CN103294000A - 一种用于前照灯清洗器的控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于前照灯清洗器试验的控制装置及其控制方法，PLC外接24V电源，PLC对输入引脚的通断进行定义，将引脚的接通信息转化为输入信息，经PLC内核运算之后，将输出信号通过接线端子连接到固态继电器的输入端上；输入设备输出控制信号至PLC，PLC的输出接线端和固态继电器的输入接线端为同一接线端，PLC输出电信号至固态继电器；固态继电器的输出接线端和电机水泵的输入接线端为同一接线端，固态继电器输出放大后电信号至电机水泵，对电机水泵的通断次数及接通时间进行控制，实现对前照灯的清洗。本发明实现了对不同类型汽车的前照灯进行清洗，扩大了清洗器的应用范围，且提高了排除故障的效率。

Description

一种用于前照灯清洗器的控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车前照灯清洗器检测设备领域，特别涉及一种用于前照灯清洗器的控制装置及其控制方法。

背景技术

用于前照灯的清洗器大多使用简单功能的PLC模块或者继电器临时搭建，往往没有显示装置，不直观，而且走线不清晰，当线路出现问题的时候难以查证。

每个清洗器生产厂家往往只生产一种或几种型号的清洗器，客户较为固定；且清洗器内部的控制电路多数采取单片机或计数器模块组成，仅针对某一汽车的清洗时间及次数进行控制；无法根据汽车产品的不同随时调整控制策略，限制了清洗器的应用范围。

发明内容

本发明提供了一种用于前照灯清洗器试验的控制装置及其控制方法，本发明实现了对不同类型汽车的前照灯进行清洗，扩大了清洗器的应用范围，且提高了排除故障的效率，详见下文描述：

一种用于前照灯清洗器试验的控制装置，包括：输入设备、PLC、固态继电器和电机水泵，所述PLC外接24V电源，所述PLC对输入引脚的通断进行定义，将引脚的接通信息转化为输入信息，经PLC内核运算之后，将输出信号通过接线端子连接到固态继电器的输入端上；

所述输入设备输出控制信号至所述PLC，所述PLC的输出接线端和所述固态继电器的输入接线端为同一接线端，所述PLC输出电信号至所述固态继电器；所述固态继电器的输出接线端和所述电机水泵的输入接线端为同一接线端，所述固态继电器输出放大后电信号至所述电机水泵，对所述电机水泵的通断次数及接通时间进行控制，实现对前照灯的清洗。所述PLC为带有晶体管的PLC。

一种用于前照灯清洗器试验的控制装置的控制方法，所述方法包括以下步骤：

（1）通过放大后的电信号输入清洗时间、清洗次数和清洗模式，所述清洗模式包括：自动模式和手动模式；

通过所述输入设备设定记录实际喷水时间模式和设置水泵通电时间模式；当选择所述记录实际喷水时间模式时，清洗器喷头完全伸出到达行程终点时，记录清洗器伸出时间；当选择所述设置水泵通电时间模式时，输入预设水泵通电时间，设定第五次喷洗时间；

（2）清洗器开始工作，通过所述PLC显示清洗次数、当前次工作时间和全部工作时间；

当需要对清洗时间进行调整时，通过所述输入设备重新设置清洗时间；

（3）所述PLC通过所述固态继电器对所述电机水泵的通断次数及接通时间进行控制，当达到清洗次数或清洗时间时，清洗器停止工作。

所述方法还包括：当清洗器处于工作停止状态时，通过所述放大后电信号输入复位信号，使清洗器的所有工作参数都归零；或，通过所述放大后电信号输入记录喷头伸出时间信号或水泵通电时间设定信号。

控制清洗器的所有程序和数据均写入所述PLC的E²PROM程序存储器中。

清洗器的启动与停止的间隔时间为0.2s。

所述方法还包括：将外部输入参数数据置于所述PLC中的V区寄存器，定时器设定为0.01s，将设定时间与实际运行时间分割为0.01s的整数倍；所述实际运行时间与所述设定时间做比较，如果没有满足所述设定时间则继续进行当前操作，如果满足，则进行下一操作。

所述方法还包括：通过边沿指令输入电机水泵的通断次数及接通时间；当输入时间数据时，对V区寄存器中的数据乘以10，再加上下一个输入数字。

所述方法还包括：在所有设备静止情况下按下第一设定键并保持，电机水泵接通，喷头向外伸出；喷头喷出水时，松开第一设定键，PLC记录从电机水泵接通到喷出水的时间；若先按下开始键，2s之内按下第一设定键无效；2s之后按下第一设定键有效。

