基于PLC的汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)與仿真

黃紅霞，姜毓航

(1湖北理工學(xué)院 電氣與電子信息工程學(xué)院,湖北 黃石 435003；2華能德州發(fā)電廠,山東 德州253000)

基于PLC的汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)與仿真

黃紅霞1，姜毓航2

(1湖北理工學(xué)院 電氣與電子信息工程學(xué)院,湖北 黃石 435003；2華能德州發(fā)電廠,山東 德州253000)

針對(duì)汽車尾燈的精確控制問(wèn)題，提出了一種基于PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，介紹了系統(tǒng)的組成及硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)在PLC內(nèi)部輔助繼電器和定時(shí)器的控制下實(shí)現(xiàn)汽車左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車時(shí)尾燈的閃爍和點(diǎn)亮。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試，并采用GX Simulator仿真軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，提高了汽車運(yùn)行的安全性。

汽車尾燈；PLC；仿真

當(dāng)今社會(huì)，汽車已經(jīng)是人們生活中不可缺少的一部分，但交通事故也伴隨著日益增加的汽車數(shù)量逐年上升。汽車尾燈控制對(duì)于保障駕駛安全，預(yù)防和減少交通事故，具有至關(guān)重要的作用。汽車尾燈可以提醒后面的車輛注意前方車輛的動(dòng)向，可以讓后方司機(jī)隨著汽車尾燈的變化做出調(diào)整，避免交通事故。所以汽車尾燈的控制問(wèn)題受到了人們極大的關(guān)注，汽車尾燈的控制系統(tǒng)也在日益完善。汽車尾燈控制系統(tǒng)不光要能準(zhǔn)確表達(dá)汽車的行駛意圖，還要能快速處理司機(jī)發(fā)出的信號(hào)。

1 系統(tǒng)整體方案

汽車尾燈控制系統(tǒng)要能控制汽車正常行駛、剎車、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)這4種情況下尾燈的變化。用4個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)模擬這4種情況，用6個(gè)LED發(fā)光二極管來(lái)模擬顯示左、右轉(zhuǎn)向燈閃爍情況，并利用PLC內(nèi)部輔助繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的通、斷控制，用定時(shí)器控制LED發(fā)光二極管閃爍和循環(huán)點(diǎn)亮[1]。

因PLC具有功能完善、擴(kuò)展方便、實(shí)用性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、對(duì)應(yīng)用環(huán)境要求低等特點(diǎn)，因此系統(tǒng)采用PLC控制方案。系統(tǒng)整體功能如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體功能圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主控制電路如圖2所示,其共有5個(gè)開(kāi)關(guān)。S0為總開(kāi)關(guān)，控制汽車啟動(dòng)，即線路總控開(kāi)關(guān)；S1為汽車左轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)；S2為汽車右轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)；S3為汽車剎車開(kāi)關(guān)；S4為汽車正常行駛開(kāi)關(guān)。L0～L5這6個(gè)發(fā)光二極管分別表示汽車的6個(gè)尾燈,其中L0～L2表示左轉(zhuǎn)尾燈，L3～L5表示右轉(zhuǎn)尾燈，分別由Y0～Y5來(lái)驅(qū)動(dòng)。R0～R5為發(fā)光二極管的限流電阻,保護(hù)發(fā)光二極管[2]，X0～X4分別為開(kāi)關(guān)的接口，采集開(kāi)關(guān)的信號(hào)。

5個(gè)開(kāi)關(guān)分別接在PLC的輸入端子X(jué)0～X4上，通過(guò)PLC內(nèi)部定時(shí)器和輔助繼電器，對(duì)輸出端子進(jìn)行控制，從而驅(qū)動(dòng)LED按程序要求亮起。

圖2 系統(tǒng)主控制電路

3 系統(tǒng)調(diào)試

完成系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試。以下說(shuō)明中,X代表輸入端子，M代表輔助繼電器，T代表定時(shí)器，Y代表輸出端子。

3.1左轉(zhuǎn)向燈調(diào)試

左轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)S1由圖2中PLC的輸入端子X(jué)1接入，當(dāng)按下開(kāi)關(guān)S1后，Y0驅(qū)動(dòng)L0亮起，在500 ms以后左側(cè)尾燈依次循環(huán)點(diǎn)亮[3]。右轉(zhuǎn)向尾燈原理和左轉(zhuǎn)向類同。

3.1.1左轉(zhuǎn)向點(diǎn)亮L0

左轉(zhuǎn)向點(diǎn)亮L0的調(diào)試圖如圖3所示。在第26步的位置，通過(guò)輔助繼電器和定時(shí)器，使L0亮起[4]，在41和56步處，由于計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)沒(méi)有結(jié)束，L1、L2還沒(méi)有被點(diǎn)亮。

圖3 左轉(zhuǎn)向點(diǎn)亮L0的調(diào)試圖

3.1.2左轉(zhuǎn)向點(diǎn)亮L1

左轉(zhuǎn)向點(diǎn)亮L1的調(diào)試圖如圖4所示，第26步中L0滅，定時(shí)器啟動(dòng)，第41步中L1亮起。

圖4 左轉(zhuǎn)向點(diǎn)亮L1的調(diào)試圖

3.1.3左轉(zhuǎn)向L2點(diǎn)亮

左轉(zhuǎn)向點(diǎn)亮L2的調(diào)試圖如圖5所示，定時(shí)器啟動(dòng)，第56步中L2亮起，在第41步中常閉觸頭斷開(kāi)[5]，L1滅。

