一種PLC的汽車尾燈軟件體系設(shè)計(jì)*

黃紅霞

(湖北理工學(xué)院電氣與電子信息工程學(xué)院，湖北黃石435003)

隨著社會發(fā)展，汽車保有量越來越多，交通事故增加也成為一個(gè)重要問題。在駕駛的過程中，車輛之間的距離和速度控制不是很好，是造成交通事故的主要原因，掌握熟悉汽車決定之間的距離和速度是決定交通安全的重要指標(biāo)，所以高效，實(shí)時(shí)，簡單和準(zhǔn)確的汽車尾燈指標(biāo)具有重要的意義。

PLC采用可以進(jìn)行編制程序的存儲器，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)和執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算，通過模擬式或數(shù)字式的輸入和輸出，專門為在工業(yè)環(huán)境下而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子裝置，可以控制各個(gè)類型的生產(chǎn)過程或是機(jī)械。PLC具有體積小，靈活、重量輕，價(jià)格便宜，抗干擾能力強(qiáng)，高可靠性，功能強(qiáng)大，易學(xué)易用等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，本系統(tǒng)基于PLC實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案。

1 系統(tǒng)整體方案

1.1 系統(tǒng)控制基本要求

汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈。

(a)汽車正常運(yùn)行時(shí)燈全滅;

(b)汽車右轉(zhuǎn)時(shí)，汽車尾部右側(cè)3個(gè)指示燈實(shí)現(xiàn)依次順序點(diǎn)亮;

(c)汽車左轉(zhuǎn)時(shí)，汽車尾部左側(cè)3個(gè)指示燈實(shí)現(xiàn)依次順序點(diǎn)亮;

(d)臨時(shí)剎車時(shí)要求所有指示燈同時(shí)閃爍;

(e)能夠調(diào)節(jié)各燈閃爍的間隔時(shí)間。

PLC對汽車尾燈進(jìn)行控制，在PLC的基礎(chǔ)之上通過4個(gè)輸入端子對汽車的轉(zhuǎn)向、剎車以及正常行駛進(jìn)行控制，在通過PLC內(nèi)部的輔助繼電器時(shí)，進(jìn)行下一步控制，然后在定時(shí)器的作用下將汽車尾燈的循環(huán)點(diǎn)亮和閃爍進(jìn)行控制，圖1為汽車尾燈控制系統(tǒng)框架［1］。

最后通過輸出端子對尾燈的LED發(fā)光二極管進(jìn)行輸出驅(qū)動，最后點(diǎn)亮LED從而達(dá)到設(shè)計(jì)目的。

1.2 系統(tǒng)主電路

開關(guān)來表示汽車四種運(yùn)行模式:正常行駛，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，剎車。當(dāng)汽車正常行駛時(shí)，汽車中6個(gè)LED燈的電路會被輔助繼電器切斷以達(dá)到正常行駛車燈全滅的效果;剎車時(shí)6個(gè)LED燈會被與剎車相關(guān)的輔助繼電器接通，再由定時(shí)器控制。輔助繼電器一端的常閉觸點(diǎn)會斷開，從而車燈全滅，然后定時(shí)器在斷電后復(fù)位，輔助繼電器接通常閉觸點(diǎn)閉合車燈再次全亮，就這樣循環(huán)實(shí)現(xiàn)車燈在剎車的時(shí)候閃爍的效果。轉(zhuǎn)向的時(shí)候，位于轉(zhuǎn)向側(cè)的3個(gè)LED車燈會在輔助繼電器控制下依次亮起。

