AGV系统在汽车行业中的应用5篇

第一篇：AGV系统在汽车行业中的应用

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AGV系统在汽车行业中的应用

自动导引车(Automated Guided Vehicle)通常称AGV,自动导引车系统(Automated Guided Vehicle System)通常称AGVS。AGV是一种无人驾驶搬运车,它可以按照监控系统下达的指令,根据预先设计的程序,依照车载传感器确定的位置信息,沿着规定的行驶路线和停靠位置自动行驶。AGVS由中央监控系统,AGV,通信系统,地面导引系统,装载、卸载站及其移载装置,充电站等组成。自动导引车系统广泛应用在仓库,工厂, 码头,机场中的自动化仓储系统,柔性加工,柔性装配系统,以实现物流的自动化。本文将阐述我公司生产的应用在汽车工业中的各个类型的 AGVS的主要技术指标和性能特点。

近年来，国内主要汽车制造厂商在汽车及总成的装试领域都加大了技术投入和技术创新力度，在汽车装试的生产组织、信息管理和物流技术等方面取得了不小的进步。如今汽车制造技术的总趋势是：柔性化、灵捷化、智能化、信息化，围绕这一技术发展趋势，国内各主要汽车制造厂商在汽车装试技术中应用了各种类型的AGV技术。

AGV是现代物流系统中的关键设备之一，以电池为动力，进行非接触式导引，并可根据实际需要配备不同的移载机构，以完成相应的操作任务。

如今，越来越多的汽车制造厂将AGV技术运用到他们的装配线和物流作业中。为此，国内出现了适合于汽车装配生产线及发动机装配生产线磁带导引AGV系统，用于汽车总装和发动机、变速箱装配，从而取代传统的地链或输送机模式。AGV系统还能够满足装配线混流作业和今后汽车个性产品规模定制生产方式的需求。

AGV系统作为汽车、发动机装配生产线的子系统，上位控制计算机可配以相应的通信模块与生产线控制系统进行通信连接。一般AGV控制系统划分为上位控制和AGV单机控制两大部分，各控制层界面清晰、控制功能明确、结构清楚。

通常，AGV上位控制系统负责任务（装卸操作、充电等）生成、车辆调度、交通管理、通信管理及可视化监控等；AGV单机控制系统根据上位系统下发的任务完成AGV单机的导航／导引计算、车辆驱动及自动装卸货工作（在汽车装配线中通常是人工装卸）。

在汽车装配线中AGV的任务是顺序执行的，AGV的车辆调度和交通管理并没有任何优化过程，因此AGV单机的数量完全取决于制造商的生产能力和AGV自身运行的速度，与系统优化调度无关。

沈阳新松机器人自动化股份有限公司开发的AGV及其控制系统采用多种精确导航技术，保证了AGV快速运行、精确定位，实现了工作区域内全方位自由行走、自动安全避让等功能。从1992年开始，此产品已经大规模应用于汽车工业生产中，实现了发动机、后桥、齿轮箱等部件的自动化柔性装配及其零部件的自动配送以及发动机总成和后桥总成与车身的动态装配。深圳稻草人自动化培训 www.xiexiebang.com

