試論可編程控制器及通信技術在特種車輛上的應用

詹立勤

摘 要：在現代化建設的過程中，特種車輛的數量越來越多，應用也更加廣泛。如何利用先進的科學技術，對特種車輛的性能進行不斷優化，成了當前特種車輛制造中的關鍵問題。在特種車輛的設計與制造當中，以可編程控制器為基礎，采用先進的通信技術，成了提升特種車輛性能的重要途徑。可編程控制器及通信技術的應用，能夠促進無線遙控控制系統的構建，對于特種車輛的狀況進行實時控制，增強了特種車輛的實用性。文章將通過構建可編程控制器及通信技術在特種車輛上的應用方案，探索軟件部分設計優化的措施。

關鍵詞：可編程控制器；通信技術；特種車輛；應用

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）36-0170-02

Abstract： In the process of modernization， the number of special vehicles is more and more， and the application is more and more extensive. How to use advanced science and technology to continuously optimize the performance of special vehicles has become a key issue in the current special vehicle manufacturing. In the design and manufacture of special vehicles， it is an important way to improve the performance of special vehicles based on programmable controller and advanced communication technology. The application of PLC and communication technology can promote the construction of wireless remote control system， control the status of special vehicles in real time， and enhance the practicability of special vehicles. In this paper， through the construction of programmable controller and communication technology in the application of special vehicles， the software part of the design optimization measures will be explored.

Keywords： programmable controller； communication technology； special vehicle； application

可編程控制器包含了自動控制技術、微電子技術、網絡通信技術和計算機技術等，在當前工業生產中發揮著極其重要的作用，促進了我國現代化建設的進程。隨著通信技術的不斷發展，可編程控制器與之進行有效結合，形成了性能更加優越的可編程控制器及通信技術系統，被廣泛應用于現階段的工業化生產當中，提升了生產效率的同時，能夠減少人力、物力和財力的投入。在當前社會的發展過程中，特種車輛的應用能夠保障社會生產生活的正常運轉，將可編程控制器及通信技術應用于特種車輛的設計當中，是當前特種車輛制造行業發展的重要方向。靈活性強、抗干擾能力突出、實時監控等，是可編程控制器的主要特點，對于特種車輛無線遙控控制系統的設計，是提升特種車輛可控性的關鍵所在。

1 應用可編程控制器及通信技術的特種車輛設計方案

1.1 系統結構分析

2臺無線數控電臺、2臺可編程控制器、1臺PC機和1臺可編程終端，是特種車輛無線遙控控制系統的主要組成部分?？刂葡到y的結構主要分為9個部分，包括了拖車CCD圖像處理系統、遙控方艙可編程控制器、打印機、遙控方艙無線數傳電臺、系統管理PC機、車輛無線數傳電臺、時統輸入設備GPS/B碼時統、車輛可編程控制器和可編程終端[1]。

1.2 工作原理分析

串行通信的方式應用于2臺全雙工無線數傳電臺和2臺可編程控制器之間，能夠保障車輛遠端無線遙控的控制由遙控方艙實現。遙控方艙可編程控制器，是遙控方艙控制部分的核心部件，對于可編程終端、GPS/B碼時統時標和人工操作控制指令的采集，能夠以串行通信的方式實現。車輛可編程控制器接收相關信息的過程中，也是依靠無線數傳電臺的串行通信實現的。無線數傳電臺對于信息的接收，能夠通過串行通信的方式實現，并在可編程終端以串行通信的方式完成車輛狀態信息的顯示，之后串行通信與PC機完成數據交換。遙控方艙的PC機能夠與遙控方艙可編程控制器進行數據交換，同時能夠顯示曲線和輸出打印。

車輛可編程控制器是車輛控制部分的關鍵，車輛傳感器狀態參數的獲取，可以通過執行無線數傳電臺用串行通信接收的操控指令完成，能夠有效控制特種車輛。串行通信還應用于CCD圖像處理系統的數據交換過程中。遙控方艙可編程控制器對于CCD圖像系統提供的數據和車輛狀態信息的獲取，能夠通過無線數傳電臺實現。

1.3 遙控方艙控制部分的設計思路

微機管理部分、無線通信部分、配電部分、空調裝置、控制部分、艙內照明、操縱部分和GPS/B碼時統時標等，是遙控方艙控制系統的重要組成部分。其系統內部結構還包括電源模塊、CPU底板、CPU模塊、繼電器輸入模塊、CPU模塊通信板、繼電器輸出模塊、RS-232C通信模塊等。

遙控方艙控制部分的設計，能夠實現無線數傳電臺將發動機的啟動、停止、位移、車速等信息，發送至車輛可編程控制器；還能夠對缸蓋溫度信息、氣壓信息、發動機機油溫度信息、機油壓力信息、車速給定信號和車輛安全檢測等信息的獲取，并能夠對停車和報警進行有效控制；CCD圖像系統接收GPS/B碼時統時，是以整秒間隔的方式完成的；可編程終端工作狀態和操作方式選擇的實現，能夠由觸摸屏完成；還能夠控制車輛和拖車運動的開始與停止；參數的設定也能夠得到有效控制；車輛和拖車運動過程的剎車制動、發動機系統的啟動、熄火、車輛和拖車運動的位移與速度顯示、車輛和拖車運動的狀態和故障顯示等等，也能夠通過人-機界面的設置實現。

