PLC控制系統在汽車電子儀表中的應用

李培東

摘要：近些年來，汽車行業的發展與變化是日新月異的，電子行業與汽車行業的融合更加深入和廣泛。在汽車設計制造與生產中，電子化現象已經非常常見。傳統汽車技術發展與電子技術的集合與發展，推動了汽車行業的發展，電子工業的提升在汽車行業得到顯現。PLC作為發展時間長，比較完善的控制系統在汽車電子儀表中的應用值得進行研究。

關鍵詞：PLC;汽車電子儀表;應用;實踐

中圖分類號：U472.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0229-02

1? PLC介紹

PLC是英文ProgrammableLogicController的縮寫，其意為可編輯邏輯控制器，其組成主要包括CPU、指令及數據內存、輸入/輸出接口、電源、數字模擬轉換等等?？删庉嬤壿嬁刂圃诎l展初期只能進行簡單的邏輯控制，這也是其名稱的由來。經過近些年的發展和完善，PLC控制器能夠達到邏輯、時序、模擬、通信等多種模塊的控制，PLC控制系統具有較強的抗干擾性，同時具有穩定的控制能力，設計、維護、操作等等都比較靈活方便，在功能上更加豐富，應用范圍也更加廣泛。

2? 汽車電子儀表分類及功能

汽車用電子儀表主要分為模擬指針標計、數字表計、綜合信息顯示表計三類。

不同的汽車電子儀表具備不同的功能屬性，汽車工業的發展是國家工業水平、國家經濟的縮影，汽車電子儀表是汽車制造中的重要電氣元器件，對汽車的整車制造有著重要的影響，也影響著駕駛體驗、汽車功能的提升。目前而言汽車電子儀表主要包括以下幾種，如表1所示。

3? PLC在汽車電子儀表的實踐

3.1 汽車電子儀表的顯示

汽車儀表顯示的功能和內容是多樣化的，包括了汽車的各種狀態和信息，呈現給駕駛員以作為其安全駕駛的重要依據，汽車電子儀表可以稱為人車交互的重要平臺。汽車顯示儀表目前的表計絕大部分是數字表，對于汽車狀態的即時值刷新顯示速度更快。

汽車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、轉速表和時速表，為固定顯示模式?？蛇x顯示部分包括車門關閉提示、平均顯示、制動顯示、安全帶顯示等等。

目前大部分的汽車在啟動時都有自診斷功能，各個電子儀表會進行自檢并顯示檢測值，可選顯示部分會再自檢完成后變暗，如自檢出現問題或異常，會進行報警提示。汽車電子儀表顯示是重要的汽車狀態提示。

3.2 汽車電子儀表的使用

科學技術一直在發展和進步，汽車儀表的更新換代和提升周期明顯縮短，引入電子信息技術與傳統汽車電子儀表結合，實現新型顯示系統，由以往單一的信息顯示，向簡單的組合信息系統顯示，并最終向綜合性的顯示系統發展。例如，燃油的計算，除了剩余油量的顯示，還可以根據現存油量、平均油耗等信息，進行信息的加工計算和處理，顯示出剩余油量還可以行駛多少公里的信息。信息系統逐步可以進行系統性的計算，為汽車駕駛提供更加準確的數值信息，將更多豐富的功能實現一體式的完善建設。

基于PLC控制系統的燃油數據中心，通過對燃油、車速、油耗等信息的綜合計算，實現對車輛燃油相關數據的顯示。以一汽大眾高爾夫汽車為例，由中控平臺按下“CAR”健后，進入汽車狀態界面，點擊屏幕左上角和右上角“>”“<”鍵，可以查看平均油耗、總行駛里程、自啟動后行駛里程及時間、剩余油量可行駛里程等信息。此外通過右側遙桿按鍵可以更換電子儀表盤中的數值顯示，可選擇實時速度、行駛里程、啟動后行駛時間等等，為駕駛員不同需求進行參考。

3.3 汽車電子儀表信息

汽車電子儀表信息包含豐富的功能，其出發點都是為了方便駕駛員及乘客使用，例如車載地圖、維修提示、后視鏡顯示、藍牙連接、廣播系統、電話導入等等。汽車電子儀表信息一般安裝在中控平臺，控制開關多在顯示設備附近，現代化車輛設計制造中也有全觸摸屏設計以減少按鍵的情況，為駕駛員提供更加便捷的操作，駕駛員根據實際需求進行信息的獲取和功能的使用。

4? PLC汽車電子儀表的應用特征

目前的大多數汽車電子儀表中多為PLC綜合儀表的應用，在汽車應用設計過程中，汽車PLC控制系統是針對汽車進行的控制器電子裝置，具備數字運算操作的功能作用，需要采用專用的模塊以達到多功能要求。在汽車行駛過程中往往會遭遇惡劣的天氣情況或環境，例如高溫、嚴寒、風雨、靜電等不同情況的影響，運用PLC控制系統還能夠在多樣化環境下保持穩定性，以保證駕駛安全。

