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1、基于 PLC 的汽车用电设备测试平台设计与研究1，1（1.江西理工大学机电，江西 赣州 341000）摘要：车辆复杂程度日益增大，汽车用电设备测试要求越来越高，传统的测试方法已经不能满足所需的现状，本文提出了一种基于 PLC 再结合虚拟仪器 LABVIEW 的汽车用电设备测试平台以便于厂商对汽车用电设备的测试。该测试平台是一种以西门子 PLC 作为下位机，利用 PLC 进行汽车用电设备被测对象的与相关参数的，然后将数据传给上位机 LABVIEW 进行数据的显示以便于分析的汽车用电设备测试平台。系统结合了 PLC 的抗压能力强以及 LABVIEW 在图形化显示等方面的优势，具有良好的发展前景。在

2、本要研究测试的对象为汽车电机以及车灯的相关参数。：汽车用电设备测试；西门子 PLC；LABVIEW主PLC-based automotive electrical equipment testingand research platformFan Kuan-gangZheng Hai-ping(College of Mechanical Engineering of Jiangxi University of Science and Technology, Jiangxi Ganzhou 341000)Abstract: For increasing the degree of complex

3、ity of vehicles, automotive electrical equipmenttesting increasingly high demand, the traditional testing methods can not meet the required statusquo, this paper presents a combined PLC-based virtual instrument LABVIEW automotiveelectrical equipment testing platform in order to test the car manufact

4、urers of electrical equipment.The test platform is a Siemens PLC as the next crew, the use of automotive electrical equipment,PLC control and the measured object data acquisition parameters, then the data to the hostcomputer for display LABVIEW data for analysis of automotive electrical equipment te

5、stingplatform. System combines the compression capability of the PLC and LABVIEW advantages interms of graphical display, with good prospects for development. The main object of this paper isto test the parameters and motor vehicle lights.Keywords: Automotive electrical equipment testing; Siemens PL

6、C; LABVIEW0 引言通过汽车用电设备测试，可以得到一些相关的数据，再通过这些数据对汽车汽车用电设备相关参数进行准确的检测，是执行和发展汽车系统计算机辅助设计的重要，以促进实现中国汽车产业的也具有重要的现实意义。设计，现代化，并在汽车行业的生产周期在实际开发过程中在汽车用电设备测试中，所采用的测试系统是一种需要根据被测的不同而快速灵活定制、能够提供丰富的测试功能、便于本土工程师快速开发及维护的软、硬件平台。通 过对汽车用电设备测试系统的研究，从而可以开发出一种适合现代汽车用电设备测试的系 统，从而大大减少汽车用电设备测试的时间，满足其复杂的测试要求，减少汽车用电设备测试的成本等等。测试平

7、台以上应用需求，本文介绍一种基于 PLC 再结合虚拟仪器的汽车用电设备的测试平台，可以极大地方便各厂商进行汽车用电设备测试。1 系统的总体设计思路西门子 PLC被测对象（汽车电机、汽车车灯），被测对象通过电压传感器、电流传感器、功率传感器、温度传感器、转速传感器到相关参数的模拟量，然后经过信号处理电路传输给 PLC，PLC 将到的数据传输给上位机 LABVIEW，其工作如图 1 所示：图 1 系统的工作流程示意图2 PLC 的硬件电路设计S7-200 不同的 CPU 模块的性能有很大的差别，在选择 CPU 模块时，应考虑数字量、模拟量模块的扩张能力，程序器与数据器的容量，通口的个数，本机 I/

8、O 点的点数等，当然还要考虑性价比，在满足要求的情况下尽量降低硬件成本。本次设计选择的 为 CPU224，CPU224 为 14 输入 10 输出。由于有 5 路的模拟量输入，所以本次设计 S7-200 的模拟量输入模块采用 EM235 和 EM231。EM235 为 4 路模拟量输入，一路模拟量输出。EM231 为 4 路模拟量输入。表 1 为 I/O 点分配表：表 1I/O 点分配表根据 I/O 地址分配，PLC 外部接线图如图 2 所示：输入信号输出信号名称代号输入点编号名称代号输出点编号启动电机工作按钮SB1I0.1电工作KM1Q0.1启动车灯工作按钮SB2I0.2车灯工作KM2Q0.

