w PLC——可編程邏輯控制器

w 深圳市矩形科技——國(guó)內(nèi)PLC技術(shù)的領(lǐng)先公司，從96年開始大中小各型PLC的研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)

w V80——深圳市矩形科技自主研發(fā)的小型PLC

w V80-U——軍用級(jí)V80

w V80-UC——軍用戰(zhàn)車用V80

w GJB150——軍用設(shè)備環(huán)境實(shí)驗(yàn)方法

w GJB151A——軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求

w GJB152A——軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測(cè)量

w 參考——具體的軟件與硬件技術(shù)細(xì)節(jié)參見V80軟硬件手冊(cè)

根據(jù)與軍工研究所和軍工企業(yè)的交流和接觸，我們了解到目前軍工廠商在各種火炮和軍用特種車上廣泛使用可編程邏輯控制器PLC，根據(jù)我們的了解存在以下問(wèn)題：

1、無(wú)法買到軍用級(jí)的PLC；

目前軍用的PLC都是國(guó)外廠商生產(chǎn)的，基本上各國(guó)的軍用級(jí)PLC都不對(duì)中國(guó)銷售，設(shè)計(jì)人員只能買到民用級(jí)的產(chǎn)品再通過(guò)結(jié)構(gòu)部分的加固和加屏蔽來(lái)應(yīng)付國(guó)軍標(biāo)。

2、互換性不好：

各所、室、廠使用的PLC各不相同，通信方式也各不相同，一臺(tái)車內(nèi)都會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)廠商的不同型號(hào)的PLC，人為的提高了戰(zhàn)車的維護(hù)保養(yǎng)難度。

3、通信方式不合理：

我們了解到部分軍工項(xiàng)目在通信上都存在不合理的地方，一般存在兩種情況，一是通信方式不合理，大多數(shù)都采用RS232這種非差分的通信方式或者使用開關(guān)量進(jìn)行通信，這種方式在大部分現(xiàn)場(chǎng)都是不適用的，因?yàn)榭煽啃圆睿俣嚷?，抗干擾能力弱。二是通信協(xié)議不合理，部分通信協(xié)議基本上只可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用，對(duì)于通信的糾錯(cuò)、死鎖、通信一致性基本沒(méi)有考慮，因?yàn)閰f(xié)議是上級(jí)單位定的，同時(shí)一般都牽涉到幾個(gè)單位，設(shè)計(jì)人員即使知道有問(wèn)題也改不了，最后大家就在一個(gè)錯(cuò)的框架下把整個(gè)項(xiàng)目很別扭的完成。

4、 貨源的持續(xù)性：

一方面是買不到軍用級(jí)的PLC，存在斷貨的危險(xiǎn)，同時(shí)產(chǎn)品和升級(jí)換代也會(huì)為軍方的采購(gòu)帶來(lái)很多麻煩。

5、安全性差：

目前各品牌的PLC基本上都可以很簡(jiǎn)單的破解，比方說(shuō)使用三菱、西門子的PLC，只需要幾百塊錢就可以將程序全部解出來(lái)。敵方拿到程序后自然可以很簡(jiǎn)單的了解我方設(shè)備的所有的控制細(xì)節(jié)，并有針對(duì)性的進(jìn)行打壓。

同時(shí)每一種電子產(chǎn)品都有一個(gè)特征頻率，在這個(gè)頻率范圍該產(chǎn)品最容易受到干擾，這些細(xì)節(jié)對(duì)于各PLC的設(shè)計(jì)廠商來(lái)說(shuō)都是很清楚的，難保在進(jìn)行電磁戰(zhàn)時(shí)對(duì)方不利用這些特征有針對(duì)性的進(jìn)行攻擊。

針對(duì)各軍工廠、所的需要，我們?yōu)檐姺介_發(fā)兩種滿足不同需求的軍用PLC。

兩款型號(hào)定義為：V80-U系列和V80-UC

這兩款工作環(huán)境如下：

V80-U與V80-UC系列的差別在于，V80-UC是屬于定制開發(fā)，采用防水外殼，電路板全部用防火矽膠密封，可以達(dá)到防塵、導(dǎo)熱、減振的作用。同時(shí)V80-UC的外部接口均采用航空防水插頭，與擴(kuò)展模塊之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通信。而V80-U相對(duì)于V80-UC來(lái)說(shuō)防護(hù)等級(jí)沒(méi)那么高，靈活性相對(duì)而言要好很多，可以靈活的選用不同的擴(kuò)展模塊進(jìn)行使用。

方案一：（V80-U）

V80-U是在V80寬溫系列的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與V80的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一致，技術(shù)指標(biāo)和軟件性能也與V80一致。

該系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，由一個(gè)本體單元和多個(gè)擴(kuò)展單元構(gòu)成，具體的技術(shù)指標(biāo)和結(jié)構(gòu)參見V80的硬件手冊(cè)?？梢愿鶕?jù)用戶的需要增加了一個(gè)CAN接口。