以下就汽车行业中应用的几种典型的AGV系统进行阐述。

分装线AGV系统：

传统的生产线一般都是由一条连续的刚性传送设备组成，短则数米，长则数百米，如汽车发动机总成装配线、后桥总成装配线等。存在的突出问题是：

①要求每一道工序的节拍统一，否则就会因任何一道工序的停顿耽误而影响整条生产线的进程，如缺料、缺件、废品或出现意外问题。

变速箱分装AGV系统

②要求厂房很大很长很高（对于较大较重的要用行车起吊），土建成本高。

发动机分装AGV系统

③连续的生产线隔断了通道，造成供应线路长，人和车辆过往不方便。深圳稻草人自动化培训 www.xiexiebang.com

后桥分装AGV系统

④连续的生产线需要大量设备，投资成本较高。⑤刚性生产线使得一些本可以同步、交叉进行的工作失去机会。

AGV在分装系统的应用之后，不仅作为无人自动搬运车辆使用，也可当作是一个个可移动的装配台、加工台使用，他们既能自由独立地分开作业，又能准确有序地组合衔接，形成没有物理隔断，但能起动态调节作用，高度柔性的生产线。AGV作为可移动的载体，不但能够实现输送作用，而且可以根据各个工序的装配工艺，调整被装配体的各轴向的姿态调整，很大程度上提高了生产效率，降低了人工的劳动强度和难度。而且AGV系统能够完全适应目前大规模定制生产和混流装配模式，在满足客户个性化需求的同时，保证了较低的生产成本和较短的交货期。适应生产多品种产品的市场需求，提高企业的组织和设备重组能力和对市场做出敏捷反应的能力。

物料配送AGV系统：

轿车在混流生产的情况下，由于不同车型共线生产，各种车型需要装配的零部件不同，物料的准确及时供应对于不同车型共线生产成为轿车生产企业重点要考虑的问题。总装线上物料配送把所需的物料及时准确地送到所需的装配工位上，包括供货方进货到位于总装厂附近的物流配送中心储存，再配送到总装配线工位的整个物流的配送过程。一个好的AGV物流系统应该能够“在正确的条件下，将正确的物料按正确的数量在正确的时刻运送到正确的地点”。深圳稻草人自动化培训 www.xiexiebang.com

发动机箱体配送AGV系统

仪表盘配送AGV系统

小型零部件配送AGV系统 深圳稻草人自动化培训 www.xiexiebang.com

物料配送AGV系统是一套专门为汽车生产、装配线设计的自动化物流系统系统。物料配送AGV系统通过安装在工位旁边一定数量的按钮实现物料呼叫请求，并通过车间现场和物料存储区设置信息显示板来反馈生产线上的物料呼叫请求。配送AGV系统的上位系统会实时记录下每一次物料请求发生的时间、地点和对物料请求的响应情况，并对此进行分析。物料配送系统允许操作者在其工作地点提出所需零部件的请求，指示AGV将此物料自动输送到所请求的操作者生产场地。操作者可通过AGV上装载的触摸式显示终端，获取物料的各种信息，并可通过此终端对AGV进行其他的任务操作。

底盘合装AGV系统：

底盘合装AGV是汽车总装生产线实现装配自动化的关键设备。

汽车总装生产线实现装配自动化的主要难点集中在：汽车发动机、后桥、邮箱、排气筒等底盘部件合装的自动化。由于发动机、后桥质量大、体积大、形状复杂，而且必须在汽车总装自动化生产线设定的发动机、后桥装配工位，与汽车总线上输送的车体实现定位合装，这就意味着自动化设备与汽车总线输送的车体必须可实现动态跟踪：确保动态行进中的定位精确——实现合装的先决条件；同时具有一定的承载能力、举升能力、操作灵活性和可靠的安全防护措施。

合装型AGV是先进制造技术改造和提升传统装备的典范，对促进工业化发展有着重大意义——改变了传统汽车工业装配模式，大大降低了汽车装配生产成本和工人的劳动强度，使汽车装配更加经济、高效、快捷——合装型AGV作为高科技技术产品，为汽车工业的繁荣、发展作出了卓越的贡献。

新松公司充分利用自己的科研技术力量，攻克了一个个技术难关，成功开发、研制出多种合装型AGV系统，适应各种车型的底盘合装任务。

下文列举了几种典型的合装型AGV系统，并就其特点进行描述。

轻载单举升AGV系统 深圳稻草人自动化培训 www.xiexiebang.com

特点

车体小，工作区域面积小，运动灵活。

采用筒式举升机构，可承载小于1000kg的底盘部件。

适用于小型汽车的底盘部件合装。

重载单举升AGV系统

特点

采用丝杠剪式举升机构，可获得更大的举升能力，可承载1200kg以下底盘部件。适用大、中型汽车的底盘合装。深圳稻草人自动化培训 www.xiexiebang.com

