一種大中口徑艦炮模擬彈鼓控制方法
相關(guān)鏈接： 中國安全網(wǎng) 中國質(zhì)量網(wǎng) 中國論文網(wǎng) 中國資訊網(wǎng)
作者；張毅
在實(shí)驗(yàn)過程中揚(yáng)彈機(jī)需要頻繁地從彈庫中提取彈藥實(shí)現(xiàn)揚(yáng)彈與退彈，在揚(yáng)彈過程中需要通過揚(yáng)彈機(jī)的推彈臂將彈藥推至彈鼓中，在模擬揚(yáng)彈機(jī)退彈過程中需要人力將彈藥裝在揚(yáng)彈機(jī)頂部來實(shí)現(xiàn)退彈，對于大中口徑艦炮來說，此過程費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，大大增加了其可靠性驗(yàn)證所需要的時(shí)間，所以很有必要對大中口徑艦炮供彈系統(tǒng)可靠性驗(yàn)證過程實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，從而保證供彈系統(tǒng)連續(xù)不間斷地模擬真實(shí)的供退彈過程。
1 模擬彈鼓結(jié)構(gòu)形式
模擬彈鼓并不是用來給艦炮供彈，而是為了方便艦炮供彈系統(tǒng)進(jìn)行可靠性驗(yàn)證而設(shè)計(jì)的彈鼓，其主要具備以下功能：①容彈，即可以容納揚(yáng)彈機(jī)從彈庫中提出來的彈丸；②退彈，即可以將艦炮供彈系統(tǒng)推入模擬彈鼓內(nèi)的彈丸再推回到供彈機(jī)構(gòu)中，通過揚(yáng)彈機(jī)退回彈庫，用來實(shí)現(xiàn)供彈機(jī)構(gòu)退彈的功能。圖1為模擬彈鼓的俯視圖（以最大容量為20發(fā)為例）。
圖1中，1為定位傳感器，用來實(shí)現(xiàn)容彈具與對接口的位置校準(zhǔn)；2為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過減速器連接傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)容彈具大齒圈實(shí)現(xiàn)模擬彈鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)；3為底座，起支撐作用；4為模擬彈鼓和揚(yáng)彈機(jī)的對接口，在對接口處揚(yáng)彈機(jī)可以將彈丸推入模擬彈鼓中，模擬彈鼓的推彈臂也可以將彈丸推入揚(yáng)彈機(jī)上端口，最后通過揚(yáng)彈機(jī)退彈將彈丸送回彈庫中；5為彈位檢測傳感器，可以用來測量對接口處模擬彈鼓這一側(cè)的容彈具內(nèi)是否有彈；6為退彈機(jī)構(gòu)，前端有推彈臂，后端安裝有推彈電缸，通過電缸的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)推彈臂的前后移動(dòng)，從而將模擬彈鼓中的彈丸通過對接口推人揚(yáng)彈機(jī)上端口；7為容彈具，用來接收揚(yáng)彈機(jī)從彈庫提取出來的彈丸；8為電缸推彈臂收回檢測傳感器。
2控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
2.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)包括工控機(jī)、PLC、伺服電機(jī)、傳感器等，如圖2所示。通過上位機(jī)、PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、傳感器和供彈系統(tǒng)控制臺指令信號相互反饋的方式實(shí)現(xiàn)模擬彈鼓的狀態(tài)監(jiān)控和運(yùn)轉(zhuǎn)控制。上位機(jī)軟件使用可視化圖形編程軟件LabVIEW開發(fā)，通過上位機(jī)軟件的編寫來實(shí)現(xiàn)PLC控制指令的發(fā)送、伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)視、各傳感器反饋信號的處理以及模擬彈鼓和供彈系統(tǒng)總控制臺的信號交換，控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。
上位機(jī)LabVIEW軟件和PLC的通信采用基于MODBUS ASCII的串口通信協(xié)議，利用LabVIEW內(nèi)部集成的VISA通信模塊來實(shí)現(xiàn)，其流程為：VISA配置端口-*VISA寫入-*VISA串口字節(jié)數(shù)一VISA讀取一VISA關(guān)閉。圖4為VISA串口配置圖，圖5為LabVIEW與PLC通信舉例。
2.2模擬彈鼓控制過程分析
對于模擬彈鼓的控制分為裝彈和卸彈兩大部分，裝彈過程對應(yīng)揚(yáng)彈機(jī)的揚(yáng)彈過程，卸彈過程對應(yīng)于揚(yáng)彈機(jī)的退彈過程。裝彈過程即為供彈系統(tǒng)通過揚(yáng)彈機(jī)揚(yáng)彈然后用揚(yáng)彈機(jī)上部的推彈臂將彈丸推人模擬彈鼓的過程；退彈過程為模擬彈鼓通過其內(nèi)部的推彈臂在對接口處將容彈具內(nèi)的彈丸推回供彈系統(tǒng)揚(yáng)彈機(jī)上端口部，然后由揚(yáng)彈機(jī)再將彈藥送回彈庫的過程。在實(shí)驗(yàn)過程中需要供彈系統(tǒng)總控制臺和模擬彈鼓控制臺進(jìn)行信號的交換，這樣可以有效地保證實(shí)驗(yàn)過程的安全性。圖6為裝彈過程中供彈系統(tǒng)總控制臺和模擬彈鼓控制臺的信號交換圖。圖7為退彈過程中供彈系統(tǒng)總控制臺和模擬彈鼓控制臺的信號交換圖。其中信號1、2、4、5由傳感器分別測得，信號3、6由程序輸出。
裝彈和退彈流程如圖8所示。
3 結(jié)束語
文中針對大中口徑艦炮供彈系統(tǒng)在可靠性驗(yàn)證環(huán)節(jié)需要揚(yáng)彈機(jī)頻繁提退彈的問題，提出了模擬彈鼓的概念，并對模擬彈鼓的結(jié)構(gòu)和控制方法的實(shí)現(xiàn)做了詳細(xì)介紹，通過信號交換的方法實(shí)現(xiàn)供彈系統(tǒng)揚(yáng)彈機(jī)提退彈過程的完全自動(dòng)化，大大節(jié)省了人力資源，在很大程度上縮短了其可靠性驗(yàn)證的時(shí)間，具有比較重要的實(shí)際意義。
4摘要：針對目前我國大中口徑艦炮供彈系統(tǒng)在可靠性驗(yàn)證環(huán)節(jié)需要頻繁提退彈的問題，設(shè)計(jì)了一種模擬彈鼓，用來和供彈系統(tǒng)的揚(yáng)彈機(jī)口進(jìn)行對接。介紹了具體的控制方案，通過上位機(jī)、PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、傳感器和供彈系統(tǒng)控制臺指令信號相互反饋的方式實(shí)現(xiàn)控制功能，并對其可行性進(jìn)行了分析驗(yàn)證。結(jié)果表明通過對這種模擬彈鼓的設(shè)計(jì)和控制可以實(shí)現(xiàn)大中口徑艦炮供彈系統(tǒng)在可靠性驗(yàn)證階段的完全自動(dòng)化，具有比較重要的實(shí)際意義。
