深圳市矩形科技軍用PLC技術指標

w PLC——可編程邏輯控制器

w 深圳市矩形科技——國內PLC技術的領先公司，從96年開始大中小各型PLC的研發、生產、服務

w V80——深圳市矩形科技自主研發的小型PLC

w V80-U——軍用級V80

w V80-UC——軍用戰車用V80

w GJB150——軍用設備環境實驗方法

w GJB151A——軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求

w GJB152A——軍用設備和分系統電磁發射和敏感度測量

w 參考——具體的軟件與硬件技術細節參見V80軟硬件手冊

根據與軍工研究所和軍工企業的交流和接觸，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，根據我們的了解存在以下問題：

1、無法買到軍用級的PLC；

目前軍用的PLC都是國外廠商生產的，基本上各國的軍用級PLC都不對中國銷售，設計人員只能買到民用級的產品再通過結構部分的加固和加屏蔽來應付國軍標。

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，一臺車內都會出現兩個廠商的不同型號的PLC，人為的提高了戰車的維護保養難度。

3、通信方式不合理：

我們了解到部分軍工項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，大多數都采用RS232這種非差分的通信方式或者使用開關量進行通信，這種方式在大部分現場都是不適用的，因為可靠性差，速度慢，抗干擾能力弱。二是通信協議不合理，部分通信協議基本上只可以在實驗室內使用，對于通信的糾錯、死鎖、通信一致性基本沒有考慮，因為協議是上級單位定的，同時一般都牽涉到幾個單位，設計人員即使知道有問題也改不了，最后大家就在一個錯的框架下把整個項目很別扭的完成。

4、 貨源的持續性：

一方面是買不到軍用級的PLC，存在斷貨的危險，同時產品和升級換代也會為軍方的采購帶來很多麻煩。

5、安全性差：

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

同時每一種電子產品都有一個特征頻率，在這個頻率范圍該產品最容易受到干擾，這些細節對于各PLC的設計廠商來說都是很清楚的，難保在進行電磁戰時對方不利用這些特征有針對性的進行攻擊。

針對各軍工廠、所的需要，我們為軍方開發兩種滿足不同需求的軍用PLC。

兩款型號定義為：V80-U系列和V80-UC

這兩款工作環境如下：

V80-U與V80-UC系列的差別在于，V80-UC是屬于定制開發，采用防水外殼，電路板全部用防火矽膠密封，可以達到防塵、導熱、減振的作用。同時V80-UC的外部接口均采用航空防水插頭，與擴展模塊之間通過現場總線通信。而V80-U相對于V80-UC來說防護等級沒那么高，靈活性相對而言要好很多，可以靈活的選用不同的擴展模塊進行使用。

方案一：（V80-U）

V80-U是在V80寬溫系列的基礎上改進而來，系統結構與V80的系統結構一致，技術指標和軟件性能也與V80一致。

該系統采用模塊化結構，由一個本體單元和多個擴展單元構成，具體的技術指標和結構參見V80的硬件手冊。可以根據用戶的需要增加了一個CAN接口。

方案二：（V80-UC）

V80-UC采用防水鋁合金外殼，對外提供一個RS232一個RS485一個CAN接口，其中RS232支持編程、ModBus從協議，RS485支持編程、ModBus主、從協議，CAN接口的用戶層協議暫定為自由通信協議，需要與客戶商量，與聯接的設備協議相關。

該系統結構目前沒有考慮本地擴展模塊的聯接方式，如果需要擴展模塊可以選用帶CAN接口或者帶RS485接口支持ModBus協議的遠程IO模塊，通過總線將數據采集和進行控制。

標準的V80-UC只有數字量信號，沒有模擬量模塊，如果用戶需要可以向廠商提出要求，我們在生產時將模擬量接口板增加進去。

具體的指標參見GJB150、GJB151A/152A

方案一：（V80-U）

V80-U針對軍方的特殊性進行了一些改進，從而實現對高低溫運行、儲存、抗振、抗沖擊、抗電磁干抗等方面全面提升。改進項目如下：

1、溫度范圍

原V80的設計就已考慮到軍方的應用，所以這一方面的改進相對比較容易，首先是結構材料的更換，包括PCB板材、塑料、開關、端子、繼電器將全部更換成軍用級的材料，保證在極端惡劣的環境下可靠的工作；再是電子元器件采更換為軍用級的電子元件，包括電容、光耦、繼電器在內的一些比較敏感的器件；最后是所有內部的接插件，為了適應軍標寬范圍的應用將全部選用鍍金的接插件，部分更是改成直接焊接，以減少沖擊和溫度變化造成的接觸不良等。