方案二：（V80-UC）

V80-UC采用防水鋁合金外殼，對(duì)外提供一個(gè)RS232一個(gè)RS485一個(gè)CAN接口，其中RS232支持編程、ModBus從協(xié)議，RS485支持編程、ModBus主、從協(xié)議，CAN接口的用戶層協(xié)議暫定為自由通信協(xié)議，需要與客戶商量，與聯(lián)接的設(shè)備協(xié)議相關(guān)。

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目前沒(méi)有考慮本地?cái)U(kuò)展模塊的聯(lián)接方式，如果需要擴(kuò)展模塊可以選用帶CAN接口或者帶RS485接口支持ModBus協(xié)議的遠(yuǎn)程IO模塊，通過(guò)總線將數(shù)據(jù)采集和進(jìn)行控制。

標(biāo)準(zhǔn)的V80-UC只有數(shù)字量信號(hào)，沒(méi)有模擬量模塊，如果用戶需要可以向廠商提出要求，我們?cè)谏a(chǎn)時(shí)將模擬量接口板增加進(jìn)去。

具體的指標(biāo)參見GJB150、GJB151A/152A

方案一：（V80-U）

V80-U針對(duì)軍方的特殊性進(jìn)行了一些改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高低溫運(yùn)行、儲(chǔ)存、抗振、抗沖擊、抗電磁干抗等方面全面提升。改進(jìn)項(xiàng)目如下：

1、溫度范圍

原V80的設(shè)計(jì)就已考慮到軍方的應(yīng)用，所以這一方面的改進(jìn)相對(duì)比較容易，首先是結(jié)構(gòu)材料的更換，包括PCB板材、塑料、開關(guān)、端子、繼電器將全部更換成軍用級(jí)的材料，保證在極端惡劣的環(huán)境下可靠的工作；再是電子元器件采更換為軍用級(jí)的電子元件，包括電容、光耦、繼電器在內(nèi)的一些比較敏感的器件；最后是所有內(nèi)部的接插件，為了適應(yīng)軍標(biāo)寬范圍的應(yīng)用將全部選用鍍金的接插件，部分更是改成直接焊接，以減少?zèng)_擊和溫度變化造成的接觸不良等。

2、抗沖擊、抗振動(dòng)

為了能達(dá)到軍標(biāo)的要求，我們將在各層電路板之間夾墊阻燃的抗振海綿，保證外部的沖擊最大的吸收掉。必要的情況下，可以考慮整個(gè)模塊加灌矽膠。

3、防水防塵

這一項(xiàng)，目前各研究所均在把PLC放在一個(gè)電控箱內(nèi)，防水防塵主要是在電控箱這一層解決，V80-U將沿用該方式，只是在V80模塊內(nèi)使用三防漆進(jìn)行浸涂，達(dá)到必要的防酸霧和防塵的功能。如果有必要可以考慮整個(gè)模塊加灌矽膠。

4、抗電磁干抗

V80設(shè)計(jì)中已經(jīng)充份考慮了這一點(diǎn)，可以滿足軍標(biāo)的要求，目前的設(shè)計(jì)中有30%的成本就是用在抗干抗這個(gè)方面的。目前V80在抗快速脈沖群方面可以抵抗5KHZ、10KHZ、100KHZ的快速脈沖群達(dá)3000V以上。其它的如靜電、雷擊方面也比進(jìn)口的同類的產(chǎn)品要強(qiáng)很多。

5、寬電源范圍

直流輸入范圍可達(dá)DC10~36V，交流輸入范圍可達(dá)AC85~265V。

方案二：（V80-UC）

V80-UC采用的是防水鋁合金外殼，內(nèi)部用防火電子矽膠

專業(yè)設(shè)計(jì)：該產(chǎn)品專門根據(jù)電子，電器及其他應(yīng)用需求設(shè)計(jì)開發(fā)，品質(zhì)恒定。

優(yōu)良電氣特性：該產(chǎn)品是最理想的電氣及電子產(chǎn)品的絕緣密封材料，即使用於溫度及濕度常有變化的場(chǎng)所也能 保有穩(wěn)定的電氣特性。

耐熱、耐寒特性：該產(chǎn)品使用溫度范圍廣泛，適用於-50℃～250℃。連續(xù)使用時(shí)從-40℃～180℃(單配方的為-40℃～130℃)，也能保持穩(wěn)定性能

耐候性：該產(chǎn)品具有優(yōu)越抗紫外線、臭氧、水分、鹽霧、霉菌等特性，既使在戶外使用三十年也幾乎不變質(zhì)。

抗震性：具有彈性機(jī)能，吸收振動(dòng)及激震，保護(hù)電氣及電子零件、玻璃等易脆物質(zhì)。

化學(xué)性能穩(wěn)定：和一般有機(jī)橡膠比較，抗化學(xué)物質(zhì)及油劑特性特別優(yōu)越。同時(shí)，有些產(chǎn)品絕不腐蝕金屬

