PLC控制系統(tǒng)在汽車(chē)電子儀表中的應(yīng)用

李培東

摘要：近些年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展與變化是日新月異的，電子行業(yè)與汽車(chē)行業(yè)的融合更加深入和廣泛。在汽車(chē)設(shè)計(jì)制造與生產(chǎn)中，電子化現(xiàn)象已經(jīng)非常常見(jiàn)。傳統(tǒng)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展與電子技術(shù)的集合與發(fā)展，推動(dòng)了汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，電子工業(yè)的提升在汽車(chē)行業(yè)得到顯現(xiàn)。PLC作為發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)，比較完善的控制系統(tǒng)在汽車(chē)電子儀表中的應(yīng)用值得進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：PLC;汽車(chē)電子儀表;應(yīng)用;實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：U472.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）11-0229-02

1? PLC介紹

PLC是英文ProgrammableLogicController的縮寫(xiě)，其意為可編輯邏輯控制器，其組成主要包括CPU、指令及數(shù)據(jù)內(nèi)存、輸入/輸出接口、電源、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換等等。可編輯邏輯控制在發(fā)展初期只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制，這也是其名稱(chēng)的由來(lái)。經(jīng)過(guò)近些年的發(fā)展和完善，PLC控制器能夠達(dá)到邏輯、時(shí)序、模擬、通信等多種模塊的控制，PLC控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾性，同時(shí)具有穩(wěn)定的控制能力，設(shè)計(jì)、維護(hù)、操作等等都比較靈活方便，在功能上更加豐富，應(yīng)用范圍也更加廣泛。

2? 汽車(chē)電子儀表分類(lèi)及功能

汽車(chē)用電子儀表主要分為模擬指針標(biāo)計(jì)、數(shù)字表計(jì)、綜合信息顯示表計(jì)三類(lèi)。

不同的汽車(chē)電子儀表具備不同的功能屬性，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展是國(guó)家工業(yè)水平、國(guó)家經(jīng)濟(jì)的縮影，汽車(chē)電子儀表是汽車(chē)制造中的重要電氣元器件，對(duì)汽車(chē)的整車(chē)制造有著重要的影響，也影響著駕駛體驗(yàn)、汽車(chē)功能的提升。目前而言汽車(chē)電子儀表主要包括以下幾種，如表1所示。

3? PLC在汽車(chē)電子儀表的實(shí)踐

3.1 汽車(chē)電子儀表的顯示

汽車(chē)儀表顯示的功能和內(nèi)容是多樣化的，包括了汽車(chē)的各種狀態(tài)和信息，呈現(xiàn)給駕駛員以作為其安全駕駛的重要依據(jù)，汽車(chē)電子儀表可以稱(chēng)為人車(chē)交互的重要平臺(tái)。汽車(chē)顯示儀表目前的表計(jì)絕大部分是數(shù)字表，對(duì)于汽車(chē)狀態(tài)的即時(shí)值刷新顯示速度更快。

汽車(chē)電器儀表顯示單元包括固定顯示部分和可選顯示部分。其中固定顯示儀表包括水溫表、油表、轉(zhuǎn)速表和時(shí)速表，為固定顯示模式。可選顯示部分包括車(chē)門(mén)關(guān)閉提示、平均顯示、制動(dòng)顯示、安全帶顯示等等。

目前大部分的汽車(chē)在啟動(dòng)時(shí)都有自診斷功能，各個(gè)電子儀表會(huì)進(jìn)行自檢并顯示檢測(cè)值，可選顯示部分會(huì)再自檢完成后變暗，如自檢出現(xiàn)問(wèn)題或異常，會(huì)進(jìn)行報(bào)警提示。汽車(chē)電子儀表顯示是重要的汽車(chē)狀態(tài)提示。

