汽车点灯仪中PLC的应用

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摘要：通过对车灯测试仪功能的分析，文章阐述了应用可编程控制器技术、触摸屏技术实现车灯测试仪设计的方法。利用可编程控制器高速输入端与位移位指令，实现测量数据的采集与处理，利用触摸屏、可编程控制器及编程设计，实现新型号的自学习、测量控制、测量参数结果显示、型号输入与比对、信息存储、信息上传等功能。

关键词：车灯测试仪；可编程控制器；触摸屏

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）02-0201-02

Abstract：Through the analysis of the function of the headlight tester. This paper introduces the application of programmable controller technology， touch screen technology design and implementation method of headlight tester. By using the programmable controller of high speed input and a shift instruction， realize the acquisition and processing of measurement data， using the touch screen， plc programming and design， realization of self learning， measurement and control， measurement results show， model input and comparison， information storage， information upload and other functions of the new type.

Key words：headlig ht tester； PLC； touch screen

随着汽车业的飞速发展，车型与汽车装饰呈多样化趋势。特别是汽车照明功能的提高，车灯的款式和品种呈现出个性化、多样化和光源可更换的现状，使汽车灯具与车身更加协调一致[1]。车型变化往往能吸引消费者的目光，但汽车灯具产品的质量跟不上车型的发展。为满足中小型企业生产测试要求，提高合格率，设计了一种采用PLC控制，触摸屏显示的智能测试仪，经某车灯生产企业试用，较好地解决了生产检测的问题。

1 车灯测试仪系统设计

汽车灯由灯泡、反射镜、配光透镜三部分组成。反射镜和配光镜的设计，以及它们跟灯泡的灯丝位置的合理性，是影响照明产品质量的主要因素。汽车灯检测仪的设计用来解决灯泡的检测问题，观察灯泡是否符合标准。

按照检测要求，测试仪必须：①存储和删除车灯型号等相关参数②对新型号有自学习能力，即对新型号车灯进行自动测试③可以存放100个车灯型号④每次可测试一组3～5盏灯，并有自动测试（一组）、单次测试（一盏）的功能及遥控能力⑤能采集测试信号并显示⑥用声光提示超出测试范围，并能设置参数测试范围⑦显示电压和电流，可在12V～24V之间切换⑧测试数据能上传。

1.1硬件系统设计

测试仪由主控器、交互界面、电源、继电器组、电流、电压表、控制按钮等组成，如图1所示。主要进行：①自动检测车灯②参数的输入和显示③读取测试信号④上传测试数据。

1）主控器，负责车灯控制，信号读取，参数存储，交互界面、上位机通信等。主控器选用三菱FX2N-32MR，简称PLC。

2）交互界面，因要求不另设键盘，故选用了与FX2N系列PLC配套的触摸屏，既解决了检测参数显示，又解决了车灯型号的输入。

3）信号检测，仪器所测信号有两个，灯泡电流与照度信号。为降低成本，本仪器采用自制的具有BCD码输出的电流表和照度检测表，信号的BCD码通过控制端，按位轮流从PLC指定的4个高速输入端输入，实现信号读取。

4）继电器组，用小型继电器组成，触点容量大于5A，按控制要求点亮灯泡。

5）电源，根据国家车灯配光性能标准[2]，配有DC12V和DC24V的直流电源。

6）通信模块，为便于车间管理，本仪器设置了通信功能，可将测试数据上传，统计产品数量和质量。通信模块采用了三菱FX0N-485ADP模块，并通过485PC-IF转换后与PC机相连。

1.2程序设计

程序设计分四部分：主程序及自学习程序、手动/自动测试控制程序、通信程序和人机界面等。

主程序及自学习程序。输入的车灯型号如果存在，则将PLC数据存储区该型号标准测试参数调出，供手动或自动测试。若车灯型号不存在，用户可以选择进行自学习，即对输入的新型号的车灯进行自动测试，手动修正所测参数值，与该车灯型号一并存入PLC数据存储区，以作为该型号车灯的标准测试参数，为后续测试提供指导，如图2所示。

自动/手动测试程序设计。该程序的任务是在调出被测车灯各参数后，用自动/手动按钮对一组车灯进行测试。比对所测车灯参数值，超出误差范围时，声光提示，显示超出误差范围的车灯编号。自动与手动检测的区别，前者每次自动测试一组灯（3～5盏），后者每次只测一盏灯。

在测试过程中，被测参数（共三位）是通过自制仪表，将所测参数转换为BCD码，再通过控制端，按位轮流输入到X0～X3（PLC高速输入端）；然后利用SFTR位移位指令把被测参数的三位BCD码存入PLC数据存储区。FX2N系列PLC的X0～X7可通过REFF指令调整滤波时间常数在0～60ms[2]，如果将读入三位BCD码的时间控制在小于40ms，在显示屏上就看不到闪烁现象。因为PLC每执行一步程序只要0.08μs[3]。SFTR指令是9步，执行一次SFTR指令要9×0.08μs=0.72μs，执行三次要3×0.72μs=2.16μs；若设置X0～X6输入端滤波时间常数为1ms，考虑到PLC输入、输出处理的执行时间小于1ms，每执行1K用户程序1ms则读入一位BCD码（四位数据端，三位控制端）为7×1ms=7ms，利用循环语句读三位BCD码则需3×7ms=21ms

人机界面的开发。人机界面主要有参数检测、删除灯号、更换灯号、设定条件、自学习以及资料库等，各个界面可以自由切换。利用组态软件中触摸键、字符串、字符串指示器、ASCIID、数值等功能元素开发界面。

由于车灯型号的有效位数为六位（含字母），本案采用了ASCII码的形式来存放，且为每一型号提供3个16位数据寄存器；另外，每一型号车灯最多有五个被测试参数需存放，需设置5个16位数据寄存器。为此，在PLC资料库中，开辟了两块数据存储区D1000～D1299和D2000～D2499，存放车灯型号与参数。

PLC通信程序的设计。通过485串行通信的方式完成各车灯测试仪数据上传。编程时，利用PLC的特殊数据寄存器D8121设置站号（互不重复，最多可设置8台）；用特殊通信格式用数据寄存器D8120设置（1位停止位、8位数据长度、波特率9600bps、无奇偶校验、无协议）[4]；设置接收数据寄存器DS，用于比对站号；设置发送数据寄存器DF，用于发送测试仪数据。程序中采用串行通信指令RS与比较指令CMP，当上位机查询站号时，将站号发送至PLC接收数据寄存器DS中，DS再与D8121的站号相比较，如与某个测试仪站号一致，则将该站发送数据寄存器DF的内容上传给上位机。

2 结束语

该车灯检测仪的电力系统的设计原理新颖，结构简单，很好地应用了PLC技术和触摸屏技术。这两项技术的应用使车灯测试仪实现了智能化，数字化，并提高了系统的灵活性和适应性，该测试仪具有更高的性价比。通过实际使用，该技术大大提高了车灯质量，推动了车灯的测试数字化进程。

参考文献：

[1] 中国产业信息网. 2010-2015年中国汽车车灯行业发展形势分析及投资效益预测报告[EB/OL]. 2010（7）.

[2] 汽车驻车灯配光性能[S]， GB 18409-2001.

[3] http：///bencandy-20-3229-1.htm