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一种基于PLC的汽车空调循环智能控制系统
随着自动控制技术的进步,汽车上很多功能实现了智能化控制,比如：自动泊车、自动雨刮、自感应大灯等.汽车空调也开始进入自动空调的时代,但目前,自动空调仅是通过控制压缩机启停和风机风量大小来进行调节汽车内的空气温度,汽车空调的内外循环仍然主要是手动按钮控制.汽车空调循环智能控制系统的研究针对的就是汽车空调内外循环的自动控制,该研究项目已列入2017年安徽高校省级科学研究项目.
1 汽车空调内外循环对于汽车空调的效能和车内空气质量的影响
汽车空调内外循环对于汽车空调的效能和车内空气质量均有较大的影响,主要影响有以下方面：
(1)当车外温度大于车内温度,空调处于制冷状态时,车内循环工况比车外循环工况制冷效果好；当车外温度小于车内温度,空调处于制冷状态时,车外循环工况比车内循环工况制冷效果好；
(2)当车外温度大于车内温度,空调处于制热状态时,车外循环工况比车内循环工况制热效果好；当车外温度小于车内温度,空调处于制热状态时,车内循环工况比车内循环工况制热效果好；
(3)当车外CO浓度大干车内c0浓度时,应当开启车内循环工况,阻止车外CO进入车内,防止污染车内空气,当车内CO浓度大干车内c0浓度时,应当开启车外循环工况,将车内的CO迅速排出车内,引入车外新鲜空气,改善车内空气质量.
(4)车辆长时间闭窗驾驶,车内乘员呼吸造成的车内的二氧化碳浓度升高,容易让驾驶员产生倦意,影响驾驶安全.
(5)当车外空气中PM2.5浓度大于车内空气PM2.5浓度时,应当开启车内循环工况,防止车外空气污染车内空气；当车内PM2.5浓度大于车外PM2.5浓度时,应当开启车外循环工况,引入车外新鲜空气,降低车内PM2.5浓度,改善车内空气质量.
2系统的组成
汽车空调循环智能控制系统由检测装置、处理器和执行装置3部分组成.
2.1检测装置
系统工作开关、车外温度传感器、车内温度传感器、车外c0浓度传感器、车内CO浓度传感器、车外C02浓度传感器、车内C02浓度传感器、风量调节旋钮、温度调节旋钮、空调压缩机控制开关；
2.2处理器
汽车空调循环智能控制系统处理器、自动空调控制模块；
2.3执行装置
车外车内循环控制切换开关、系统工作指示灯、报警灯、蜂鸣报警器、HMI显示屏.
将以上所有元件进行整合,做出实物如图1所示.
3工作原理
汽车空调循环智能控制系统结构示意图如图2所示,汽车空调循环智能控制系统工作流程图如图3所示.系统在工作过程中,采用汽车电瓶12V直流电源,利用DC-AC逆变电源转220V交流电或利用DC-DC直流升压模块转24V直流电给供控制器单元供电.
通过图2和图3,可以简述一下汽车空调循环智能控制系统工作原理：
3.1系统开启
按下系统开关,旋转空调风量调节旋钮,空调循环智能控制系统开启.
3.2系统工作
温度调节旋钮提供温度信号作为系统控制的目标值,车内外的CO浓度传感器、C02浓度传感器、PM2.5浓度传感器、温度传感器分别提供汽车空调循环智能控制系统处理器所需的各类信号.
空调压缩机控制开关打开,该系统进入制冷状态下的控制模式；空调压缩机控制开关关闭,该系统进入制热或自然进风状态下的控制模式.
结合车内空气质量对车内人员的影响,可以通过软件程序控制,设定各个子程序的优先级别：c0浓度>C02浓度>PM2.5浓度>温度.另外,由于CO浓度极有可能威胁人的生命安全,因此,特设定CO浓度报警装置,通过危险显示灯和蜂鸣器进行报警.
3.3系统关闭
按下系统关闭开关,空调循环智能控制系统关闭.恢复到原车手动模式.
3.4系统调试
利用PLC配套的STEP 7-MicroWIN S软件进行编程,并将程序下载至PLC后进行调试,实验结果满足设计前的需求.其实验结果如图4所示.
4可扩展功能
再此系统的基础上,可以对其后期进行功能的扩展,比如：在C0浓度过高时,可以连接移动网络,时直接拨打报警电话,也可以联接汽车自动车窗控制模块,自动降下车窗,强制通风.目前只是利用了PLC的部分简单控制功能,后续还可以继续开发.
5结语
目前,也有厂家技术人员对汽车空调循环系统自动控制系统进行研究,但主要采用工作时间的设定来自动控制内外循环的切换.例如,夏天汽车空调刚开始工作进行制冷,采用空调系统车外循环,在工作几分钟后转为车内循环,再工作1个小时后切换为车外循环,从而改善空气质量,如此往复.这属于定时控制,虽然也可起到改善空气质量的效果,但是不能适时监测,精确控制,而此项目的研究正是为了更好的精确控制车内空气质量,保障车内成员的身体健康,降低空调能耗,节能减排,同时减轻驾驶人员的工作强度,提升驾驶安全性能.
控制系统论文范文结:
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