当水泵电机接通2s，喷头完全缩回之后记录喷头伸出时间。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明不仅针对于灯具检测试验室设计并制造专用的前照灯清洗器的控制装置，并且利用软件对PLC进行编程，使此控制装置具备一定的智能化、自动化的控制。与现有设备相比较，强调了设备对于标准的专用性。在功能上都针对于GB21260-2007《汽车用前照灯清洗器》进行了调整，在控制成本的基础上，实现了试验各个环节的控制。在核心部件上，采用了精度更高、抗扰能力更强且可以进行参数化设置的PLC替代了传统的继电器，在拥有更长寿命的同时，还能够方便进行程序更改。根据标准规定，清洗器工作的清洗时间不应超过10s，在此时间限制内，进行最多5次的清洗操作。该清洗器控制装置以此为基础进行了程序设定，在初试阶段可设置自动或手动，但无论哪种设置，都会在清洗时间和/或次数满足上述条件之后强行停止。在自动设置时，也可以随时停止试验，重新进行设定及调整，并且可以选择学习喷头伸出时间以严格保证喷头喷水的方式，或者直接设置水泵通电时间的方式来进行试验。试验过程中，除了“STOP”进行急停之外，其余键均为因鲁棒性的设置而暂时失效，以避免因误触而造成试验失败或者程序紊乱。

附图说明

图1为本发明提供的一种用于前照灯清洗器试验的控制装置的结构图；

图2为本发明提供的PLC的设计电路图；

图3为固态继电器和电机水泵的接线示意图；

图4为本发明提供的控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了实现对不同类型汽车的前照灯进行清洗，扩大清洗器的应用范围，且提高排除故障的效率，本发明实施例提供了一种用于前照灯清洗器试验的控制装置及其控制方法，本发明不仅针对于灯具检测试验室设计并制造专用的前照灯清洗器的控制装置，并且利用软件对PLC进行编程，使此控制装置具备一定的智能化、自动化的控制，也是传统方式所不具备的高级控制功能，参见图1、图2和图3，详见下文描述：

一种用于前照灯清洗器试验的控制装置，包括：输入设备、PLC、固态继电器和电机水泵，PLC外接24V电源；

输入设备输出控制信号至PLC，PLC的输出接线端和固态继电器的输入接线端为同一接线端，PLC输出电信号至固态继电器；固态继电器的输出接线端和电机水泵的输入接线端为同一接线端，固态继电器输出放大后电信号至电机水泵；电机水泵接收放大后电信号实现对前照灯的清洗。

以PLC为核心部件，配合输入、输出的外围设备，实现对前照灯清洗器测试。通过输入设备控制PLC输入端的电路通断，PLC对输入引脚进行定义，借此获悉操作者施以的指令。

以电信号形式发出的控制指令经由PLC进行运算处理之后，转换成为24V且小于等于0.75A的电信号，并将此电信号作为PLC的输出信号与固态继电器的输入端连接。固态继电器作为放大电路模块，可接受5～60V的负载电压以及小于100A的负载电流。将电机水泵与固态继电器的输出端相接，接收经由PLC处理及固态继电器放大过的电信号，以此进行电机水泵通断次数及接通时间的控制。

通过PLC内核对PLC的输入引脚的通断进行定义，以便将引脚接通信息转化为输入信息，经PLC内核运算之后，将输出信号通过接线端子连接到固态继电器的输入端上，PLC的输出端与作为放大电路使用的固态继电器的输入端共同使用“1”和“2”表示。PLC的输出信号经由固态继电器放大之后，由固态继电器的输出端输出，将其连接到电机水泵的两端，共同用“3”和“4”表示，用以控制电机水泵的通断次数以及通断时间。

其中，PLC优选为带有晶体管的PLC，来代替机械触点式的PLC，通断次数（决定了时间精度）可达100次/秒，优于机械式的2次/秒。

参见图4，该控制装置的控制方法包括以下步骤：

101：通过放大后的电信号输入清洗时间、清洗次数和清洗模式；

例如：通过输入设备设定清洗器的工作模式（工作模式包括：自动模式和手动模式，自动模式的清洗时间由控制装置完全设定并进行控制；手动模式的清洗时间由手动控制）；通过输入设备设定记录实际喷水时间模式和设置水泵通电时间模式；当选择记录实际喷水时间模式时，清洗器喷头完全伸出到达行程终点时，记录清洗器伸出时间（当清洗器厂家提供喷头伸出时间后，则在设定伸出时间中输入厂家提供的伸出时间）；当选择设置水泵通电时间模式时，输入预设水泵通电时间；设定第五次喷洗时间。

