汽車ABS防抱死模擬試驗(yàn)系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)

郅云杰

摘 要：ABS防抱死系統(tǒng)是一種汽車裝配的電控系統(tǒng)，就是在汽車突發(fā)情況時(shí)急剎車時(shí)，非常容易發(fā)生滑移與側(cè)滑，針對(duì)這一情況專門(mén)設(shè)計(jì)研究了ABS防滑制動(dòng)裝置。ABS系統(tǒng)大大提高了汽車的安全性，而且我們通過(guò)與PLC、組態(tài)軟件的結(jié)合，對(duì)ABS系統(tǒng)進(jìn)行工作過(guò)程控制與運(yùn)行控制。

關(guān)鍵詞：ABS防抱死系統(tǒng);PLC;組態(tài)軟件

1 ABS原理

1.1 ABS防抱死系統(tǒng)的組成

ABS系統(tǒng)主要有車輪速度傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置、ABS電控單元組成，如圖1所示。

1.2 ABS系統(tǒng)的工作原理

ABS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理就是利用輪速傳感器，利用電磁感應(yīng)原理測(cè)量輪速，并且將輪速轉(zhuǎn)換成ABS控制器可接收的脈沖信號(hào)。

附著力與車輪與路面垂直方向的壓力的比值叫做附著系數(shù)，附著系數(shù)越大，車輪所獲得的附著力越大，越不易發(fā)生車輪抱死的現(xiàn)象。附著系數(shù)分為縱向和側(cè)向附著系數(shù)，縱向附著系數(shù)是垂直載荷與路面附著力的比，最大值叫做峰值附著系數(shù);側(cè)向附著系數(shù)是輪胎所受側(cè)向力與輪胎的垂直載荷的比值。滑移率是指車輪的實(shí)際速度與周向速度的差值與實(shí)際速度的比。在車輛制動(dòng)時(shí)，受到制動(dòng)器中制動(dòng)力矩的變化，滑移率也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，滑移率不斷增大，縱向附著系數(shù)先增大再減小，側(cè)向附著系數(shù)呈一直減小。

2 PLC組態(tài)軟件與PLC

2.1 PLC的工作原理

PLC的工作方式是反復(fù)循環(huán)掃描，每次都需要進(jìn)行一下幾個(gè)步驟作為以此掃描程序，PLC結(jié)構(gòu)如圖2。

2.2 MCGS組態(tài)軟件的功能特性

MCGS系統(tǒng)分為組態(tài)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境，組態(tài)環(huán)境就是一套完整的軟件工具，用戶在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行組態(tài)配置設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng);運(yùn)行環(huán)境是獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，但是需要與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行結(jié)合后才能構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)。MCGS組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)如下：

a、操作簡(jiǎn)單，容易理解和使用。

b、能夠提供大量的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)和組態(tài)結(jié)構(gòu)，便于方案設(shè)計(jì)。

c、可以并行處理并且實(shí)時(shí)處理。

d、建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，便與分步，保證系統(tǒng)安全可靠。在組態(tài)軟件的組成中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的核心。

e、以窗口為單位面向用戶，增加了可視性與可操作性。

f、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用數(shù)據(jù)庫(kù)的形式統(tǒng)一管理，增加了可靠性與運(yùn)行效率。

g、有“組態(tài)動(dòng)畫(huà)”功能，能構(gòu)造出復(fù)雜的動(dòng)畫(huà)用來(lái)模擬工程中對(duì)象的功能和動(dòng)作。

h、具有設(shè)備工具箱，根據(jù)所連接的設(shè)備類型，選擇合適的設(shè)備構(gòu)件進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)設(shè)計(jì)來(lái)與外部設(shè)備建立連接。

3 ABS模擬試驗(yàn)

3.1 防抱死模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本實(shí)驗(yàn)采用PLC模擬ABS控制器，旋轉(zhuǎn)編碼器為車輪速度傳感器，三相異步電機(jī)作為車輪，變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電機(jī)，結(jié)構(gòu)圖如下：

3.2 防抱死系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)

本文PLC的設(shè)計(jì)是根據(jù)側(cè)滑率的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，我們需要通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)的功能有以下幾點(diǎn)：

a、調(diào)節(jié)車輛的加速與減速過(guò)程;

b、ABS控制器程序編寫(xiě)，當(dāng)電壓的信號(hào)值突然增大時(shí)，剎車信號(hào)由A/D模塊傳給PLC，啟動(dòng)ABS程序。

c、記錄下給定時(shí)間里前一秒車速與后一秒輪速，作差值，如果突然增大并超過(guò)設(shè)定值，啟動(dòng)ABS程序。

4 結(jié)論

本文研究了基于PLC組態(tài)軟件的汽車防抱死系統(tǒng)并設(shè)計(jì)了模擬實(shí)驗(yàn)，以及車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡并通過(guò)仿真系統(tǒng)模擬車輛的制動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣順文，唐炎.ABS智能控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009.