轻载双举升AGV系统

特点

能够全方位行驶。

可同时装载动力和后桥总成。

采用筒式举升机构，可承载小于1000kg的底盘部件。适用于中、小型汽车的底盘部件合装。

重型双举升AGV系统

特点

能够全方位行驶。

可同时装载动力和后桥总成。

采用丝杠剪式举升机构，可承载1200kg以下底盘部件。适用于大、中型汽车的底盘部件合装。

同步升降型双举升AGV系统 深圳稻草人自动化培训 www.xiexiebang.com

特点

能够全方位行驶。

可同时装载动力总成、后桥总成、排气总成、驱动轴总成。前后举升具有同步升降功能。

适用于大、中型四驱车和有特殊工艺要求的汽车的底盘部件合装。

可变轴距双举升AGV系统

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特点

能够全方位行驶。

可同时装载动力和后桥总成。

采用螺旋举升机构，可承载1500kg以下底盘部件。

前后举升间距可在2438mm~2946mm之间变换，可兼容多种不同轴距车型的合装。适用于大、中型汽车的底盘部件合装。

载人提升双举升AGV系统

特点

能够全方位行驶。

可同时装载动力和后桥总成。

采用丝杠剪式举升机构，可承载1200kg以下底盘部件。AGV发动机举升前端设置有可升降载人平台

适用于发动机装配有特殊装配工艺要求的底盘部件合装。

以上只列举了新松机器人自动化股份有限公司几种具有代表性的AGV产品。新松公司凭借其功能强大、成本合理、运行可靠等诸多优势，不仅已占有百分之九十九的国内汽车装配制造业市场，而且产品成功出口到意大利、墨西哥、印度、俄罗斯、加拿大等国家，跻身国际汽车装配市场,获得了良好的国际市场信誉、企业品牌知名度。AGV在汽车行业的广泛应用将带来的是国内汽车行业的全面变革，我们沈阳新松机器人自动化有限公司致力于为客户提供更加可靠更加先进的设计，满足不同生产商的特定需求，推动AGV市场产品多样化的发展。

第二篇：记忆合金在汽车行业中的应用 emily

记忆合金在汽车行业中的应用 引言

形状记忆合金(SMA)是70年代开发的新型金属材料, 它具有形状记忆效应(SME)及集感知与驱动为一体的特性引起了科技界和工业界的极大兴趣与关注, 一度在世界范围形成热潮。近10 年来，形状记忆合金的研究和应用开发，发展得很快，合金品种也逐年增多。应用涉及的范围极广，包括航空航天、电子、机械、医学、能源、化工和家电等，几乎涉及到产业界的所有领域。[1]我国研究形状记忆合金已有20年的历史，在理论研究和应用开发方面取得了可喜的成绩，但与国外发展现状相比，还有较大差距。形状记忆合金在常温下非常柔软和极易变形, 能实现热弹性马氏体转变, 具有形状记忆功能, 即将其制造成某一形状后记住此形状, 然后经加热可恢复原来形状。因此在汽车上得到了一定的应用。记忆合金的研究与在汽车上应用的发展

2.1 研究

形状记忆合金(Shape Memory Atloy简称SMA)是一种不忘记原来形状的金属,变形后再加热可以返回原来的形状, 具有再现形状记忆效果。它是近二、三十年新兴发展起来的一种新型工程材料, 被人们称之为“跨越21 世纪的理想材料”。国内外近几年来对这类合金的理论和应用研究十分活跃, 进展迅速。形状记忆合金主要有两大特性: 一是形状记忆效应, 二是超弹性效应。迄今为止,已发现有十几种形状记忆合金系, 其中在工业上有实用价值的有Ni一Ti合金、Cu 基合金、Fe 类合金等。由于它具有形状记忆、自动作功、超弹性、节能、热敏等特殊性能, 引起了工业界广泛的重视, 八十年代在世界范围内掀起了一股“ 记忆合金热, , 目前已在工业自动化、能源、航天航空、医疗卫生、仪器仪表及机械制造等工业领域得到应用[2]。2.2 汽车应用的发展

