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引 言
隨著國內外軍事形勢和國防技術的發展，越來越多的軍用設備需要根據任務需求隨時變更工作地點。對于裝備各種重型武器的戰車，必須保證在各種惡劣的地理環境下完成精確打擊，并且保證這些軍用設備的機動性能。為了確保坦克火炮的連續射擊精度，采用軍用卡車底盤高射炮系統。戰場地形不均勻，如果僅僅使用輪胎支撐，水平誤差將直接影響射擊精度，彈性效果也會影響連續射擊的穩定性。因而火炮射擊時， 其底盤必須處于水平狀態。當卡車到達指定地點后，利用調平系統迅速將底盤調至水平狀態，這樣設備才能快速進入工作， 工作完成后也能迅速轉移。此舉既保證了設備的正常工作，又大大提高了設備的機動性。
1、調平系統的組成
調平系統的組成如圖 1 所示。該系統由 4 套水平展開機構、4 套撐腿、1 套雙軸水平檢測器、1 套溫控裝置、1 套控制箱、1 套車外操作盒、電纜組等組成。撐腿分為電液式和機電式。控制箱由PLC 控制器、低壓電源、操作員面板、中間繼電器和保護設備等組成。
各部分作用如下：
1水平展開機構：實現撐腿水平展開和收回。
2撐腿 ：調平系統的運行單元。
3可編程控制器PLC：調平系統的大腦。
4水平傳感器 ：用于測量夾角。
5撐腿到位檢測和報警裝置 ：用于檢測與報警。
6車外操作裝置 ：實現車內外操作。
7操作員面板 ：用于人為進行操作時的人機交互。
8低壓電源 ：用于各系統各部分低壓供電。
系統中通常使用可編程控制器來控制，以第一個達到最高點的支撐腿為標準，其余腿作調整。調節 X 軸的方向，當角度與預期值相差較大時，增加速度，較少調整時間；當目標值與預期的角度相差較小時，減速以保證調速系統要求的精度。在這個過程中，必須不斷檢測 Y 軸信號，通過適當調整，確保Y 軸的角度方向幾乎不變。調整Y 軸方向的原理和過程相似。圖 2 所示為以支撐腿 1 達到最高點為例畫出的微調流量圖。
2、調平系統的硬件設計
西門子SIMATIC S7-200 系列PLC 主要包含一個中央處理器單元（CPU226），數字輸入模塊、數字量輸出模塊、模擬量輸入模塊。是擁有高速和中等規模I/O 配置的中央處理單元（CPU226），可用于中等規模和中等程序指令執行速度的程序安裝；32 點輸入的數字輸入模塊運用光耦合器來與總線隔離； 模擬量輸入模塊有兩個輸入和反向極性保護。此外，模擬輸入端的電平傳感器電路包括集成運算放大器和相敏整流器。因此，我們選擇它作為主控元件。
中央處理單元（CPU226）的詳細參數為：CPU226 功耗為 11 W，有 10 240 B 的數據存儲器。本機具有 24 位數字量輸入，16 位數字量輸出的I/O 特性，允許最大的擴展I/O 模塊為7 個。共有256 個定時器，布爾量運算執行時間為0.22 μs。輸入電壓為 20.4~28.8 V DC，輸入電流在 24 V DC 并連接最大負載時可達 1 050 mA。
水平傳感器系統采用玻璃液位開關三極管，它有一個公共電極與兩個控制用電極。當水平面為 0時，電極輸出相同的電流，為 9mA；當失去水平狀態時，相應的控制電極輸出信號之間的差異 ；當傾斜度大于 15度時，傳感器飽和，此時電極的輸出電流為12 mA。
系統的每只腳上設有一個液體電壓力開關，用于反映各腿的情況。其最大工作壓力為 350MPa，切換頻率為每分鐘80 次。當支撐腿接地時，電壓力開關閉合，當支撐腿離開地面時，液體的電壓力開關斷開。通過電磁鐵操作的直接作用完成了腿的升降運動，開關頻率為15000次/小時。
系統的硬件結構如圖 3 所示。
3、調平系統的軟件設計
該系統的軟件設計將根據圖 4 所示的工作流程展開。
本系統的軟件設計采用西門子公司生產的 PLC STEP7 V5.1 與西門子編程軟件的使用匹配。SIMATIC STEP7 V5.1 編程軟件提供三種編程工具，分別為語句表（STL），功能圖（FBD）和梯形圖（LAD）。根據各模塊的功能，系統采用梯形圖完成軟件設計。
4、結語
本文闡述了自動調平系統在我們日常生活中的重要性。并 著重介紹了自動調平系統的軟硬件設計。最后簡述了在系統設 計過程中遇到的問題。由于調平系統可用于各個方面，因此調 平系統的優化既可造福社會，又可為企業帶來可觀的收益。
