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一、 前言

    特種車輛是針對非常規(guī)車輛的統稱，包括軍事、醫(yī)用、環(huán)保、建筑、起重等不同的分類。因特種車輛大多需要有動作機構，這些動作的控制大多采用PLC來完成。

    因特種車輛工作環(huán)境差，通常需要這種專用PLC能夠完成抗高低溫、防水、防塵、防鹽、沖擊、振動等常規(guī)PLC無法勝任的工作。為此，德維森公司針對特種車輛開發(fā)了專用可編程控制器V80-U。

二、 特種車輛專用PLC V80-U特點

V80-U的性能指標如下：

表一《電氣和環(huán)境規(guī)格表》

    V80-U系統結構與V80標準系統結構一致，技術指標和軟件性能也與標準系統一致。V80-U采用模塊化結構，由一個本體單元和多個擴展單元構成，如下圖所示。

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    V80-U是在寬溫系列的基礎上改進而來，符合國軍標GJB150、GJB151A/152A，實現了高低溫運行、儲存、抗振、抗沖擊、抗電磁干抗等方面的全面提升。

2.1 性能改進

1、溫度范圍

    對V80標準型設計進行相應的改進，首先是結構材料的更換，包括PCB板材、塑料、開關、端子全部更換成軍用級材料，保證在極端惡劣的環(huán)境下可靠的工作；然后是電子元器件采更換為軍用級的電子元件，包括電容、光耦、繼電器在內的一些比較敏感的器件；最后是所有內部的接插件，為適應軍標寬范圍的應用將全部選用鍍金的接插件，部分更是改成直接焊接，以減少沖擊和溫度變化造成的接觸不良等。

2、抗沖擊、抗振動

    為了能達到軍標的要求，我們在各層電路板上灌封了防火導熱抗振硅膠。

3、防水防塵

    目前為達到防水防塵的目的，V80-U采用將PLC內置于防水防塵的電控箱內的方式，并且在V80-U模塊內加灌硅膠。

4、抗電磁干抗

    目前V80-U在抗快速脈沖群方面可以抵抗5KHZ、10KHZ、100KHZ的快速脈沖群達3000V之高，其它的如靜電、浪涌等方面也達到IEC61131-2的標準。

5、寬電源范圍

    直流輸入范圍可達DC18～36V，交流輸入范圍可達AC85～265V。

2.2 灌封用電子硅膠特點

    專業(yè)設計：該產品專門根據電子，電器及其他應用需求設計開發(fā)，品質恒定。

    優(yōu)良電氣特性：該產品是最理想的電氣及電子產品的絕緣密封材料，即使用於溫度及濕度常有變化的場所也能 保有穩(wěn)定的電氣特性。

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    耐熱、耐寒特性：該產品使用溫度范圍廣泛，適用於-50℃～250℃。連續(xù)使用時從-40℃～180℃，也能保持穩(wěn)定性能

    耐候性：該產品具有優(yōu)越抗紫外線、臭氧、水分、鹽霧、霉菌等特性，既使在戶外使用三十年也幾乎不變質。

    抗震性：具有彈性機能，吸收振動及激震，保護電氣及電子零件、玻璃等易脆物質。

    化學性能穩(wěn)定：和一般有機橡膠比較，抗化學物質及油劑特性特別優(yōu)越。同時，有些產品絕不腐蝕金屬

    專業(yè)灌封：除去低分子量有機矽產品，專業(yè)為電子，電器及一般工業(yè)設計的硅膠產品，獲得UL、MIL等多種國際認證。

2.3 通信接口與協議

    三個通信接口其中一個RS232、一個RS485和一個CAN接口，前面兩個接口均可以支持編程和ModBus從協議，RS485還支持Modbus主協議，可以支持聯網通信，CAN接口用戶層協議采用ModBus的數據鏈路層。

通信接口的選擇：

    1、數字量IO通信：數字量IO的輸出一般是繼電器或晶體管輸出，會存在抖動和時延的問題，造成誤判和誤動。同時，數字量IO的輸入也是經過光耦進入CPU的，同樣存在抖動和時延的問題。

    一般大家為了增強數字量IO口的抗干擾能力會在輸入輸出上加上下拉電阻，可以起到一定作用的，但無法從根本上解決，還會造成光耦的提前老化，從而使產品壽命減短。一般該通信方式的通信速度不應超過10Hz，因為PLC的標準IO口的濾波時間是10mS，再加上雙方之間的錯位與時延應為30mS以上，其通信距離應控制在10m以內。

    2、RS232通信：因為RS232是電平通信方式，因此無法抗共模干擾，一般要求RS232線不要超過10米，通信速率一般在19200以下才能在現場環(huán)境可靠通信。RS232不適合作長時間高可靠要求的通信。

    3、RS485通信：RS485是差分通信方式，可以有效的抗共模干擾，RS485是許多種現場總線的物理層，包括ModBus、ProfiBus等。RS485的通信速率為1200至12M之間，通信距離為1000m以內，與通信速率相關，如果波特率為1.2M則通信距離要在300m以內。

    4、CAN通信：CAN是為汽車內部控制開發(fā)的現場總線，目前在其它工控現場也得到了廣泛的應用。優(yōu)點是速度快，可靠性高，但缺點是單幀的通信流量比較低，無效字符占的比例較多。

三、 結論

    V80-U是專門針對特種車輛開發(fā)了專用PLC，具備以下性能優(yōu)勢：

1、 寬溫范圍
    運行環(huán)境溫度為-40℃ ～ 80℃。

2、 抗沖擊振動
    模塊內灌封了防火導熱抗振硅膠。

3、 防水防塵
    PLC內置于防水防塵的電控箱

    因此，V80-U能夠完全滿足特種車輛對抗高低溫、防水、防塵、防鹽、沖擊、振動等常規(guī)PLC無法勝任的工作的特殊要求。