由行业标准要求可知，清洗器试验是清洗器在10s内进行不超过5次的清洗，再对其清洗效果进行判定。因此根据标准规定，在进行第五次喷洗的时候，可以将剩余时间一起用于第五次清洗，也可以依然与前几次相同。控制装置根据前四次的清洗时间，自动分配第五次的清洗时间，全部的时间加在一起为10s，或第五次的清洗时间与之前几次相同。

实际应用中，初始化之后，可以进行工作模式的选择，自动模式是对操作时间及方式进行参数化设置，在设置时，厂家可提供水泵通电时间或实际喷水时间作为试验设置参考，提供水泵通电时间，可以使用第二设定键直接对清洗器进行设置，以此累加计算总清洗时间；若厂家提供喷头实际喷水时间作为清洗时间，则可使用第一设定键对喷头伸出时间进行学习，记录伸出时间之后加上厂家提供的实际喷水时间即为总的电机水泵通电时间，控制装置以此对清洗器进行操作。

102：清洗器开始工作，通过PLC显示清洗次数、当前次工作时间和全部工作时间；

当需要对清洗时间进行调整时，可以随时中断试验，通过输入设备重新设置清洗时间。

103：当达到清洗次数或清洗时间时，清洗器停止工作。

即当总清洗时间达到10s和/或清洗次数达到5次时，清洗器停止工作。

具体实现时，当清洗器处于工作停止状态时，还可以通过放大后电信号输入复位信号，使得清洗器的所有工作参数都归零。即在工作状态下，无论短时间还是长时间按下第一设定键都不会进行复位。

具体实现时，当清洗器处于工作停止状态时，还可以通过放大后电信号输入记录喷头伸出时间信号或水泵通电时间设定。即在工作状态下，无论短时间还是长时间按下第一设定键，均不会记录喷头伸出时间或进行水泵通电时间的设定；当通过第二设定键完成设定后，清洗器才可以工作。

其中，控制清洗器的所有程序和数据均写入PLC的E²PROM程序存储器中，在断电之后由电池提供电量，对程序及数据进行保持。在试验运行时，按下除STOP之外的任何键，控制装置均认为其为误触予以屏蔽。

实际应用时，断开电源可直接将此控制装置移动至试验场地进行试验操作，免除在试验场地进行过多的程序设置而造成试验进程延误的不便利。在试验进行过程中，试验数据也被保存到程序存储器中，如发生突然断电的情况，在恢复供电之后，可直接调出，而无需通过重新试验获取。

具体实现时，将“START/STOP”（启/停按键）中的启动与停止的间隔时间设定为0.2s，即如果按一次启动之后，再次按下，如果两次间隔小于0.2s，则系统认为此为干扰信号。因电路里的波动造成脉冲信号不稳定，会引起信号波动或者信号形状变化（由方波变成异形波）对启动与停止动作指令的误判。此设定用于滤除此类信号不稳定而造成的误判。0.2s的设定即为多次试验中的经验总结，即正常操作情况下，连续按下此键，由于人的反应时间与肌肉强度，连续操作的间隔时间不会小于0.2s。

数据处理时，程序参数设定与运行的过程脱离了电脑。将输入参数数据置于PLC中的V区某寄存器，将定时器设定为0.01s，即为分辨率，因此可将设定时间与实际运行时间分割为0.01s的整数倍。将实际运行时间换算成的倍数存于计数器中，将计数器中的数字与存于PLC中V区的设定时间做比较，如果没有满足设定时间则继续进行，如果满足，则进行下一步程序。在参数可设定的程序设计方面，要优于使用VB编写的参数设定程序。VB将设定数据置于电脑内存或者硬盘中，而每次比较都需要在PLC与电脑中进行，而此设计将设定数据也置于PLC，不仅加快了程序的运行速度，而且程序参数的设定及程序运行无需电脑即可进行。

数据输入时，使用边沿指令，使得程序仅记录按键按下次数，而忽略按下时间。如长时间按下按键，也只记录一次，避免了由于按下按键的时间不同而造成数据输入有误。在算法上，在输入时间数据时，先对V区寄存器中的数据乘以10，以后再加上下一个输入数字，省去了通常的程序设计上需要进行设定位数或者需要设计移位。

