PLC在雷达监控中的应用

【摘　要】　介绍了现代雷达对系统监测和控制的要求，及如何利用可编程逻辑控制器（PLC）来实现现代雷达监测和监控系统。
     关键词：可编程逻辑控制 网络 CAN总线
　
1 引 言
　　雷达作为传感头在作战指挥系统中的重要性是显而易见的，C3I系统（指挥、控制、通信和情报系统）要求雷达以组网的方式来实现信息的共享和交换，同时还要具有远程管理（远程故障上报、远程维护、远程开关机）的功能，这样才能在保护自己的前提下更有力地打击敌人。要实现上述功能必须对每个雷达实现智能化管理。首先，雷达本身必须能够及时地、准确地判断自己的工作状态，是故障状态、正常状态、或性能下降状态，并将状态上报至上级指挥系统，由指挥系统统一指挥雷达的开关机。同时，要及时判断雷达内部各分系统状态，以便维护和及时检修。
　　大型雷达由于分布范围大，其操作员不仅要知道远程设备的状态还要能在主控台上直接观察波形和数据形式的远程监测点信息，以便判断其工作状况，如接收机的噪声、发射机的功率等信息，这些信息都是操作员评估雷达状态的依据。
　　一般来说，现代的雷达都已配有自动录取设备、雷达各系统之间的连网并不困难，只要在雷达之间提供一条通信通道，雷达数据即可实现共享和交换；但雷达本身的各分系统并不都带智能接口、对各分系统的检测和控制并不能简单地实现，这时选用一种适合雷达各系统使用的监控设备来提高雷达各分系统的智能检测和控制水平就成了提高雷达自动化水平的关键。
2 用PLC实现雷达监控自动化
2.1 实现雷达监控自动化方法的比较
　　实现各分系统的智能管理，可用如下三种设备：
微型计算机，单板机和PLC。
　　表1比较了上述三种设备实现方法的优缺点。
      
    由表1可见，雷达系统的监控宜选用PLC。
2.2　PLC的发展、应用和特点
　　可编程逻辑控制器是由继电器控制逻辑发展而来的，其最基本的控制是顺序控制和逻辑控制 。PLC是随着工业继电器控制与C3技术（Computer、Control、Communication）相结合而不断发展和完善的。PLC发展至今不仅具有逻辑运算、计数、定时等基本功能，还具有数值运算、模拟调节、监控、记录、显示、与计算机接口、通信等功能。其应用范围也不断扩大，不仅能进行一般的逻辑控制，还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制。同时，在性能上也不断提高 ，采用微处理器、提高运算速度、编程软件多样化和高级化；现代PLC逐渐融合了485串口总线 、CAN总线、网络技术等，极大地满足了用户对数据采集和数据通信的需求。下面详介其特点 ：
　　·可实现多样的控制：如步进顺序控制、限时控制、条件控制、计数控制、冗余控制、监控控制等。
　　·可配置性：根据用户的需求自行配置规模，一般厂家都提供4槽机箱、8槽机箱、控制I／O模块。除此之外，还有自成系统嵌入式控制器。用户可根据实际需要自行配置。
　　·可扩展性：如果用户的自动系统任务需要多于8个信号模块或通信处理器，则可以扩充一个扩展模块。
　　·模块的多样性，即数字I／O、模拟I／O、通信模块、特殊模块、连接模块。
　　·具有在恶劣环境工作的能力，工作温度一般在－20℃～70℃范围，能在野外工作。
2.3 用PLC实现雷达监控自动化
　　雷达的规模不同，其各系统实现监控的方式也不一样。
　　就中小型雷达而言，对需要监测和控制的设备，必须将所有监测点的信号通过线缆传至PLC相应设备上。雷达设备的状态有：开、关、正常、故障及设备故障代码。对设备的控制也包括控制开机、关机，及用控制编码参数来实现对设备的控制。而对模拟信号监测点，可通过A／D模块先把模拟信号转换成数字信号，再将数字信号经通信模块传到监测控制台上供操作人员观察。操作人员的干预控制命令可由监测控制台通过通信线路（485总线、CAN总线、网络等）下传到PLC，然后由PLC解释控制命令后对设备进行控制（图1）。
                          
　　大型雷达监测系统的监控特点是监测点多、控制更复杂，因此通信网的构建非常重要，一般选用网络模块提高数据传输速率，以满足大量监测信息的传输。图2是某大型雷达的监控系统架构图。其中，左边一排监测设备为发射机阵列监控，由监控总汇1（用一PLC机箱）来汇总所有发射机的监测状态，并分发对发射机的控制命令，它们的通信接口可选用485、CAN、网络总线来实现。右边的一排监测设备为接收机阵列，由监控总汇2（用一PLC机箱）来汇总所有接收机的监测状态、并分发对接收机的控制命令，它们的通信选用485、CAN。对信号处理、定时、DDS、光纤 、数据处理等的监控可直接通过网络来实现，在图中用其它系统表示，不一一列出。
    上述系统的构建可用PLC产品，监控设备一般选用I－7000系列带RS－485总线的模块。I－7000系列产品是一单独的模块、不需要插入PLC插箱内，有模拟I/O、数字I/O可选。监控总汇选用I－8000系列监控插箱及I－8000系列插卡，I－8000系列插卡有并口模块（高速A/D、D/A 、高速数字I/O）、串口模块。其它系统的监控信息可通过网络接口直接送至监控台。
3 结束语
　　雷达监控自动化的实现方式是多种多样的，用PLC产品可以减少用户的工作量，而且产品的可靠性很高、通用性强、数据传输易于实现，是雷达系统监控的较佳选择。

　

1　江秀汉．可编程序控制器及原理．西安：西安电子科技大学出版社，2000