9、2停止测试按钮SB3I0.3蜂鸣器KM10Q1.0启动车灯闪烁次数测试SB4I0.4车灯闪烁次数测定KM4Q0.4启动电机参数测试SB1I0.1电机参数测试KM5Q0.5启动车灯参数测试SB2I0.2车灯参数测试KM6Q0.6启动车灯工作按钮SB2I0.2车灯闪烁次数测试KM12Q1.2启动电机最长工作测试按钮SB5I0.5电机最长工作测试KM7Q0.7启动车灯最长工作测试按钮SB6I0.6车灯最长工作测试KM12Q0.3启动车灯闪烁次数测试SB4I0.4周期为 10S 波形KM11Q1.1图 2 PLC 的外部接线图3 PLC 的软件设计STEP 7-Micro/WIN 是专门为 S7-20

10、0 设计的、在个人计算机的 Windows 操作系统下运行的编程软件，它的功能强大、使用方便。CPU 通过 PC/PPI 电缆或插在计算机中的 CP5511、CP 5611 等通信卡通信。图 3次 PLC 设计的工作流程图 3 程序设计工作流程次设计中 PLC 产生的周期为 10 秒的波形图，T37 设置为定时 10 秒：其中 Q1.1程序开始时 Q0.2 接通，变为高电平，T37 进行，当达到 10 秒后，T37 定时时间到，变为高电平并保持，Q1.1 接通变为高电平，T38 开始，10 秒后，T38 定时时间到，变为高电平，则 T38 的常闭触点断开，T37 变为低电平，Q1.1 断开，T

11、38 重新变为低电平，T38 的常闭触点为高电平，T37 接通开始Q1.1 即为周期为 10 秒的脉冲。1、 车灯最长工作时间测试，又定时 10 秒，如此循环，则产生此时AIW2 的值设置为 0.01，小于程序开始时VW20 的值，所以蜂鸣器Q1.0 亮图 4 车灯最长工作时间测试2、Q1.1图 4 PLC 中 Q1.14 PLC 连接LABVIEW 的方法OPC（OLE for Process Control）是基于 Windows NT 技术的 OLE，COM/DCOM 接口的扩展，其本质是 OPC Client 用一种开放的、标准化的通讯方式与 OPC Server 进行通讯。OPC规范

12、定义的标准接口，使得不同厂家之间软硬件的集成易于实现。使用第硬件时，只要硬件开发商提供 OPC Server，软件开发OPC Client 即可与之进行数据交互。无需编写低层的驱动程序，通过用户软件的图 5 PLC 与 LABVIEW 连接示意图5 LABVIEW 软件设计前面板的设计中又分为了欢迎界面的设计，主界面的设计，电机电机参数测试面板，汽车车灯测试面板这些面板。以下是几个面板的显示图。1、汽车电机参数测试系统（1）汽车电机参数的测试面板图 6面板汽车电机参数测试的前面板（2）汽车电机参数测试的图 7汽车电机参数测试的面板2、 汽车车灯测试系统（1）汽车车灯参数的测试面板图 8面板汽车

13、车灯测试系统测试的前面板（2）汽车车灯参数测试的图 9汽车车灯测试系统前面板5 总结本文基于 PLC，结合已经掌握的一些知识，设计了一个汽车用电设备主要电机以及车灯的测试系统，总结起来，本文设计的系统具有如下功能：（1） 利用 PLC 进行对被测对象以及被测参数的（2） 可以测试车灯的基本参数电压、电流、功率。并进行（3） 通过 PLC 程序设计了一个周期为 10 秒的波形，通过对波形计数，得到车灯的闪烁次数。（4） 可以测试电机的基本参数电压、电流、功率以及一些参数如转速、电机的工作温度进试。（5） 可以对汽车电机、汽车车灯的最长工作时间进（6） 通过 LABVIEW 进行对被测参数数值的显

14、示。试。（7）在 LABVIEW 显示界面上，输入相应的年、月、日即可得到相关的波形图以及数据。参考文献1.2.王3.PLC 编程及应用(第 3 版)M北械工业，2007.LABVIEW 程序设计与虚拟仪器西安M：西安电子科技大学，2009.等.机电传动M：华技大学，2006.4. LABVIWE Uset ManualUSA：National Instruments Corporation，19985.邢永红.基于虚拟仪器的新型测试平台J.测试与测量，2006(11)：52-.9.宋，王明泉.PLC 的发展及应用前景J.机械管理开发，2009（5）：78-80.基于 PLC

15、的步进电机.汽车电机质量检验参数在工业机械手中的应用J.教前沿，2008(18):30-31.与处理系统的研制J.汽车工程，1993(5):309-315.，.LABVIEW 实现PC 与 PLC 实时J.制造业自动化，2005(4):60-78.10.Taha F. A1-Khudairy*.Bakir A.R. A1-Hashemy, Munqith A.J. Design of a VME bus-based programmable logic controller (PLC) J. Microprocessors and Microsystems，1998(21)：329-336.11. Peter Aitken. Visual Basic.NET ProgrammingM.北京：中国水利工程，2002.12.Algirdas A,Jean-Claude L.B