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军用立式混合机是加工固体导弹火箭推进剂的专用设备。混合机控制系统是其重要组成部分,负责组织、指挥各单元协调工作,具有以下的功能:操作动力系统和混合机各部分动作,各种重要参数的测量和控制,安全联锁,工作状态监视,各种参数的集中显示、记录和打印,非正常状态的报警及处理。 随着我国固体导弹技术的发展、国家对台军事准备和对战略杀手锏武器的迫切需求,固体导弹火箭发动机内的推进剂装药量越来越大。而我国现有的军用立式混合机系统普遍存在容量较小、控制系统落后等缺点,装药效率低,做药过程中故障不断,造成过多次严重的财产损失和人员伤亡,已经完全不能满足军事工业发展的要求。在国外,军用立式混合机系统属于巴黎统筹委员会规定的输出管制产品,各国严密控制,我国无法进口,甚至连基本的资料都无法得到。所以,开发、研制高性能,稳定可靠的,具有我国自主知识产权的大型军用混合机系统是目前迫切需要解决的问题,具有重要的社会价值和战略意义。 基于PROFIBUS总线的多微处理器军用立式混合机控制系统将PROFIBUS现场总线技术和工业以太网融入混合机控制系统,使用冗余操作员站和冗余CPU热备,切换时间小于0.3秒,实现了故障状态下的无扰动自动切换。控制器主站与做药现场和辅助动力间的分布式从站通过冗余PROFIBUS总线连接在一起,形成设备与控制层的数字化通信网络,可完成现场状态监测、控制、远程诊断等功能,数据采集速度快,响应迅速。同时,简化了工程设计和施工的工作量,大大提高了系统的可靠性和控制精度,减少了现场连接电缆的使用量,节约了工程成本。方案大量选用支持“热插拔”的总线模板,大大缩短了维修和维护时间,确保了混合机系统的连续正常工作,从而保证了大型固体导弹火箭发动机的装药顺利进行。 本文基本完成了基于PROFIBUS总线的多微处理器军用立式混合机控制系统的设计工作,包括立式混合机控制系统的方案设计、管理层和控制层冗余系统的硬件选型和组态、其它关键电气外构件的选型、控制系统的线路图设计、下位机PLC编程、上位机操作员站组态编程。将PROFIBUS现场总线技术和工业以太网技术成功融入混合机控制系统,代表了未来混合机控制系统的发展方向。