圖5 左轉(zhuǎn)向點(diǎn)亮L2的調(diào)試圖

3.1.4左轉(zhuǎn)向定時(shí)器復(fù)位

左轉(zhuǎn)向定時(shí)器復(fù)位的調(diào)試圖如圖6所示，定時(shí)器啟動(dòng)，將第26步中的常閉觸頭斷開(kāi)，各計(jì)時(shí)器相繼復(fù)位，然后循環(huán)點(diǎn)亮L0～L2。

圖6 左轉(zhuǎn)向定時(shí)器復(fù)位的調(diào)試圖

同左轉(zhuǎn)向原理，可實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)向時(shí)尾燈控制，此時(shí)循環(huán)點(diǎn)亮L3～L5。

3.2剎車車燈調(diào)試

剎車開(kāi)關(guān)S3由圖2中PLC的輸入端子X(jué)3接入，當(dāng)按下S3，L0～L5全亮，在500 ms定時(shí)以后L0～L5全滅。在500 ms后輔助繼電器復(fù)位，L0～L5再次全亮，這樣就滿足了汽車剎車時(shí)車燈閃爍的要求[6]。

3.2.1剎車車燈全亮

剎車車燈全亮的調(diào)試圖如圖7所示，X3閉合，模擬汽車剎車時(shí)的尾燈情況，在第71步中輔助繼電器閉合，L0～L5亮起，定時(shí)器啟動(dòng)。

圖7 剎車車燈全亮的調(diào)試圖

3.2.2剎車車燈全滅

剎車車燈全滅的調(diào)試圖如圖8所示，經(jīng)過(guò)500 ms以后，L0～L5全滅。

圖8 剎車車燈全滅的調(diào)試圖

3.2.3剎車定時(shí)器復(fù)位

剎車定時(shí)器復(fù)位調(diào)試圖如圖9所示，經(jīng)過(guò)500 ms以后，輔助繼電器閉合，驅(qū)動(dòng)L0～L5全亮。

圖9 剎車定時(shí)器復(fù)位的調(diào)試圖

4 系統(tǒng)仿真

完成系統(tǒng)功能調(diào)試后，采用仿真軟件GX Simulator進(jìn)行仿真。

4.1左轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真結(jié)果

左轉(zhuǎn)向L0亮仿真圖如圖10所示。圖10中X0、X1端子置1，所以汽車處于左轉(zhuǎn)向，這時(shí)M6為總線路的輔助繼電器，M1為左轉(zhuǎn)向輔助繼電器，計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，Y0驅(qū)動(dòng)第1個(gè)左轉(zhuǎn)向LED燈亮起[7]。

圖10 左轉(zhuǎn)向L0亮仿真圖

輸入端子不變，計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，輔助繼電器斷開(kāi)，使Y1、Y2端子分別驅(qū)動(dòng)第2個(gè)、第3個(gè)燈左轉(zhuǎn)向LED亮起。

4.2剎車系統(tǒng)仿真結(jié)果

剎車尾燈全亮仿真圖如圖11所示。圖11中X0、X3端子置1，剎車輔助繼電器M3閉合，控制Y0～Y5輸出端子驅(qū)動(dòng)LED燈全亮[8]。

圖11 剎車尾燈全亮仿真圖

輸入端子不變，定時(shí)器啟動(dòng)，Y0～Y5輸出端子沒(méi)有輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)剎車后尾燈全滅。

5 小結(jié)

實(shí)時(shí)、精確的汽車尾燈指示，能夠減少或避免交通事故的發(fā)生，提高汽車運(yùn)行安全性。本文將PLC引入到汽車尾燈控制系統(tǒng)中，以LED燈模擬汽車左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車時(shí)尾燈的點(diǎn)亮和閃爍，在PLC內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器的控制下，實(shí)時(shí)、精確地給出交通信號(hào)，提高了交通安全性。

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(責(zé)任編輯吳鴻霞)

DesignandSimulationofControlCircuitofCarTaillightBasedonPLC

HuangHongxia1，JiangYuhang2

(1School of Electrical and Electronic Information Engineering,Hubei Polytechnic University，Huangshi Hubei 435003；2Huaneng Dezhou Power Plant,Dezhou Shandong 253000)

Aiming at the problems of the precise control of car taillight, this paper proposed a control design based on PLC. The organization and hardware of the system were introduced. The system achieved the car taillight's flicker and lighting when turning left and right, parking and braking as the result of the effects of internal auxiliary relay and timer. The system was adjusted and simulated with the GX Simulator. The simulation results validated the accuracy of the design of the system and improved the traffic safety.

car taillight；PLC；simulation

2013-10-23

湖北省教育廳科研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)B2013059)。

黃紅霞(1979— )，女，講師，碩士。

10.3969/j.issn.2095-4565.2014.01.002

TP273

A

2095-4565(2014)01-0005-04