2、抗沖擊、抗振動

為了能達到軍標的要求，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，可以考慮整個模塊加灌矽膠。

3、防水防塵

這一項，目前各研究所均在把PLC放在一個電控箱內，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模塊內使用三防漆進行浸涂，達到必要的防酸霧和防塵的功能。如果有必要可以考慮整個模塊加灌矽膠。

4、抗電磁干抗

V80設計中已經充份考慮了這一點，可以滿足軍標的要求，目前的設計中有30%的成本就是用在抗干抗這個方面的。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3000V以上。其它的如靜電、雷擊方面也比進口的同類的產品要強很多。

5、寬電源范圍

直流輸入范圍可達DC10~36V，交流輸入范圍可達AC85~265V。

方案二：（V80-UC）

V80-UC采用的是防水鋁合金外殼，內部用防火電子矽膠

專業設計：該產品專門根據電子，電器及其他應用需求設計開發，品質恒定。

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

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

耐候性：該產品具有優越抗紫外線、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。

抗震性：具有彈性機能，吸收振動及激震，保護電氣及電子零件、玻璃等易脆物質。

化學性能穩定：和一般有機橡膠比較，抗化學物質及油劑特性特別優越。同時，有些產品絕不腐蝕金屬

產品種類豐富：種類頗多，有耐燃性，有超級耐熱性產品，也有除去低分子量有機矽產品。專業為電子，電器及一般工業設計的矽膠產品，獲得多種國際認證，例如：保險商實驗室(UL)、美軍規范(MIL)等等。

V80-UC的所有元件的金屬和導電部分均用電子矽膠灌封，整個電路板都被浸泡，這樣可以保證它的防護等級達到IP67，同時可以起到減振和防塵防水的作用。

V80-U和V80-UC方案：

有三個通信接口其中一個RS232、一個RS485和一個CAN接口，前面兩個接口均可以支持編程和ModBus從協議，RS485還支持Modbus主協議，可以支持聯網通信，CAN接口是自由通信協議，用戶可以根據要求在軟件中自行開發對應的用戶層通信協議。

通信接口的選擇：

1、數字量IO通信，因為數字量IO的輸出一般是繼電器或晶體管輸出，會存在抖動和時延的問題，造成誤判和誤動。同時數字量IO的輸入也是經過光耦進入CPU的，同樣存在抖動和時延的問題。

一般大家為了增強數字量IO口的抗干擾能力會在輸入輸出上加上下拉電阻，當然也是可以起到一定作用的，但無法從根本上解決，如果選擇的匹配太強了，還會造成光耦的提前老化，從而使產品壽命減短。一般該通信方式的通信速度不應超過10HZ，因為PLC的標準IO口的濾波時間是10mS，再加上雙方之間的錯位與時延應為10mS*3=30mS以上，如果用戶的程序周期比較長或者不穩定時間可能更長，其通信距離應控制在10m以內。

2、RS232通信，因為RS232是電平通信方式，無法抗共模干擾，對于現在的復雜電磁環境，這是一個很致命的問題，所以在工控上一般要求RS232線不要超過10米，即使如此RS232仍不適合作長時間高可靠要求的通信。RS232的通信速率一般在19200以下才能在現場環境可靠通信。

3、RS485通信，RS485是差分通信方式，可以有效的抗共模干擾，RS485是許多種現場總線的物理層，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，與通信速率相關，如果波特率為1.2M則通信距離要在300m以內。

4、CAN通信，CAN是為汽車傳感器開發的專用現場總線，目前在其它工控現場也得到了廣泛的應用。它的優點是速度較快，同時可靠性較高，但單幀的通信量比較低，無效字符占的比例較多。

V80軍用系列優勢：

1、填補國內空白

解決了各種火炮、戰車、特種車、雷達等對國外產品的依賴，從根本上解決用民用級PLC開發軍用產品的情況。

2、增強的防解密功能；

有兩個加密等級，第二級加密將從協議一層屏蔽程序的上傳功能，防止非正常的上傳程序。

3、可根據用戶的需要定制功能塊和定制軟硬件；

4、長期的元件庫存，定貨周期只需要2~6周；

5、支持運行態在線編程，便于現場維護和升級；

6、完全的自主知識產權，包括核心解析芯片在內的所有軟硬件均可以根據用戶的需要進行定制。

深圳市矩形科技公司是國內PLC行業的領導者和技術領先者，我們希望有機會與軍工研究所和軍工企業合作，深圳市矩形科技有責任和義務為我國的軍事現代化做出應有的貢獻。