3.2 汽車(chē)電子儀表的使用

科學(xué)技術(shù)一直在發(fā)展和進(jìn)步，汽車(chē)儀表的更新?lián)Q代和提升周期明顯縮短，引入電子信息技術(shù)與傳統(tǒng)汽車(chē)電子儀表結(jié)合，實(shí)現(xiàn)新型顯示系統(tǒng)，由以往單一的信息顯示，向簡(jiǎn)單的組合信息系統(tǒng)顯示，并最終向綜合性的顯示系統(tǒng)發(fā)展。例如，燃油的計(jì)算，除了剩余油量的顯示，還可以根據(jù)現(xiàn)存油量、平均油耗等信息，進(jìn)行信息的加工計(jì)算和處理，顯示出剩余油量還可以行駛多少公里的信息。信息系統(tǒng)逐步可以進(jìn)行系統(tǒng)性的計(jì)算，為汽車(chē)駕駛提供更加準(zhǔn)確的數(shù)值信息，將更多豐富的功能實(shí)現(xiàn)一體式的完善建設(shè)。

基于PLC控制系統(tǒng)的燃油數(shù)據(jù)中心，通過(guò)對(duì)燃油、車(chē)速、油耗等信息的綜合計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛燃油相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示。以一汽大眾高爾夫汽車(chē)為例，由中控平臺(tái)按下“CAR”健后，進(jìn)入汽車(chē)狀態(tài)界面，點(diǎn)擊屏幕左上角和右上角“>”“<”鍵，可以查看平均油耗、總行駛里程、自啟動(dòng)后行駛里程及時(shí)間、剩余油量可行駛里程等信息。此外通過(guò)右側(cè)遙桿按鍵可以更換電子儀表盤(pán)中的數(shù)值顯示，可選擇實(shí)時(shí)速度、行駛里程、啟動(dòng)后行駛時(shí)間等等，為駕駛員不同需求進(jìn)行參考。

3.3 汽車(chē)電子儀表信息

汽車(chē)電子儀表信息包含豐富的功能，其出發(fā)點(diǎn)都是為了方便駕駛員及乘客使用，例如車(chē)載地圖、維修提示、后視鏡顯示、藍(lán)牙連接、廣播系統(tǒng)、電話(huà)導(dǎo)入等等。汽車(chē)電子儀表信息一般安裝在中控平臺(tái)，控制開(kāi)關(guān)多在顯示設(shè)備附近，現(xiàn)代化車(chē)輛設(shè)計(jì)制造中也有全觸摸屏設(shè)計(jì)以減少按鍵的情況，為駕駛員提供更加便捷的操作，駕駛員根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行信息的獲取和功能的使用。

4? PLC汽車(chē)電子儀表的應(yīng)用特征

目前的大多數(shù)汽車(chē)電子儀表中多為PLC綜合儀表的應(yīng)用，在汽車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)過(guò)程中，汽車(chē)PLC控制系統(tǒng)是針對(duì)汽車(chē)進(jìn)行的控制器電子裝置，具備數(shù)字運(yùn)算操作的功能作用，需要采用專(zhuān)用的模塊以達(dá)到多功能要求。在汽車(chē)行駛過(guò)程中往往會(huì)遭遇惡劣的天氣情況或環(huán)境，例如高溫、嚴(yán)寒、風(fēng)雨、靜電等不同情況的影響，運(yùn)用PLC控制系統(tǒng)還能夠在多樣化環(huán)境下保持穩(wěn)定性，以保證駕駛安全。

4.1 多功能性

汽車(chē)PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，以電子儀表為主要數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)媒介，通過(guò)傳感器和信號(hào)的接收輸入，經(jīng)過(guò)ECU（汽車(chē)電子控制單元）將信息處理后傳遞給執(zhí)行器并進(jìn)行信息的顯示和提示。例如，未系安全帶的情況下，表盤(pán)提示燈會(huì)閃爍，并伴有蜂鳴聲;未關(guān)車(chē)門(mén)的情況下，儀表盤(pán)會(huì)顯示車(chē)門(mén)未關(guān)閉的模擬情況，如仍然開(kāi)動(dòng)車(chē)輛會(huì)伴有警報(bào)聲以作提示;在進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，手動(dòng)打開(kāi)轉(zhuǎn)向燈，此時(shí)儀表盤(pán)會(huì)顯示轉(zhuǎn)向提示燈，在轉(zhuǎn)向完成時(shí)，轉(zhuǎn)向遙桿會(huì)自動(dòng)回彈并取消指示燈提示。此外還有胎壓顯示、保養(yǎng)顯示和其他故障報(bào)警顯示等等。通過(guò)PLC系統(tǒng)控制的汽車(chē)電子儀表，能夠及時(shí)將車(chē)輛狀態(tài)通過(guò)電子儀表盤(pán)進(jìn)行顯示，為駕駛安全提供有效的參考信息。