1.4 車輛控制部分的設計思路

無線通信部分、配電部分、控制部分、操縱部分和附設部分，是車輛控制部分的主要構成。其內部結構還包括了電源模塊、CPU底板、CPU模塊、繼電器輸入模塊、CPU模塊通信板、繼電器輸出模塊、高速計數模塊和A/D，D/A模塊等。

通過車輛控制部分的設計，能夠實現無線數傳電臺采集遙控方艙可編程控制器信息，對于發動機的啟動、停止和車輛運行實現有效控制；還能夠實現人工駕駛與遙控駕駛中，采集相應的發動機反饋信號、車速給定信號與車速反饋信號，實現PID控制運算，控制氣動比例閥和液壓比例閥；還能夠實時采集發動機機油壓力、溫度、缸蓋氣壓、缸蓋溫度、安全檢測位置信號等；CCD圖像系統的數據交換也能夠由于車輛控制部分的設計而實現，CCD圖像系統接收GPS/B的碼時統的過程中實現整秒間隔傳輸；操作輔助液壓系統能夠在剎車和不剎車的狀況下完成，同步剎車能夠在車輛和拖車制動狀態中實現[2]。

2 應用可編程控制器及通信技術的特種車輛軟件設計

2.1 軟件總體設計思路

可編程終端用軟件、可編程控制器用軟件及協議宏軟件，是軟件設計的主要內容?？刂葡到y中最關鍵的是可編程控制器用軟件，能夠對控制系統中的操作指令數據和檢測數據進行接收，實現工作流程和狀態的分析以及狀態顯示指令、流程控制指令的輸出。在人-機界面中最主要的是可編程終端用軟件，顯示系統狀態、完成操作輸入，數據交換也能在可編程終端用軟件與可編程控制器用軟件間得以實現[3]。

2.2 可編程控制器應用軟件

特種車輛控制系統中的可編程控制器應用軟件的開發，在CX-Programmer平臺完成，在Windows系統中，可編程控制器應用軟件的運行狀況良好，實時監控和顯示功能得到有效發揮，保障在維護和調試遙控控制系統時更加便捷。模塊化設計理念應用于可編程控制器應用軟件設計當中，有效控制特種車輛準備狀態下的信息，車輛運行設備的信息交換也得以實現。與遠程控制終端的數據交換也能夠得以實現，分析控制系統操作指令，模擬控制特種車輛的運行狀態和速度。相對獨立的模塊功能，能夠便于模塊的升級，在故障查找的過程中也更加高效，實現程序可讀性的提升。可編程控制器應用軟件的設計，能夠有效提升特種車輛的運行可靠性[4]。

2.3 協議宏用軟件

裝有RS-422/485和RS-232C口的通用設備，與可編程控制器的數據交換，能夠通過通信協議宏功能實現，通信設備的通信協議用戶化，能夠通過應用通信協議宏的支持軟件實現，用戶能夠對通信協議宏的通信指令進行有效設定。對于發送或者接收數據的格式，通過CX-Protocol軟件的應用實現獨立定義，實現通信協議序列的創建，在對外圍設備發送或者接收數據的過程中，依靠RS-422/485和RS-232C方式得以實現。梯形圖程序的編寫能夠實現與外圍設備的數據交換，鏈接通道、響應應答方式和監視時間也能夠實現有效定義。

2.4 可編程終端用軟件

NTST是可編程終端用軟件的專用開發平臺，模塊服務功能和編輯功能較為完善，有利于程序開發和系統的維護。畫面元素的制作能夠更加便捷，庫元素的剪切和復制也能夠通過打開兩個支持軟件實現[5]。此外，還能夠支持中文輸入和顯示，提升了可編程終端通信的可靠性。操縱桿遙控駕駛人-機界面、機車運行監視人-機界面、程序遙控駕駛人-機界面和遙控方式選擇人-機界面，是此應用軟件的人機界面主要形式，能夠實現顯示特種車輛的運行狀態，實現特種車輛的有效控制。

3 結束語

在特種車輛中應用可編程控制器及通信技術，能夠實現無線遙控控制系統的構建，這是提升特種車輛性能的關鍵技術，不斷完善特種車輛的可控性，加強在社會生產中的有效應用。特種車輛運行狀態的檢測、遠距離的無線操控、故障顯示和報警、安全狀態的監控等，都能夠通過無線遙控控制系統來實現。此外，無線遙控控制系統具有擴展性強的特點，在特種車輛的設計改進中更加便捷，有助于實現特種車輛性能的有效提升。特種車輛設計人員應該加強可編程控制器及通信技術的研發，推動特種車輛設計科學性與合理性的提升。

參考文獻：

[1]趙宇.特種車輛方艙結構設計和優化[J].中國新技術新產品，2018（08）：15-16.

[2]黨志宇.可編程控制器及通信技術在特種車輛上的應用[J].經貿實踐，2016（24）：274.

[3]吳學峰.可編程控制器在特種車輛上的應用[J].機電信息，2012（30）：56-57.

[4]劉琮敏，李濤，鄭海鵬，等.可編程控制器及通信技術在特種車輛上的應用[J].火炮發射與控制學報，2008（03）：37-40+44.

[5]吳長風.某特種車輛方艙結構有限元分析及優化[D].南京理工大學，2007.