂的火控信号和供输弹信息进行管理，使火控系统的弹道解算、操瞄解算与供输弹的自动装填同步进行，实现火炮的自动复瞄，提高其射击精度和射击速度，极大地提高了火炮的综合性能。采用可编程控制器的火炮电气管理系统有效地实现了火炮各项控制功能，完善了硬件的分配和软件的优化，简化了系统设计，提高了控制系统的稳定性与可靠性，并具有外围器件简单，使用维护方便，可扩展功能强等特点，从而使整个火炮系统的研制和生产得到更大发展。

作者：马福民 单位：海军装备部重庆局

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