SMA所具有的记忆及温度特性, 是可用于汽车上多种调节器的新型热敏元件材料, 推动了新型制动器的设计。其显著优点是: 力量大, 位移大, 体积小, 制动类型多(直线、弯曲、扭转以及它们的组合), 单位体积(或单位重量)的能量高, 可以在很小的温度范围内实现运动(而且可由合金成分等预先调节确定这个温度范围), 输出功率比静热双金属片高10多倍;同时, 形状记忆制动器通常仅由一个金属件组成, 安装更紧凑且具有体积小、行程大、无噪音及安全可靠等优点。

70年代以来，形状记忆合金的应用与研究非常活跃。美国海军以Ni一Ti合金接头用于飞 1

机液压管道的连接,在30万例中尚无失败的报导，哈佛医学院首先用Ni-Ti合金制成腔动脉过滤器;英国Dalta记忆金属公司用Ni一Ti或Cu一Zu一A l合金制造恒温器、冷热设备控制器自动控制设备等产品, 有的已使用50万次, 尚未发现疲劳、“ 蠕变”或其它偏离性能指标的变化;日本在形状记忆合金方面开发了如能源转换器、机械手等。我国SMA的研究始于1976年,近几年对SMA材料的研究工作十分活跃, 在医疗、航空等方面都进行了应用偿试。随着时间的推移, 其性能会逐步得到完善。从简单器具到家用电器, 从电子机械到汽车工业, 从儿童玩具到能源转换器, 从医疗器械到宇航技术, 都可以实现它的作用。记忆合金应用于汽车的部位及其原理

3.1 散热器面罩活门

丰田汽车采用钛镍系形状记忆合金制成散热器面罩活门，其工作原理是：当发动机室内温度低于设定温度时，形状记忆合金弹簧呈现压缩状态，活门关闭，当发动机室内温度高于设定温度时，弹簧呈伸长状态，活门打开，冷空气导入发动机室内。3.2 水箱温控器

汽车温控器是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系统的散热能力，保证发动机在合适的温度范围内工作。在现有的技术中，汽车温控器是利用石蜡的热膨冷缩来进行控制。在水温低于70℃时，温控器膨胀筒处于收缩状态，主阀门关闭；当水温高于80℃时，膨胀筒膨胀，主阀门渐渐打开，散热器内循环水开始流动。温控器必须保持良好的技术状态，否则会严重影响发动机的正常工作。如温控器主阀门开启过迟，就会引起发动机过热；主阀门开启过早，则使发动机预热时间延长，使发动机温度过低。然而用这种温控器有很多缺点，首先，在对温度的控制上不是非常敏感，温控器的打开和关闭置后。其次，石蜡温控器在加工制造中比较麻烦，石蜡在温度较高时溶化，所以要解决石蜡的密封问题。如果利用记忆合金弹簧来实现温控器的开启和闭合将会很方便。如图1所示[3]。

3.3 在汽车自动储能装置中的应用

汽车行驶时, 用来加速的耗能量几乎占全部耗油量的一半, 并且, 其燃烧所获得的能量大部分在减速或停车时通过制动器被浪费掉。在制动器上安装储能装置, 可以把浪费的能源吸收回来, 用于下一次的加速。这样, 既能降低油耗, 又有益于环境保护, 减少废气排放和噪音。这种装置的储能元件可由SMA做成。它可以储存超弹性材料SMA的应变值所允许的机械能。