產(chǎn)品種類豐富：種類頗多，有耐燃性，有超級(jí)耐熱性產(chǎn)品，也有除去低分子量有機(jī)矽產(chǎn)品。專業(yè)為電子，電器及一般工業(yè)設(shè)計(jì)的矽膠產(chǎn)品，獲得多種國(guó)際認(rèn)證，例如：保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室(UL)、美軍規(guī)范(MIL)等等。

V80-UC的所有元件的金屬和導(dǎo)電部分均用電子矽膠灌封，整個(gè)電路板都被浸泡，這樣可以保證它的防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67，同時(shí)可以起到減振和防塵防水的作用。

V80-U和V80-UC方案：

有三個(gè)通信接口其中一個(gè)RS232、一個(gè)RS485和一個(gè)CAN接口，前面兩個(gè)接口均可以支持編程和ModBus從協(xié)議，RS485還支持Modbus主協(xié)議，可以支持聯(lián)網(wǎng)通信，CAN接口是自由通信協(xié)議，用戶可以根據(jù)要求在軟件中自行開發(fā)對(duì)應(yīng)的用戶層通信協(xié)議。

通信接口的選擇：

1、數(shù)字量IO通信，因?yàn)閿?shù)字量IO的輸出一般是繼電器或晶體管輸出，會(huì)存在抖動(dòng)和時(shí)延的問(wèn)題，造成誤判和誤動(dòng)。同時(shí)數(shù)字量IO的輸入也是經(jīng)過(guò)光耦進(jìn)入CPU的，同樣存在抖動(dòng)和時(shí)延的問(wèn)題。

一般大家為了增強(qiáng)數(shù)字量IO口的抗干擾能力會(huì)在輸入輸出上加上下拉電阻，當(dāng)然也是可以起到一定作用的，但無(wú)法從根本上解決，如果選擇的匹配太強(qiáng)了，還會(huì)造成光耦的提前老化，從而使產(chǎn)品壽命減短。一般該通信方式的通信速度不應(yīng)超過(guò)10HZ，因?yàn)?FONT face="Times New Roman">PLC的標(biāo)準(zhǔn)IO口的濾波時(shí)間是10mS，再加上雙方之間的錯(cuò)位與時(shí)延應(yīng)為10mS*3=30mS以上，如果用戶的程序周期比較長(zhǎng)或者不穩(wěn)定時(shí)間可能更長(zhǎng)，其通信距離應(yīng)控制在10m以內(nèi)。

2、RS232通信，因?yàn)?FONT face="Times New Roman">RS232是電平通信方式，無(wú)法抗共模干擾，對(duì)于現(xiàn)在的復(fù)雜電磁環(huán)境，這是一個(gè)很致命的問(wèn)題，所以在工控上一般要求RS232線不要超過(guò)10米，即使如此RS232仍不適合作長(zhǎng)時(shí)間高可靠要求的通信。RS232的通信速率一般在19200以下才能在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境可靠通信。

3、RS485通信，RS485是差分通信方式，可以有效的抗共模干擾，RS485是許多種現(xiàn)場(chǎng)總線的物理層，包括ModBus、ProfiBus等。RS485的通信速率為1200至12M之間，通信距離為9公里以內(nèi)，與通信速率相關(guān)，如果波特率為1.2M則通信距離要在300m以內(nèi)。

4、CAN通信，CAN是為汽車傳感器開發(fā)的專用現(xiàn)場(chǎng)總線，目前在其它工控現(xiàn)場(chǎng)也得到了廣泛的應(yīng)用。它的優(yōu)點(diǎn)是速度較快，同時(shí)可靠性較高，但單幀的通信量比較低，無(wú)效字符占的比例較多。

V80軍用系列優(yōu)勢(shì)：

1、填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白

解決了各種火炮、戰(zhàn)車、特種車、雷達(dá)等對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的依賴，從根本上解決用民用級(jí)PLC開發(fā)軍用產(chǎn)品的情況。

2、增強(qiáng)的防解密功能；

有兩個(gè)加密等級(jí)，第二級(jí)加密將從協(xié)議一層屏蔽程序的上傳功能，防止非正常的上傳程序。

3、可根據(jù)用戶的需要定制功能塊和定制軟硬件；

4、長(zhǎng)期的元件庫(kù)存，定貨周期只需要2~6周；

5、支持運(yùn)行態(tài)在線編程，便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和升級(jí)；

6、完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，包括核心解析芯片在內(nèi)的所有軟硬件均可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行定制。

深圳市矩形科技公司是國(guó)內(nèi)PLC行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者和技術(shù)領(lǐng)先者，我們希望有機(jī)會(huì)與軍工研究所和軍工企業(yè)合作，深圳市矩形科技有責(zé)任和義務(wù)為我國(guó)的軍事現(xiàn)代化做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。