基于PLC的汽车尾灯控制电路设计与仿真

黄红霞，姜毓航

(1湖北理工学院 电气与电子信息工程学院,湖北 黄石 435003；2华能德州发电厂,山东 德州253000)

基于PLC的汽车尾灯控制电路设计与仿真

黄红霞1，姜毓航2

(1湖北理工学院 电气与电子信息工程学院,湖北 黄石 435003；2华能德州发电厂,山东 德州253000)

针对汽车尾灯的精确控制问题，提出了一种基于PLC的控制系统设计方案，介绍了系统的组成及硬件设计。系统在PLC内部辅助继电器和定时器的控制下实现汽车左转、右转、刹车时尾灯的闪烁和点亮。对系统进行了调试，并采用GX Simulator仿真软件对系统进行了仿真。仿真结果验证了系统设计的准确性，提高了汽车运行的安全性。

汽车尾灯；PLC；仿真

当今社会，汽车已经是人们生活中不可缺少的一部分，但交通事故也伴随着日益增加的汽车数量逐年上升。汽车尾灯控制对于保障驾驶安全，预防和减少交通事故，具有至关重要的作用。汽车尾灯可以提醒后面的车辆注意前方车辆的动向，可以让后方司机随着汽车尾灯的变化做出调整，避免交通事故。所以汽车尾灯的控制问题受到了人们极大的关注，汽车尾灯的控制系统也在日益完善。汽车尾灯控制系统不光要能准确表达汽车的行驶意图，还要能快速处理司机发出的信号。

1 系统整体方案

汽车尾灯控制系统要能控制汽车正常行驶、刹车、左转、右转这4种情况下尾灯的变化。用4个开关来模拟这4种情况，用6个LED发光二极管来模拟显示左、右转向灯闪烁情况，并利用PLC内部辅助继电器实现对线路的通、断控制，用定时器控制LED发光二极管闪烁和循环点亮[1]。

因PLC具有功能完善、扩展方便、实用性强、抗干扰能力强、可靠性高、对应用环境要求低等特点，因此系统采用PLC控制方案。系统整体功能如图1所示。

图1 系统整体功能图

2 系统硬件设计

系统主控制电路如图2所示,其共有5个开关。S0为总开关，控制汽车启动，即线路总控开关；S1为汽车左转开关；S2为汽车右转开关；S3为汽车刹车开关；S4为汽车正常行驶开关。L0～L5这6个发光二极管分别表示汽车的6个尾灯,其中L0～L2表示左转尾灯，L3～L5表示右转尾灯，分别由Y0～Y5来驱动。R0～R5为发光二极管的限流电阻,保护发光二极管[2]，X0～X4分别为开关的接口，采集开关的信号。

