基于PLC的車載通信設備自動化控制系統設計研究

付勇

摘要：傳統的車載通信設備控制系統在復雜環境中易受干擾，且控制系統規模大、精度低。目前，針對PLC車載通信設備的設計，提出了可編程控制器自動化系統。結果證明，先進的車載控制系統與傳統車載通信系統相比，經設計后的控制系統具有較高的準確性，功能效率也更好，此外，抗干擾能力也提升許多。

關鍵詞：車載通信設備;復雜環境;多渠道輸送;信號載波;信息反饋;控制系統安全運行

一、車載通信設備自動化控制系統設計

自動化模塊、PLC控制模塊、通信系統是目前車載通信設備自動化控制系統的三大模塊，也是本文研究的重點。

（一）自動化模塊設計

硬件系統主要由電源適配器、儲存條、網絡端口、CPU、輸出接口、輸入接口組成。其中電源適配器的作用是為了維持PLC電壓穩定;儲存條的作用是為了儲存PLC的數據;網絡端口主要為PLC提供和裝置網絡通信;CPU具有處理數據和進行邏輯運算以及發出操作指令的作用;而輸出和輸入接口主要用來進行傳達信號，其中包括觸控屏及按鍵指令。

導入的PLC技術的工作方式以循環掃描為主，當編程可控制器自動化模塊處于采集和輸入階段時，PLC通常按照順序掃描，將輸入端口中所呈現的通信信息給成功讀取出來，進而達到采集數據的目的。當自動化模塊處于程序執行階段時，PLC可通過算術運算以及邏輯運算，根據編定的程序分次進行控制和執行。

（二）控制模塊設計

本文所研究的車載通信設備控制系統主要以PLC控制模塊為操作核心，而觸摸屏接受數據傳輸以及邏輯點是操作主體。車載通信自動控制系統是通過兩種控制進行數據交換和設定數據的控制信號。

在設定控制模塊過程中，最重要的就是將數據屬性的配置問題完成，配置主要由數據長度、優先級、屏碼、標識碼等組成，再者就是執行解調命令，根據PLC的固定格式輸入數據，然后可通過對邏輯點的控制來等待傳輸，最終命令信息發送成功。

（三）車載通信系統設計

車載通信收發模塊和車載天線是車載通信系統的重要組成部分。其中車載天線主要以輻射功能為主，接收并發出無線電磁波。而車載通信收發模塊的主體內容則是車載通信收發器，通過反饋控制技術達到自動控制的效果，其作用是將車輛總線之間的通信功能和完成調幅、調頻、調相等載波信號，根據功能組成，車載通信收發器主要由PLC控制單元、控制接口、串口通信、調制解調單元、dip開關、發送電路、總線接口、接收電路以及系統電源等組成。

通信單元由反饋系統程序和用戶程序設置，由高速單片機完成與上位機和調制解調單元的通信。調制解調單元具有完成反饋控制單元發送信號的調制解調等功能;而接口控制主要具有傳輸控制單元發送控制質量和控制接口功能;接收電路的作用是為了濾除電源雜波，進而可使信號在接收過程中不受干擾，準確性更強。串口通信可對傳輸指令進行多端口通信。發送電路功能主要用來發送傳輸信號電路進而處理調制載波信號，并將信號發送到固定終端以進行信號的交互傳輸。

設計的PLC的控制單元具有支持多通信協議功能，進而達到通信效果。而通信協議的內容由點對點接口協議、多點接口協議、自由通信接口協議等組成。

進行通信程序設計中，采用兩個反饋系統進行數據交換，PLC1通信端口和PLC2通信端口作為可編程邏輯控制器的通信通道進行多路數據傳輸。PLC通訊主站采用PLC1通訊口，通訊地址為00，PLC通訊從站采用PLC2通訊口，通訊地址為01.PLC采用NEFW/NEFV指令來讀取端口的數據，兩個端口分開讀取，另外兩個通信端口的數據也要寫入，以此來完成通信程序的設計，其通信端口設置參數如表1所示。

二、測試與仿真實驗

（一）測試準備與目的

為了檢驗本次車載通信設備自動控制系統的設計是否具有準確性，可將傳統的車載通信自動控制系統的PLC車載通信設備自動化控制系統進行驗證。通過利用可視數據采集系統來檢驗兩個控制系統的可靠性和準確性，并采集相關數據進行分析。

（二）準確性試驗

驗證輸出和執行控制系統的準確性，主要是為了確保輸入和執行具有相同的目標。根據輸出/執行來代表量化的標準。輸出/執行一旦達到10h，則表示輸出和執行達到了一致。若輸出/執行達15h，則表示輸出和執行并沒有一致，系統運行也不具準確性。而輸出/執行在10h～15h之間時，則表示系統所傳輸的數據命令及執行會丟失，導致系統在運行期間存在一定風險。通過對比傳統控制系統和PLC自動化控制系統的準確性實驗結果分析，得出以下系統輸出/執行準確性曲線圖。詳情如圖3所示。

三、結語

綜上所述，傳統車載通信控制系統的抗干擾功能和控制準確性均較差，仍存在很多弊端，不利于車載通信系統的使用。因此本文針對PLC車載通信設備自動化控制系統進行了有效改善，且對通信系統設計了優化方案，顯著提升了抗干擾能力和控制準確性。

參考文獻：

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