4.2 高穩(wěn)定性

因?yàn)槠?chē)PLC控制系統(tǒng)是通過(guò)電信號(hào)的傳到實(shí)現(xiàn)控制的銜接、執(zhí)行與現(xiàn)實(shí)，因此汽車(chē)儀表的工作環(huán)境需要適應(yīng)多樣性的天氣情況，并考慮電磁干擾的情況。在汽車(chē)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，以隔離電源方式減少空間電磁干擾，同時(shí)進(jìn)行合理的布線(xiàn)和安裝，采用屏蔽機(jī)理有效阻隔輻射的干擾與傳播，布線(xiàn)時(shí)要考慮使用屏蔽線(xiàn)，盡可能減少靜電干擾、電磁感應(yīng)的影響等等。根據(jù)汽車(chē)使用工況，往往采用定制PLC模式，對(duì)汽車(chē)軟件、硬件情況進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用，保證其在惡劣天氣的正常運(yùn)行，避免電磁干擾，實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性。

5? PIC在汽車(chē)電子儀表的具體應(yīng)用

5.1 汽車(chē)組合儀表測(cè)定平臺(tái)和控制策略

目前，研究人員對(duì)企業(yè)現(xiàn)有汽車(chē)儀表產(chǎn)品生產(chǎn)的各種特點(diǎn)進(jìn)行了研究。在基于PLC開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上研制了汽車(chē)儀表標(biāo)定檢測(cè)平臺(tái)，是通過(guò)研究檢測(cè)平臺(tái)的組成與控制策略來(lái)實(shí)驗(yàn)儀表標(biāo)定檢測(cè)流程，并將其運(yùn)用到汽車(chē)儀表的生產(chǎn)過(guò)程中，利用該標(biāo)定檢測(cè)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)以此來(lái)全面提高我國(guó)汽車(chē)電子涵蓋的范圍?；诖?，為了滿(mǎn)足對(duì)汽車(chē)組合儀表測(cè)定平臺(tái)和控制策略的實(shí)驗(yàn)要求，相關(guān)技術(shù)人員通過(guò)采用標(biāo)定檢測(cè)平臺(tái)A-B公司SLC500系列PLC汽車(chē)數(shù)字組合儀表功能來(lái)具體研究PLC在汽車(chē)電子儀表的具體操作應(yīng)用。在檢測(cè)環(huán)節(jié)，要使用到PLT儀器，這是一種專(zhuān)用的通訊模擬裝置儀表，是為了能合理地控制、監(jiān)測(cè)儀表標(biāo)定檢測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)監(jiān)控以及人機(jī)交合互等具體的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)要通過(guò)校表控制面板控制來(lái)輸入各標(biāo)定數(shù)據(jù)，以此來(lái)控制整個(gè)標(biāo)定的進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控。

