范瑞云

摘 ? 要：現(xiàn)階段中我國對于能源的需求日益擴(kuò)大，就實際展開分析，能源固然重要，但消耗能源過程中對環(huán)境造成的危害較大，清潔能源一直以來皆為研究的重點(diǎn)所在?；诖吮尘埃妱悠噾?yīng)運(yùn)而生。但電動汽車的充電問題與充電系統(tǒng)的設(shè)計對于實際研究而言一直屬于難點(diǎn)，本文基于PLC技術(shù)展開電動汽車充電系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)，望能夠?qū)ο嚓P(guān)工作起到一定幫助，促進(jìn)電動汽車行業(yè)發(fā)展，使電動汽車能夠盡早代替大部分傳統(tǒng)汽車，實現(xiàn)能源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù) ?電動汽車 ?交流充電 ?系統(tǒng)設(shè)計 ?系統(tǒng)開發(fā)

中圖分類號：TP273 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0090-02

根據(jù)目前我國范圍內(nèi)的電動汽車動力技術(shù)展開分析，電動汽車的充電方式可分為兩種。一類為車載充電器充電，一類為非車載充電。本文所研究的電動汽車交流充電系統(tǒng)為非車載充電方式，即將充電裝置固定于地面、墻壁，利用傳導(dǎo)方式為電動汽車提供電能，保障其電量不足時能夠收獲更多的電能，實現(xiàn)較為穩(wěn)定的運(yùn)行。下文將針對此類技術(shù)進(jìn)行分析，基于PLC模式進(jìn)行充電系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)。

1 ?設(shè)計原則與功能需求分析

1.1 設(shè)計原則

設(shè)計需滿足三大原則，即設(shè)計實用原則、設(shè)計安全原則、設(shè)計智能原則。使用性原則為保障充電系統(tǒng)能夠快速且穩(wěn)定、可靠地為電動汽車所服務(wù)，于供電的同時實現(xiàn)電動汽車快速充電、用戶操作便捷、外界環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn);其次為設(shè)計安全性原則。安全性原則指設(shè)計后投入使用的過程中較為安全、具備電氣保護(hù)裝置、誤操作防護(hù)裝置、防爆、防盜裝置等;最后設(shè)計智能原則。設(shè)計智能原則為保障自動充電系統(tǒng)的穩(wěn)定與便捷性，具備自動化操作流程與智能交互設(shè)計，于無人管理情況下正常使用，發(fā)生故障及時保障。

1.2 實際需求分析

實際功能需求分析需結(jié)合實際過程中交流充電設(shè)備的需求展開。首先，設(shè)備需滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，如滿足《國家電網(wǎng)公司電動汽車充電設(shè)施建設(shè)指導(dǎo)意見》、《電動汽車充電設(shè)施的建設(shè)典型設(shè)計》等[1];其次，充電設(shè)備的各項參數(shù)需滿足實際條件下的泛用參數(shù)，如滿足交流電電壓范圍（220V±10%），頻率處于50±1Hz，額定輸出功率保持在7kW以內(nèi)等。除此以外，充電設(shè)備還需滿足于如便捷繳費(fèi)、支持移動支付、提供通訊功能、預(yù)留表位、綜合監(jiān)控設(shè)備情況等。

1.3 PLC技術(shù)

PLC技術(shù)，指可編程序控制器所展開的相關(guān)技術(shù)，其核心為一種數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，針對工業(yè)環(huán)境下的各類應(yīng)用，能夠有效適應(yīng)較大量的數(shù)據(jù)，有效存儲數(shù)據(jù)，高效實現(xiàn)工作。其主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊與編程器組成[2]。工作中，PLC技術(shù)的相關(guān)設(shè)備采用掃描方式展開工作，當(dāng)PLC處于運(yùn)行中時，相關(guān)操作由內(nèi)部進(jìn)行處理，周而復(fù)始，往復(fù)循環(huán)。此類技術(shù)的控制特點(diǎn)在于能夠有效保障設(shè)備安全性，控制充電設(shè)施的電磁干擾。本次設(shè)計中應(yīng)用此類技術(shù)，即為考慮到電動汽車充電設(shè)備長期處于外界，對環(huán)境方面的抵抗性應(yīng)較強(qiáng)，能夠有效應(yīng)對各項天氣。

2 ?各類模塊設(shè)計、實現(xiàn)

2.1 硬件模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

硬件模塊中較為重要的部分為主控模塊與通信模塊。首先由主控模塊進(jìn)行分析，其作為應(yīng)用中的核心部件，能夠控制整個系統(tǒng)實現(xiàn)各項工作，因此需將其作為重點(diǎn)進(jìn)行分析?，F(xiàn)階段中的主控模塊存在多個類型，本次設(shè)計過程中選用的主控模塊為德國西門子公司制造的模塊，配合三菱PLC技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)降低成本、提升工作效率的作用。設(shè)計過程中，本文特針對信號傳輸部分展開分析，利用原有主控模塊中的平衡驅(qū)動器、差分接收器進(jìn)行組合，提升整個系統(tǒng)的抗共模干擾性。通信模塊設(shè)計與實現(xiàn)過程中，本文根據(jù)實際需求綜合性考量，將獨(dú)立電源、體積較小、速率多、應(yīng)用方式較為廣泛作為選擇參數(shù)，最終選定FXIN-485-BD作為本次設(shè)計過程中的選擇。實現(xiàn)過程中將其與各項設(shè)備連接，切實實現(xiàn)通信功能，實現(xiàn)整體單位作用。