具体实现时，在按下开始键START之后，此时电机水泵接通，喷头开始伸出，如果此时按下第二设定键（即“学习”按钮），则“学习”无效，即不记录喷头伸出时间；在此时如果抬起“START”，则计时依然无效，只有在抬起“START”键的2s之后，等到喷头完全缩回之后才能启动“学习”功能。此功能使用边沿指令实现，在初次出发“START”之后，程序找到了其电平的上升边沿，在没有检测到其下降边沿之间，如果触发“学习”，则设定忽略“学习”信号的上升边沿，判定其为误触。如果找到“START”的下降边沿，则之后的“学习”上升边沿有效，即可触发“学习”功能，此时一直按着“学习”按键即可，但是真正的“学习”过程，则在找到“START”的下降边沿2s之后才真正开始“学习”，记录喷头伸出时间。其用意在于等待喷头完全缩回，因为喷头缩回完全是自然过程，不是电控过程。

综上所述，针对GB21260-2007《汽车用前照灯清洗器》中对清洗器检测方案的要求，可以根据清洗器电机通电时间或喷头完全伸出后实际喷水时间分别对时间进行设置，在客户未提供相关参数的情况下，也可按照标准要求的清洗次数与时间要求进行清洗。在完成之后，相关指示灯亮起。设置有复位装置，可在程序紊乱或者想重新设置的时候让所有数据清零。设计控制装置具有一定的鲁棒性，在试验室能够判定误触等行为，从而免除其对试验的影响。具备断电保持功能，可以在电力原因或者场地更换原因造成的设备断电的时候对所设置的程序及数据进行保持。此控制装置及方法为进行汽车前照灯清洗器测试的专用试验设备，以PLC为主体对其进行编程，从而实现对整个试验过程的智能控制。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于前照灯清洗器试验的控制装置，其特征在于，包括：输入设备、PLC、固态继电器和电机水泵，所述PLC外接24V电源，所述PLC对输入引脚的通断进行定义，将引脚的接通信息转化为输入信息，经PLC内核运算之后，将输出信号通过接线端子连接到固态继电器的输入端上；

所述输入设备输出控制信号至所述PLC，所述PLC的输出接线端和所述固态继电器的输入接线端为同一接线端，所述PLC输出电信号至所述固态继电器；所述固态继电器的输出接线端和所述电机水泵的输入接线端为同一接线端，所述固态继电器输出放大后电信号至所述电机水泵，对所述电机水泵的通断次数及接通时间进行控制，实现对前照灯的清洗。

2.根据权利要求1所述的一种用于前照灯清洗器试验的控制装置，其特征在于，所述PLC为带有晶体管的PLC。

3.一种用于权利要求1或2所述的一种用于前照灯清洗器试验的控制装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）通过放大后的电信号输入清洗时间、清洗次数和清洗模式，所述清洗模式包括：自动模式和手动模式；

通过所述输入设备设定记录实际喷水时间模式和设置水泵通电时间模式；当选择所述记录实际喷水时间模式时，清洗器喷头完全伸出到达行程终点时，记录清洗器伸出时间；当选择所述设置水泵通电时间模式时，输入预设水泵通电时间，设定第五次喷洗时间；

（2）清洗器开始工作，通过所述PLC显示清洗次数、当前次工作时间和全部工作时间；

当需要对清洗时间进行调整时，通过所述输入设备重新设置清洗时间；

（3）所述PLC通过所述固态继电器对所述电机水泵的通断次数及接通时间进行控制，当达到清洗次数或清洗时间时，清洗器停止工作。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当清洗器处于工作停止状态时，

通过所述放大后电信号输入复位信号，使清洗器的所有工作参数都归零；或，

通过所述放大后电信号输入记录喷头伸出时间信号或水泵通电时间设定信号。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，控制清洗器的所有程序和数据均写入所述PLC的E²PROM程序存储器中。

6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，清洗器的启动与停止的间隔时间为0.2s。

7.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

将外部输入参数数据置于所述PLC中的V区寄存器，定时器设定为0.01s，将设定时间与实际运行时间分割为0.01s的整数倍；所述实际运行时间与所述设定时间做比较，如果没有满足所述设定时间则继续进行当前操作，如果满足，则进行下一操作。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过边沿指令输入电机水泵的通断次数及接通时间；当输入时间数据时，对V区寄存器中的数据乘以10，再加上下一个输入数字。

9.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所有设备静止情况下按下第一设定键并保持，电机水泵接通，喷头向外伸出；喷头喷出水时，松开第一设定键，PLC记录从电机水泵接通到喷出水的时间；若先按下开始键，2s之内按下第一设定键无效；2s之后按下第一设定键有效。

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