PLC在激光信号接收靶中的应用

一、激光信号接收靶的控制原理

把胸环靶按弹着点位置分为若干个区域。

胸环靶有5~10环的6种环数,靶面共分为8个(0~7)区域,区域划分得越细,显示弹着点的位置越精确。胸环靶所有激光接收器件分成34个区域,胸环靶每个区域内有若干个光电接收器件相并联,器件间距不大于胸环靶接收的激光点直径,胸环靶每个区激光接收器件可分别产生1个区信号和1个环信号。34个区域接收到的激光信号经过逻辑电路变换成8路区信号和6路环信号逻辑输出。当胸环靶某个区接收到激光信号时,通过数字逻辑电路产生出相应的区、环信号,然后送往声光显示靶进行处理。
电气原理图逻辑关系表达式为:

X=A0+A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7
Y=A0+B0+C0+D0+E0
Z=A7+B7+C7+D7+E7
式中:X为9环信号输出端,当IC1(8输入端或非门)任一输入端有效时(高电平有效),9环输出X端有效(低电平有效)。A0~A7分别对应0~7区的9环激光检测输入信号。Y为0区的区选信号输出端,当0区任一信号输入有效时,0区输出Y端有效。IC2的输入A~E分别对应0区9、8、7、6、5环激光检测输入信号。Z为7区的区选信号输出端。X、Y、X接至PLC的输入端,当输出三极管基极为高电平时,输出端X、Y、Z为低电平,PLC输入有效。

当激光信号击在0区9环靶位时,接收器件R1有效,IC1、IC2输入端A0有效。(1)环处理电路,IC1输入信号A0有效,X(9环)输出低电平有效(IC1为9环处理或门电路)。(2)区处理电路,IC1输入信号A0有效,Y(0区)输出低电平有效(IC2为0区处理或门电路)。X、Y有效信号送向PLC,PLC得到9环0区有效信号,即作相应处理。
又如激光束击在7区9环时,通过R2的接收,使IC1、IC3输入信号A7有效,输出端X(9环)、Z(7区)输出低电平有效。

二、声光显示靶的控制原理

声光显示靶显示区域的划分,与胸环靶相类似。胸环靶逻辑输出信号经电缆线传输至位于射手侧前方的显示靶,作为PLC输入信号,设PLC输入为干接点结构,胸环靶输出低电平时PLC输入有效,利用PLC内部锁存功能,对首次捕捉到的区、环输入信号脉冲前沿进行锁存,而对以后5秒内连续发出的激光信号不予相应。并按照胸环靶所接收激光信号的相应位置,显示弹着点位置,同时用语言报出击中环数。

PLC输出点采用继电器输出,在PLC输出端口分别产生区、环有效信号输出,并与发光二极管和语言芯片一起构成矩阵电路。显示靶每区、每环用一个发光二极管指示弹着点位置,故区域划分的越细,显示弹着点的位置越精确。

输出矩阵设计思想,根据胸环靶的要求分别可驱动34个发光二极管及6片语言芯片。矩阵电路的引用扩展了PLC的输出端点,使得仅用40点PLC的14个输出端点,就驱动了40多个负载,满足了本系统的基本控制要求,节省了PLC的硬件资源。设PLC输出区信号X=1、环信号Y=1时,区、环输出矩阵选通X,Y线,使交叉处发光二极管点亮,同时Y=1环信号使报警语言芯片报出相应环数。

三、PLC程序设计

在无激光信号输入时,程序处在循环扫描输入端口,等待激光信号到来的状态。当收到激光输入信号,并对激光脉冲前沿锁定后,封锁所有输入端点,不再响应激光输入。其员在于,激光发射装置可连续发射,而所模拟的实弹射击弹丸却只能单击,不能连续无间隔发射,故采用封锁处理(封锁时间可调),使得在激光发射时不响应连续信号,以达到真实地模拟实弹射击的目的。

按优先级联锁功能设定的意义在于,激光信号无论射在胸环靶任意位置,都应覆盖住激光接收器件,要求激光接收器件的间距小于激光束的直径,这样就有可能使得2个相邻的激光接收器件同时有效,这时报靶电路应报出高环靶数,而不是高、低环数同时输出,如某区9、10环同时接收到激光信号时,应报10环而不应报9环,故10环输出应封锁9、8、7、6、5环的输出,依此类推。

四、应用前景

激光射击训练装置是一种物美价廉的训练器具,可随时进行弹着点的分析和修正。若配合摄像系统或微机系统可留下训练资料,供系统地分析研究训练过程,提高射手的射击水平。

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