4.1 多功能性

汽車PLC控制系統的應用，以電子儀表為主要數據信息呈現媒介，通過傳感器和信號的接收輸入，經過ECU（汽車電子控制單元）將信息處理后傳遞給執行器并進行信息的顯示和提示。例如，未系安全帶的情況下，表盤提示燈會閃爍，并伴有蜂鳴聲;未關車門的情況下，儀表盤會顯示車門未關閉的模擬情況，如仍然開動車輛會伴有警報聲以作提示;在進行轉向時，手動打開轉向燈，此時儀表盤會顯示轉向提示燈，在轉向完成時，轉向遙桿會自動回彈并取消指示燈提示。此外還有胎壓顯示、保養顯示和其他故障報警顯示等等。通過PLC系統控制的汽車電子儀表，能夠及時將車輛狀態通過電子儀表盤進行顯示，為駕駛安全提供有效的參考信息。

4.2 高穩定性

因為汽車PLC控制系統是通過電信號的傳到實現控制的銜接、執行與現實，因此汽車儀表的工作環境需要適應多樣性的天氣情況，并考慮電磁干擾的情況。在汽車PLC控制系統設計過程中，以隔離電源方式減少空間電磁干擾，同時進行合理的布線和安裝，采用屏蔽機理有效阻隔輻射的干擾與傳播，布線時要考慮使用屏蔽線，盡可能減少靜電干擾、電磁感應的影響等等。根據汽車使用工況，往往采用定制PLC模式，對汽車軟件、硬件情況進行綜合設計應用，保證其在惡劣天氣的正常運行，避免電磁干擾，實現高穩定性。

5? PIC在汽車電子儀表的具體應用

5.1 汽車組合儀表測定平臺和控制策略

目前，研究人員對企業現有汽車儀表產品生產的各種特點進行了研究。在基于PLC開發的基礎上研制了汽車儀表標定檢測平臺，是通過研究檢測平臺的組成與控制策略來實驗儀表標定檢測流程，并將其運用到汽車儀表的生產過程中，利用該標定檢測平臺實現以此來全面提高我國汽車電子涵蓋的范圍?；诖?，為了滿足對汽車組合儀表測定平臺和控制策略的實驗要求，相關技術人員通過采用標定檢測平臺A-B公司SLC500系列PLC汽車數字組合儀表功能來具體研究PLC在汽車電子儀表的具體操作應用。在檢測環節，要使用到PLT儀器，這是一種專用的通訊模擬裝置儀表，是為了能合理地控制、監測儀表標定檢測過程中的數據采集環節、數據監控以及人機交合互等具體的實驗環節。在數據采集環節要通過校表控制面板控制來輸入各標定數據，以此來控制整個標定的進度，實現數據的監控。

5.2 汽車電子儀表在汽車試驗中的具體情況

以某汽車企業生產的某一款汽車電子數字組合儀表為例，來詳細論述組合電子儀表在汽車試驗中的具體情景。首先要打開電源開關，由主控程序對PLC發送初始化信息，即把PLC數據中預先定義的二級信息CLASSII（通訊指令）發送至PLT中，其完成初始化后，操作員可通過Panelview600出現相應提示畫面選擇不同的檢測程序進行檢測。之后在選擇完汽車組合儀表零件號后，主程序開始進入了檢測部分。再要對組合儀表中里程表（SPEEDO）采取3點標定方法進行標定，將通訊指令發至儀表。然后在完成指針的標定后，PLC控制檢測夾具氣缸輸出，使檢測儀表移至操作員位置以便于人工檢查各信號指示燈，進入復檢階段。最后在上述標定完成后，PLC自動會把剛標定完的數據依次寫入儀表的EEPROM，寫入后PLC還要對其進行讀取標定，確保與寫入的數據一致。

6? 汽車PLC技術在儀表中的未來應用趨勢

目前而言，汽車電子PLC技術的應用是較為廣泛的，隨著信息技術、智能化技術的發展，汽車電子儀表也在不斷向微型化、智能化、多功能方面優化。技術的提升，使得傳感器種類、性能情況、功能要求等等都在提升，這種情況下汽車PLC控制系統中對于信息存儲與處理也提出了新的要求。汽車系統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，這也要求汽車處理器能夠具備更加強大的數據運算能力、運算速度和處理能力以及穩定性要求。在之后的汽車制造過程中，需要對汽車數據信息的運用提高重視，將數據信息的傳輸、信息轉換、功能體現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、布線安裝方面也需要進行更加細致的研究，以達到逐步完善優化的效果。汽車PLC控制系統的完善和提升是勢在必行的，在與汽車儀表相結合的過程中，還需要不斷創新，引入新技術，從軟件、硬件兩個方面雙管齊下，以期實現更好的功能和效果。

7? 結語

汽車行業的發展在一定程度上是借助PLC電子儀表技術的發展逐漸實現的。雖然我國的現代汽車行業整體表現良好，但是實際上我國的汽車PLC電子儀表技術比起外國發達國家還有很大的一段距離。也說明我國汽車行業在未來發展還有很大的進步空間。汽車PLC電子儀表技術已經是汽車行業中一個十分關鍵的技術，雖然我國在這個方面也有研究，但是一直受到外國的打壓和沖擊，因此我國想要在這個方面有自己的技術還需要進行更加深入的研究與探討。

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