5个开关分别接在PLC的输入端子X0～X4上，通过PLC内部定时器和辅助继电器，对输出端子进行控制，从而驱动LED按程序要求亮起。

图2 系统主控制电路

3 系统调试

完成系统软件设计后，对系统进行了调试。以下说明中,X代表输入端子，M代表辅助继电器，T代表定时器，Y代表输出端子。

3.1左转向灯调试

左转向开关S1由图2中PLC的输入端子X1接入，当按下开关S1后，Y0驱动L0亮起，在500 ms以后左侧尾灯依次循环点亮[3]。右转向尾灯原理和左转向类同。

3.1.1左转向点亮L0

左转向点亮L0的调试图如图3所示。在第26步的位置，通过辅助继电器和定时器，使L0亮起[4]，在41和56步处，由于计时器计时没有结束，L1、L2还没有被点亮。

图3 左转向点亮L0的调试图

3.1.2左转向点亮L1

左转向点亮L1的调试图如图4所示，第26步中L0灭，定时器启动，第41步中L1亮起。

图4 左转向点亮L1的调试图

3.1.3左转向L2点亮

左转向点亮L2的调试图如图5所示，定时器启动，第56步中L2亮起，在第41步中常闭触头断开[5]，L1灭。

图5 左转向点亮L2的调试图

3.1.4左转向定时器复位

左转向定时器复位的调试图如图6所示，定时器启动，将第26步中的常闭触头断开，各计时器相继复位，然后循环点亮L0～L2。

图6 左转向定时器复位的调试图

同左转向原理，可实现右转向时尾灯控制，此时循环点亮L3～L5。

3.2刹车车灯调试

刹车开关S3由图2中PLC的输入端子X3接入，当按下S3，L0～L5全亮，在500 ms定时以后L0～L5全灭。在500 ms后辅助继电器复位，L0～L5再次全亮，这样就满足了汽车刹车时车灯闪烁的要求[6]。

3.2.1刹车车灯全亮

刹车车灯全亮的调试图如图7所示，X3闭合，模拟汽车刹车时的尾灯情况，在第71步中辅助继电器闭合，L0～L5亮起，定时器启动。

图7 刹车车灯全亮的调试图

3.2.2刹车车灯全灭

刹车车灯全灭的调试图如图8所示，经过500 ms以后，L0～L5全灭。

图8 刹车车灯全灭的调试图

3.2.3刹车定时器复位

刹车定时器复位调试图如图9所示，经过500 ms以后，辅助继电器闭合，驱动L0～L5全亮。

图9 刹车定时器复位的调试图

4 系统仿真

完成系统功能调试后，采用仿真软件GX Simulator进行仿真。

4.1左转向系统仿真结果

左转向L0亮仿真图如图10所示。图10中X0、X1端子置1，所以汽车处于左转向，这时M6为总线路的辅助继电器，M1为左转向辅助继电器，计时器启动，Y0驱动第1个左转向LED灯亮起[7]。

图10 左转向L0亮仿真图

输入端子不变，计时器启动，辅助继电器断开，使Y1、Y2端子分别驱动第2个、第3个灯左转向LED亮起。

4.2刹车系统仿真结果

刹车尾灯全亮仿真图如图11所示。图11中X0、X3端子置1，刹车辅助继电器M3闭合，控制Y0～Y5输出端子驱动LED灯全亮[8]。

图11 刹车尾灯全亮仿真图

输入端子不变，定时器启动，Y0～Y5输出端子没有输出信号，实现刹车后尾灯全灭。

5 小结

实时、精确的汽车尾灯指示，能够减少或避免交通事故的发生，提高汽车运行安全性。本文将PLC引入到汽车尾灯控制系统中，以LED灯模拟汽车左转、右转、刹车时尾灯的点亮和闪烁，在PLC内部辅助继电器、定时器的控制下，实时、精确地给出交通信号，提高了交通安全性。

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[6] 王秀.汽车转向灯控制器设计[J].电子技术，2011,38(1):81-83.

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[8] 王红.可编程控制器使用教程[M].北京:电子工业出版社,2011:22-36.

(责任编辑吴鸿霞)

DesignandSimulationofControlCircuitofCarTaillightBasedonPLC

HuangHongxia1，JiangYuhang2

(1School of Electrical and Electronic Information Engineering,Hubei Polytechnic University，Huangshi Hubei 435003；2Huaneng Dezhou Power Plant,Dezhou Shandong 253000)

Aiming at the problems of the precise control of car taillight, this paper proposed a control design based on PLC. The organization and hardware of the system were introduced. The system achieved the car taillight's flicker and lighting when turning left and right, parking and braking as the result of the effects of internal auxiliary relay and timer. The system was adjusted and simulated with the GX Simulator. The simulation results validated the accuracy of the design of the system and improved the traffic safety.

car taillight；PLC；simulation

2013-10-23

湖北省教育厅科研项目(项目编号B2013059)。

黄红霞(1979— )，女，讲师，硕士。

10.3969/j.issn.2095-4565.2014.01.002

TP273

A

2095-4565(2014)01-0005-04