一种PLC的汽车尾灯软件体系设计*
2014-05-12黄红霞
黄红霞
(湖北理工学院电气与电子信息工程学院,湖北黄石435003)
随着社会发展,汽车保有量越来越多,交通事故增加也成为一个重要问题。在驾驶的过程中,车辆之间的距离和速度控制不是很好,是造成交通事故的主要原因,掌握熟悉汽车决定之间的距离和速度是决定交通安全的重要指标,所以高效,实时,简单和准确的汽车尾灯指标具有重要的意义。
PLC采用可以进行编制程序的存储器,实现内部存储数据和执行算术运算,通过模拟式或数字式的输入和输出,专门为在工业环境下而设计的数字运算操作电子装置,可以控制各个类型的生产过程或是机械。PLC具有体积小,灵活、重量轻,价格便宜,抗干扰能力强,高可靠性,功能强大,易学易用等特点,已经广泛应用于各个行业,本系统基于PLC实现设计方案。
1 系统整体方案
1.1 系统控制基本要求
汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。
(a)汽车正常运行时灯全灭;
(b)汽车右转时,汽车尾部右侧3个指示灯实现依次顺序点亮;
(c)汽车左转时,汽车尾部左侧3个指示灯实现依次顺序点亮;
(d)临时刹车时要求所有指示灯同时闪烁;
(e)能够调节各灯闪烁的间隔时间。
PLC对汽车尾灯进行控制,在PLC的基础之上通过4个输入端子对汽车的转向、刹车以及正常行驶进行控制,在通过PLC内部的辅助继电器时,进行下一步控制,然后在定时器的作用下将汽车尾灯的循环点亮和闪烁进行控制,图1为汽车尾灯控制系统框架[1]。
最后通过输出端子对尾灯的LED发光二极管进行输出驱动,最后点亮LED从而达到设计目的。
1.2 系统主电路
开关来表示汽车四种运行模式:正常行驶,左转,右转,刹车。当汽车正常行驶时,汽车中6个LED灯的电路会被辅助继电器切断以达到正常行驶车灯全灭的效果;刹车时6个LED灯会被与刹车相关的辅助继电器接通,再由定时器控制。辅助继电器一端的常闭触点会断开,从而车灯全灭,然后定时器在断电后复位,辅助继电器接通常闭触点闭合车灯再次全亮,就这样循环实现车灯在刹车的时候闪烁的效果。转向的时候,位于转向侧的3个LED车灯会在辅助继电器控制下依次亮起。
图1 系统整体功能图
2 系统软件设计体系
2.1 系统顺序功能图
图2 顺序功能图
图2中用M8002激活初始步M6,M6被激活后,当转换X1为“1”的时候,即左转弯闭合,表示汽车开始左转M1变为激活步,从而驱动 Y0、Y1、Y2、T21、T22、T23 从而驱动相应的信号灯循环点亮。当X2为1的时候,即右转弯闭合,汽车此时开始右转 M2变为激活步,从而驱动 Y3、Y4、Y5、T21、T22、T23,从而驱动相应的信号灯循环点亮。当X3为1的时候,即刹车闭合,此时汽车处于刹车状态,M3变为激活步,从而驱动 Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、T14、T15,从而驱动相应的信号灯闪烁。当X4为1的时候,即汽车正常行驶状态闭合,此时的汽车处于正常行驶状态,车灯全灭,所以此时M4变为激活步,将 Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5 线路全部断开,达到车灯全部熄灭的要求。
2.2 系统程序梯形图
图3为系统梯形图。
图3 系统程序梯形图
2.3 系统程序设计
对应PLC程序如下:
以上所列指令表中,PLC会以逐句扫描的方式来完成这些指令的使用,从而对汽车尾灯的变化进行控制,当X0为1时辅助继电器M6闭合,从而接通将X0自锁,汽车处于启动状态,这时可以对汽车进行操作了。
当X1为1的时候M1闭合将X1自锁,左转向同时M1常闭触点断开,此时无法进行右转向,起到互不干扰和制约的作用。
当X3为1时汽车处于刹车状态,此时M3闭合X3自锁。当X4为1时汽车处于正常行驶状态,M4闭合X4自锁,但这个时候如果某个转向灯打开或者司机踩了刹车的话,尾灯就必须按规律点亮,所以此处加了转向和刹车的辅助继电器的常闭触点,当汽车处于转向或者刹车的时候,X4所对应的线路断开,车灯可以亮起。
3 系统仿真
3.1 左转向灯仿真
图4为左转向第一个LED灯亮仿真图,通过定时器控制转向灯时间间隔为500 ms。
图4 左转向Y0灯亮仿真图
3.2 刹车仿真
图5为刹车灯在刹车时全亮仿真,输入端子不变,定时500 ms正常行驶时全灭。
图5 刹车尾灯全亮仿真图
4 小结
本系统完成了硬件整体电路设计和对应软件程序梯形图,程序代码,最后调试过程中完成了仿真,达到了设计要求和预期效果,能够控制LED在要求方式下进行点亮。
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