3.4 在汽车风扇离合器中的应用

在水冷式发动机上, 风扇一般装在发动机水泵轴或曲轴的前端, 其转速及扇风量一与发动机的转速成正比。因无离合器装置, 所以无论发动机需要散热还是升温, 它都煽风散热, 不能与发动机的工作需要相协调。这样, 便浪费了燃料, 增加了起动预热时间,而且在高速行驶时噪音大, 在冬季及寒冷地区, 使发动机过冷, 增加磨损。采用风扇离合器, 可以根据发动机工作条件的需要进行自动调解冷却程度, 避免上述缺点。目前, 风扇离合器主要有硅油式、电磁式等几种形式。由于SMA具有感温、驱动两种功能, 同时又可以从工作环境吸收热能, 所以, 可用其取代离合器中的自动系统, 这样, 使整个系统的结构简化, 成本大幅度降低。又由于SMA具有耐腐蚀性能,所以, 不需要设置保护装置。因此, 用SMA代替现有形式的风扇离合器, 具有很大潜力[4]。3.5 在汽车百叶窗的自动控制系统中的应用

通常, 为了改变通过散热器的空气流量, 在散热器的前面设百叶窗或挡风帘。百叶窗由驾驶员通过装在驾驶室内的手柄来操纵。但是, 这种手动百叶窗零件多, 结构复杂, 成本高。目前, 最先进的自动开闭的百叶窗是采用蜡膨胀元件, 它随水箱温度变化而动作。由于SMA具有感温和驱动两种功能,故可利用它作百叶窗自动开启的控制系统。当冷却水温降到某一温度时, SMA恢复到原始状态。此时, 由于SMA元件的变形,带动百叶窗部分全部地关 3

闭, 以减少吹过散热器的空气流量, 使冷却水温回升;当冷却水温升高到某一温度时, SMA又开始变形, 并带动百叶窗部分或全部打开, 增加吹过散热器的空气流量, 使冷却水温度降低。这样, 根据水温的变化,SMA元件可带动百叶窗自动地循环开闭, 实现控温。利用SMA做百叶窗的自动控制系统,不仅使其结构简化、成本降低, 而且使驾驶室制造工艺得到简化, 并减轻驾驶员的操作强度。3.6 手动变速器防噪声装置

此装置通过调整拖曳阻力降低在润滑油温度升高时发生咔啦声, 采用的形状记忆弹簧和回程弹簧一起安装在手动变速器拨叉上。变速器油温升高, 形状记忆弹簧把同步器锁止环推压在齿轮圆锥面上而产生拖曳阻力, 补偿油温升高拖曳阻力的下降, 从而降低异常噪声。低温时, 形状记忆弹簧在中间位置, 拖曳阻力保持在中间位置, 不影响汽车行驶[5]。3.7 汽车轮胎防滑

汽车轮胎防滑采用防滑钉, 但防滑钉损坏无积雪的路面, 希望防滑钉能根据路面状况可伸缩。无积雪时, 由于车速较高, 即使路面温度不高, 轮胎的温度也相当高;积雪路面, 一般都是低速行驶, 轮胎与雪的接触良好, 轮胎温度下降。形状记忆合金防滑钉可在不同路面上利用温度变化产生伸缩, 即在无雪路面受热缩进轮胎, 积雪路面受冷伸出轮胎, 起到既防滑又不损坏路面的作用。

3.8 防燃料蒸发气体排放装置(电磁阀)此装置原理如图5所示。通电运行中, 电磁线圈将形状记忆弹簧加热, 阀在电磁力的作用下被强制关闭;停止运行后, 电磁力消失, 形状记忆弹簧的回复力将阀打开排出汽化气;经过一定时间后, 形状记忆弹簧温度下降, 回程弹簧的弹力又将阀关闭。如图所示

3.9 变速器补偿垫圈

利用Ti 一N i合金制作的蝶形或波浪垫圈, 可产生1000N 以上的力和0.5mm左右的变形, 用于钢轴和铝壳的变速器, 使它达到操作温度时可以恢复其预加载荷。日本丰田公司在斯普林特(sPrinter)和卡里布轿车上已采用此类弹簧。3.10 换挡控制阀

