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自動化技術在汽車機械控制系統中的應用探討


自動化技術在汽車機械控制系統中的應用,使得汽車制造業發生了巨大的變革。相對于汽車傳統的機械控制系統,應用自動化的機械控制系統更加的人性化、智能化,也具有更高的舒適性與安全性。
1、自動化技術在汽車機械控制系統中的構成與運行方式
1.1自動化技術在汽車機械控制系統中的構成
自動化技術在汽車機械控制系統中的構成包括硬件與軟件兩大部分。硬件部分包括傳感器、CPU、微型計算機等電子元件與設備,主要用于機械控制系統的感應與分析傳輸,使得機械控制系統對于外界環境變化做出相應的指令與動作;軟件部分是硬件部分的靈魂,由于汽車的機械控制系統中應用單片機技術,因此需要在單片機中輸入相應的程序,輸入語言一般有C語言、Java語言等等,同時汽車機械控制系統的中樞計算機也要輸入相應的程序軟件。
1.2自動化技術在汽車機械控制系統中的運行方式
自動化系統的運行過程,是分散在汽車各個機械部位的傳感器將汽車的運行狀態與外界環境信息傳輸到汽車的控制中樞,控制中樞也就是汽車內控制系統安裝的微型計算機,對傳感器傳輸入的信息進行分析,發出相應的指令,指令傳輸到各個機械控制部位,對汽車姿態進行控制。
2、汽車機械控制系統的模塊組成
2.1傳感器
汽車的機械控制系統使用的自動化技術,可以對汽車的運行狀態與行駛姿態進行實時監控與信息反饋。其使用的傳輸方式分為時間節點傳輸與頻分制傳輸2種方式。時間節點傳輸的主要特征是不同的時序所傳輸的信號也不相同;而頻分制傳輸,其信號的發送與其自身的頻率相關,從而不會出現因為時序相同而出現信號混淆的情況,并且頻分制的電路構成相對于時間節點傳輸其電路構成更加的簡單,所以出現故障的幾率也要低得多,因此在實際的應用中更多的使用頻分制傳輸。汽車中的傳感器系統是汽車整個機械控制系統的基礎與支撐。傳感器系統的主要任務是采集與傳輸汽車的相關數據,不同的傳感器將汽車在行駛過程中的物理信號轉化為電信號,從而傳輸到計算機中樞系統,在計算機中樞系統的控制下實現汽車正常、穩定運行。汽車的傳感器系統監測與傳輸數據有溫度、速度、加速度、濕度、震動與距離等相關參數,從而對汽車的整體運行狀態進行監控,如果傳感器所檢測到的參數與之前設定的參考值相差超過了一定的范圍,證明汽車的運行狀態需要進行及時的調整。
2.2中央控制系統
中央控制系統的主要組成部分是微型計算機,微型計算機具有體積小、計算能力強、接口多等特點。因此只占用汽車上非常小的空間,但是卻具有強大的信息處理能力,能對傳感器傳回的數據進行實時的分析與反饋,微型計算機上具有許多的接口并且可以和眾多的傳感器相兼容,表明了微型計算機可以與多種類型的傳感器進行連接。微型計算機的應用極大地提高了汽車中央控制系統對汽車信息的處理能力。中央控制系統的主要任務就是對傳感器所采集的數據加以分析,并針對汽車現有的行駛狀態提出解決方案;同時,報警功能也是汽車中央控制系統的一項重要功能,當中央控制系統對傳感器采集的數據分析后發現,汽車現有的行駛狀態與正常狀態之間的差距已經超出了自動調節的范圍,中央控制系統將及時發出警報。
2.3PLC通信模塊
將STEP7軟件編制應用于PLC程序設計,便賦予了PLC程序設計多種功能,包括梯形邏輯圖以及相關語句的編輯。在不同的工作環境中,PLC通信模塊都有對應的設備,并且在人機交互方面該系統擁有對應的人—機對話接口,使得操作更加簡單便捷,并提高操作性能;同時在局域網絡中設置了專業的網絡接口模塊。不同的I/O模塊,使得PLC的應用更加成熟便捷。
3、自動化控制系統技術在汽車機械控制系統中的具體應用
3.1對汽車數據的監測與存儲
汽車的各個關鍵部位都設置有控制系統的傳感器,不同的傳感器具有不同的功能,比如溫度傳感器可以監測汽車運行時的水溫與輪胎溫度等關鍵部位溫度,而速度傳感器可以對汽車運行的實時速度進行監控。汽車操控系統在監測的同時會將數據進行儲存,相關人員可以及時查看與打印數據,并對數據進行分析。汽車數據的儲存可以用于汽車的修理與改進中,比如在賽車的調試過程中,技術人員需要一直對操控系統的相關參數進行改進,由于賽車手的駕駛習慣與賽車比賽的環境變化,汽車操控系統參數的調整對于整個比賽有著非常關鍵的作用,而技術人員進行調整的主要依據就是控制系統所儲存的相關數據并結合賽車手的主觀感受。而相關數據對于民用汽車的調試也是同樣的重要。自動化技術實時監測與存儲數據的應用對于汽車的人機交互有著極大的幫助。
3.2診斷與排除汽車存在的故障
汽車具有復雜的機械系統,在運行的過程中有很大的可能性發生故障,隨時都可能威脅到駕駛員和乘客的生命安全。但是汽車很多機械系統的故障是很難察覺與排除的,因此自動化技術在汽車機械控制領域的應用為汽車機械故障的診斷與排除方面提供了極大幫助。首先可以防患于未然,當汽車高速運轉時,如果汽車內部出現機械故障,比如剎車施靈、液壓故障等,駕駛員很難在第一時間察覺,汽車的控制系統會發出警報,使得駕駛員警覺,以便于對故障進行處理避免事故;其次可以幫助維修人員診斷與排除汽車的故障,尤其對于汽車的一些異常抖動問題,往往維修人員很難找到汽車的故障所在,而自動化技術的應用使得維修人員可以對汽車各個部位最近的行駛數據進行分析從而逐個排除,最終找到汽車的故障所在。自動化技術的應用極大地提高了維修人員的維修效率,保證了駕駛員與乘客的生命安全。
3.3設置汽車機械控制的安全機制
汽車機械操控系統的數據對于汽車的平穩運行有著至關重要的作用,汽車制造商為保證駕駛員與乘客的生命安全對汽車的機械操控系統數據設置了安全機制。在一定的范圍內,駕駛員與普通維修人員可以根據駕駛員的駕駛習慣對控制數據進行適當更改,數據的更改可能會改變汽車的一些操控性能,比如加速、轉向、怠速等等,但是可能會降低汽車的行駛壽命;汽車的一些核心數據是進行加密的,除了汽車制造公司的高級技術人員可以查閱,對于其他人都有安全限制,這些核心數據的更改可能會造成汽車在行駛過程中發生重大的事故,也可能關系到汽車制造公司的核心機密與相關利益。設置汽車機械控制的安全機制對于保證駕駛員生命安全,維護汽車制造公司利益有著至關重要的作用。
4、總結
自動化技術在汽車機械控制系統中的應用無疑是汽車制造歷史上的一次重大變革,改變了汽車原有的生產方式與駕駛方式。汽車在生產過程中更加的集成化、現代化;在駕駛過程中更加的人性化、舒適化。自動化技術正處于高速發展的時期,在未來的發展中將更加的智能與完善,并且將應用與汽車生產與駕駛的各個方面,從而全方位為駕駛員提供舒適的駕駛環境與充分的安全保障。自動化技術為汽車賦予了新的靈魂,使得汽車工業在新的時代背景下煥發新的生命力。

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