5.2 汽車(chē)電子儀表在汽車(chē)試驗(yàn)中的具體情況

以某汽車(chē)企業(yè)生產(chǎn)的某一款汽車(chē)電子數(shù)字組合儀表為例，來(lái)詳細(xì)論述組合電子儀表在汽車(chē)試驗(yàn)中的具體情景。首先要打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，由主控程序?qū)LC發(fā)送初始化信息，即把PLC數(shù)據(jù)中預(yù)先定義的二級(jí)信息CLASSII（通訊指令）發(fā)送至PLT中，其完成初始化后，操作員可通過(guò)Panelview600出現(xiàn)相應(yīng)提示畫(huà)面選擇不同的檢測(cè)程序進(jìn)行檢測(cè)。之后在選擇完汽車(chē)組合儀表零件號(hào)后，主程序開(kāi)始進(jìn)入了檢測(cè)部分。再要對(duì)組合儀表中里程表（SPEEDO）采取3點(diǎn)標(biāo)定方法進(jìn)行標(biāo)定，將通訊指令發(fā)至儀表。然后在完成指針的標(biāo)定后，PLC控制檢測(cè)夾具氣缸輸出，使檢測(cè)儀表移至操作員位置以便于人工檢查各信號(hào)指示燈，進(jìn)入復(fù)檢階段。最后在上述標(biāo)定完成后，PLC自動(dòng)會(huì)把剛標(biāo)定完的數(shù)據(jù)依次寫(xiě)入儀表的EEPROM，寫(xiě)入后PLC還要對(duì)其進(jìn)行讀取標(biāo)定，確保與寫(xiě)入的數(shù)據(jù)一致。

6? 汽車(chē)PLC技術(shù)在儀表中的未來(lái)應(yīng)用趨勢(shì)

目前而言，汽車(chē)電子PLC技術(shù)的應(yīng)用是較為廣泛的，隨著信息技術(shù)、智能化技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)電子儀表也在不斷向微型化、智能化、多功能方面優(yōu)化。技術(shù)的提升，使得傳感器種類(lèi)、性能情況、功能要求等等都在提升，這種情況下汽車(chē)PLC控制系統(tǒng)中對(duì)于信息存儲(chǔ)與處理也提出了新的要求。汽車(chē)系統(tǒng)中所包含的信息是多種多樣的，微處理器工作量也在不斷增加，這也要求汽車(chē)處理器能夠具備更加強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力、運(yùn)算速度和處理能力以及穩(wěn)定性要求。在之后的汽車(chē)制造過(guò)程中，需要對(duì)汽車(chē)數(shù)據(jù)信息的運(yùn)用提高重視，將數(shù)據(jù)信息的傳輸、信息轉(zhuǎn)換、功能體現(xiàn)等等反映到儀表顯示中，在硬件方面也需要提升顯示的舒適性和方便性。其次在安全性、布線(xiàn)安裝方面也需要進(jìn)行更加細(xì)致的研究，以達(dá)到逐步完善優(yōu)化的效果。汽車(chē)PLC控制系統(tǒng)的完善和提升是勢(shì)在必行的，在與汽車(chē)儀表相結(jié)合的過(guò)程中，還需要不斷創(chuàng)新，引入新技術(shù)，從軟件、硬件兩個(gè)方面雙管齊下，以期實(shí)現(xiàn)更好的功能和效果。

7? 結(jié)語(yǔ)

汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展在一定程度上是借助PLC電子儀表技術(shù)的發(fā)展逐漸實(shí)現(xiàn)的。雖然我國(guó)的現(xiàn)代汽車(chē)行業(yè)整體表現(xiàn)良好，但是實(shí)際上我國(guó)的汽車(chē)PLC電子儀表技術(shù)比起外國(guó)發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的一段距離。也說(shuō)明我國(guó)汽車(chē)行業(yè)在未來(lái)發(fā)展還有很大的進(jìn)步空間。汽車(chē)PLC電子儀表技術(shù)已經(jīng)是汽車(chē)行業(yè)中一個(gè)十分關(guān)鍵的技術(shù)，雖然我國(guó)在這個(gè)方面也有研究，但是一直受到外國(guó)的打壓和沖擊，因此我國(guó)想要在這個(gè)方面有自己的技術(shù)還需要進(jìn)行更加深入的研究與探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙玉田.汽車(chē)電子儀表技術(shù)及其在儀表中的運(yùn)用分析[J].電子測(cè)試，2013，11（09）：102-103.

[2]盧嘉偉.淺談汽車(chē)PLC電子儀表技術(shù)在儀表中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2015，51（25）：101.

[3]張秀紅，彭文廣.電子自動(dòng)化控制系統(tǒng)的歷程與展望[J]. 黑龍江科技信息，2010（13）：7.