圖1 系統(tǒng)整體功能圖

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)體系

2.1 系統(tǒng)順序功能圖

圖2 順序功能圖

圖2中用M8002激活初始步M6，M6被激活后，當(dāng)轉(zhuǎn)換X1為“1”的時(shí)候，即左轉(zhuǎn)彎閉合，表示汽車開始左轉(zhuǎn)M1變?yōu)榧せ畈?，從而?qū)動 Y0、Y1、Y2、T21、T22、T23 從而驅(qū)動相應(yīng)的信號燈循環(huán)點(diǎn)亮。當(dāng)X2為1的時(shí)候，即右轉(zhuǎn)彎閉合，汽車此時(shí)開始右轉(zhuǎn) M2變?yōu)榧せ畈?，從而?qū)動 Y3、Y4、Y5、T21、T22、T23，從而驅(qū)動相應(yīng)的信號燈循環(huán)點(diǎn)亮。當(dāng)X3為1的時(shí)候，即剎車閉合，此時(shí)汽車處于剎車狀態(tài)，M3變?yōu)榧せ畈?，從而?qū)動 Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、T14、T15，從而驅(qū)動相應(yīng)的信號燈閃爍。當(dāng)X4為1的時(shí)候，即汽車正常行駛狀態(tài)閉合，此時(shí)的汽車處于正常行駛狀態(tài)，車燈全滅，所以此時(shí)M4變?yōu)榧せ畈?，?Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5 線路全部斷開，達(dá)到車燈全部熄滅的要求。

2.2 系統(tǒng)程序梯形圖

圖3為系統(tǒng)梯形圖。

圖3 系統(tǒng)程序梯形圖

2.3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

對應(yīng)PLC程序如下:

以上所列指令表中，PLC會以逐句掃描的方式來完成這些指令的使用，從而對汽車尾燈的變化進(jìn)行控制，當(dāng)X0為1時(shí)輔助繼電器M6閉合，從而接通將X0自鎖，汽車處于啟動狀態(tài)，這時(shí)可以對汽車進(jìn)行操作了。

當(dāng)X1為1的時(shí)候M1閉合將X1自鎖，左轉(zhuǎn)向同時(shí)M1常閉觸點(diǎn)斷開，此時(shí)無法進(jìn)行右轉(zhuǎn)向，起到互不干擾和制約的作用。

當(dāng)X3為1時(shí)汽車處于剎車狀態(tài)，此時(shí)M3閉合X3自鎖。當(dāng)X4為1時(shí)汽車處于正常行駛狀態(tài)，M4閉合X4自鎖，但這個(gè)時(shí)候如果某個(gè)轉(zhuǎn)向燈打開或者司機(jī)踩了剎車的話，尾燈就必須按規(guī)律點(diǎn)亮，所以此處加了轉(zhuǎn)向和剎車的輔助繼電器的常閉觸點(diǎn)，當(dāng)汽車處于轉(zhuǎn)向或者剎車的時(shí)候，X4所對應(yīng)的線路斷開，車燈可以亮起。

3 系統(tǒng)仿真

3.1 左轉(zhuǎn)向燈仿真

圖4為左轉(zhuǎn)向第一個(gè)LED燈亮仿真圖，通過定時(shí)器控制轉(zhuǎn)向燈時(shí)間間隔為500 ms。

圖4 左轉(zhuǎn)向Y0燈亮仿真圖

3.2 剎車仿真

圖5為剎車燈在剎車時(shí)全亮仿真，輸入端子不變，定時(shí)500 ms正常行駛時(shí)全滅。

圖5 剎車尾燈全亮仿真圖

4 小結(jié)

本系統(tǒng)完成了硬件整體電路設(shè)計(jì)和對應(yīng)軟件程序梯形圖，程序代碼，最后調(diào)試過程中完成了仿真，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和預(yù)期效果，能夠控制LED在要求方式下進(jìn)行點(diǎn)亮。

［1］謝自美.電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測試［M］.武漢:華中科技大學(xué)出版社，2006:50－72.

［2］邱關(guān)源.電路［M］.第4版.北京:高等教育出版社，2004:58－77.

［3］楊幫文.新型集成器件實(shí)用電路(修訂版)［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2006:46－59.

［4］姚福安.電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐［M］.濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社，2002:8－22.

［5］崔瑋.Protel99SE電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程［M］.北京:海洋出版社，2005:22－38.