汽車ABS防抱死模擬試驗系統與PLC系統的研究開發

郅云杰

摘 要：ABS防抱死系統是一種汽車裝配的電控系統，就是在汽車突發情況時急剎車時，非常容易發生滑移與側滑，針對這一情況專門設計研究了ABS防滑制動裝置。ABS系統大大提高了汽車的安全性，而且我們通過與PLC、組態軟件的結合，對ABS系統進行工作過程控制與運行控制。

關鍵詞：ABS防抱死系統;PLC;組態軟件

1 ABS原理

1.1 ABS防抱死系統的組成

ABS系統主要有車輪速度傳感器、制動壓力調節裝置、ABS電控單元組成，如圖1所示。

1.2 ABS系統的工作原理

ABS系統的結構原理就是利用輪速傳感器，利用電磁感應原理測量輪速，并且將輪速轉換成ABS控制器可接收的脈沖信號。

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，附著系數越大，車輪所獲得的附著力越大，越不易發生車輪抱死的現象。附著系數分為縱向和側向附著系數，縱向附著系數是垂直載荷與路面附著力的比，最大值叫做峰值附著系數;側向附著系數是輪胎所受側向力與輪胎的垂直載荷的比值。滑移率是指車輪的實際速度與周向速度的差值與實際速度的比。在車輛制動時，受到制動器中制動力矩的變化，滑移率也會發生相應變化，滑移率不斷增大，縱向附著系數先增大再減小，側向附著系數呈一直減小。

2 PLC組態軟件與PLC

2.1 PLC的工作原理

PLC的工作方式是反復循環掃描，每次都需要進行一下幾個步驟作為以此掃描程序，PLC結構如圖2。

2.2 MCGS組態軟件的功能特性

MCGS系統分為組態環境與運行環境，組態環境就是一套完整的軟件工具，用戶在組態環境中進行組態配置設計應用系統;運行環境是獨立的運行系統，但是需要與組態結果數據庫進行結合后才能構成應用系統。MCGS組態軟件的功能和特點如下：

a、操作簡單，容易理解和使用。

b、能夠提供大量的圖形數據庫和組態結構，便于方案設計。

c、可以并行處理并且實時處理。

d、建立實時數據庫，便與分步，保證系統安全可靠。在組態軟件的組成中，實時數據庫是系統的核心。

e、以窗口為單位面向用戶，增加了可視性與可操作性。

f、數據存儲采用數據庫的形式統一管理，增加了可靠性與運行效率。

g、有“組態動畫”功能，能構造出復雜的動畫用來模擬工程中對象的功能和動作。

h、具有設備工具箱，根據所連接的設備類型，選擇合適的設備構件進行相關的參數設計來與外部設備建立連接。

3 ABS模擬試驗

3.1 防抱死模擬實驗系統結構

本實驗采用PLC模擬ABS控制器，旋轉編碼器為車輪速度傳感器，三相異步電機作為車輪，變頻器驅動三相異步電機，結構圖如下：

3.2 防抱死系統的PLC設計

本文PLC的設計是根據側滑率的控制來實現的，我們需要通過PLC實現的功能有以下幾點：

a、調節車輛的加速與減速過程;

b、ABS控制器程序編寫，當電壓的信號值突然增大時，剎車信號由A/D模塊傳給PLC，啟動ABS程序。

c、記錄下給定時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設定值，啟動ABS程序。

4 結論

本文研究了基于PLC組態軟件的汽車防抱死系統并設計了模擬實驗，以及車輛的運動軌跡并通過仿真系統模擬車輛的制動。

參考文獻

[1]蔣順文，唐炎.ABS智能控制器的設計與實現[J].桂林電子科技大學學報，2009.