2.2 軟件模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

軟件模塊的設(shè)計與實現(xiàn)過程中較為重要的部分為上位機(jī)串口的設(shè)置。設(shè)計過程中已針對此類問題展開分析，將PC機(jī)的串口進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，主要內(nèi)容包括串口編號設(shè)置、波特率、校驗位設(shè)定及停止位確定。此類工作的目的在于針對控制系統(tǒng)展開鏈接，將PLC控制系統(tǒng)與其鏈接，并建設(shè)通信協(xié)議，保障安全性。實際實現(xiàn)過程中可與本文設(shè)置相同頻率，如將PLC與上位機(jī)之間的通信利用RS-485展開，將波特率控制為19200bps，選擇八位數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)通信格式，并確定1位停止位。但需要注意的是，參數(shù)設(shè)置不可照搬，需根據(jù)實際情況進(jìn)行設(shè)定，與此同時將PC機(jī)與PLC機(jī)的通信協(xié)議達(dá)成一致，不然將會出現(xiàn)正常通訊功能無法展開的現(xiàn)象。

3 ?充電管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

3.1 人機(jī)交互界面的研究與實現(xiàn)

人機(jī)交互界面的設(shè)置需結(jié)合實際展開，研究與實現(xiàn)過程中需注意滿足實際需求，即能夠有效顯示充電設(shè)備的運(yùn)行信息、具備一定的操作提升功能、正常顯示計費(fèi)系統(tǒng)信息等。實現(xiàn)過程中可利用各項工控組態(tài)軟件進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)與實現(xiàn)，利用各項編程軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互與系統(tǒng)建設(shè)。以觸摸屏界面的設(shè)計為例進(jìn)行分析，選擇正確的顯示設(shè)備后，可針對實際操作流程展開設(shè)計，如待機(jī)界面設(shè)計、用戶交互設(shè)計。用戶交互過程為用戶實施充電操作，將充電卡置于設(shè)備讀卡器上方，設(shè)備讀取到卡片記錄，產(chǎn)生頁面交互，提示用戶進(jìn)行刷卡操作。當(dāng)用戶開始操作后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)給客戶三類操作方式，分別為加滿、按時間充電、按度數(shù)充電。用戶根據(jù)自身請款選擇合適選項進(jìn)行操作[3]。實現(xiàn)過程中需要注重系統(tǒng)反應(yīng)速度與讀數(shù)顯示正確性，以便切實提升充電便捷度與用戶體驗。

3.2 計費(fèi)系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

計費(fèi)系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)需依靠計算機(jī)常數(shù)K值展開。實現(xiàn)過程中需要有效把握此類數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)計算與上文所述的計量參數(shù)顯示結(jié)合。本次設(shè)計、實現(xiàn)過程中著重針對顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，觸摸屏顯示數(shù)據(jù)為四位，為編程簡單，PLC中使用整數(shù)表示，即ABCD，常數(shù)K值為160。將此類參數(shù)設(shè)置到電度表中，可保障程序計數(shù)較為精確。充電設(shè)備充電計數(shù)過程中，接通電源開關(guān)Y0后，PLC輸入端X0接收到信號，將信號發(fā)送至計數(shù)器C0處，當(dāng)C0處計數(shù)達(dá)到160，則數(shù)據(jù)顯示器D0+1，算作一個單位讀數(shù)，隨后計數(shù)器歸零，開始下一個周期的計數(shù)，到達(dá)160后D0再次+1，C0清零。最終根據(jù)充電結(jié)束后的D0計算充電數(shù)據(jù)。

4 ?結(jié)語

綜上所述，本文針對實際過程中的，基于PLC技術(shù)開發(fā)的交流充電系統(tǒng)進(jìn)行分析，將其中較為重要的部分作為例子進(jìn)行分析與描述，意在保障單位發(fā)展，使設(shè)備運(yùn)行較為穩(wěn)定，有效提升整體發(fā)展與設(shè)備穩(wěn)定性，實現(xiàn)電動汽車智能充電、高效充電。

參考文獻(xiàn)

[1] 張勇敢，宋樹祥，袁偉強(qiáng).電動汽車交流充電管理系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)[J].測控技術(shù)，2018，37（6）：160-163，167.

[2] 周娟，魏琛.電動汽車交流充電樁諧波分析及諧波抑制研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2017，45（5）：18-25.

[3] 李軍求，吳樸恩，張承寧.電動汽車動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)的研究與實現(xiàn)[J].汽車工程，2016，38（1）：22-27.