将Ti一Ni形状记忆合金弹簧装入自动变速器的控制阀, 优化换挡压力, 消除汽(特别是柴油车)在冬天换挡的困难, 在自动变速器中, 用SMA控制换挡转速控制阀, 改善了燃油效率和催化、裂化效率。这是由美国Raychem公司与德国Mereedes一BensAG公司联合开发并应用于1989型默塞茨轿车上。3.11 汽车雾灯的保护装置

日本进口电机制造所在雾灯罩自动开闭装置上采用现状记忆合金。将形状记忆合金弹簧串联在雾灯电路中，作为电阻而发热，当温度达到形状转换点以上，由于恢复原形而产生拉力，使连接器杆被拉下，使覆盖雾灯玻璃的四页通风选择90°，即打开灯窗。如切断电源，形状记忆合金弹簧的拉力减小，回位弹簧力增加，连接器杆恢复原状，使通风窗反向转动，从而关闭了通风窗[6]。前景与趋势

4.1 前景

记忆合金主要有三大类——NI Ti ,Cu 基,Fe 基，其中NI Ti 具有最佳的形状记忆效应, 性能稳定, 特别是在生物工程材料中由于需在人体内使用而必须采用NI Ti合金。但价格最高, 目前大约为人民币400 0~5 000 元/公斤, 因此目前主要应用于航空航天, 军事装备, 石油化工, 仪器仪表, 自动控制等领域。Cu 基合金很有应用潜力, 但目前还看不到可能的突破点。铁基形状记忆合金由于其低廉的价格, 良好的机械加工性能和焊接性能, 可接受的不低的回复应力(180MPa)及一定的耐腐蚀性能, 在民用领域具有特殊的优越性[7]。其中最有吸引力的应用领域是在工况需要一定耐腐蚀性能时管件的管接头。这是因为在很多有腐蚀环境的工况下都希望不使用焊接方法连接工件,因为焊接会导致应力腐蚀, 晶间腐蚀, 刀线腐蚀等, 使装备或部件很快报废。4.2 趋势

从上述可见这种新型功能材料已成功地得到了应用。此外, SME 的本质是马氏体相变的结果, 过去只对淬火钢的马氏体转变感兴趣, 今后必须充分认识到马氏体转变包含新的作用, SME合金的开发为马氏体相变的理论研究开拓了新的领域,可以预期不久的将来会有新的发现和应用。

参考文献

[1] 吕莉雯,李子卿.形状记忆合金及其在汽车等方面的应用[J].世界汽车.1985(01)[2] 王英彦.形状记忆合金及其在汽车上的应用[J].汽车技术.1991(01)

[3] 韦尧兵,王祥龙.记忆合金在汽车水箱温控器中的应用[J].机械.2006(04)

[4] 周涟庚.形状记忆合金及其在汽车上的应用状况[J].上海工程技术大学学报.1996(02)

[5] 付百学,关怀.形状记忆合金在汽车上的应用[J].汽车工艺与材料.1997(10)

[6] 徐国,彭生辉.汽车上具有记忆的金属——形状记忆合金[J].汽车与配件.2003(21)[7] 杨冠军.形状记忆合金在汽车上的应用[J].钛工业进展.1993(05)

第三篇：浅谈计算机控制系统在汽车行业的应用

浅谈计算机控制系统在汽车行业的应用

关键词:计算机控制;汽车行业;汽车性能测试;汽车监控;汽车检测 摘要:一直以来汽车工业都是国家经济发展的支柱产业之一。随着社会的进步，经济的发展以及我国入世以后汽车行业的迅速发展，这就把汽车行业对科技水平需求提升到了一个新的高度。文章就计算机控制系统在汽车行业中的一些重点应用问题进行了综合论述。

我国入世以后汽车行业得到了迅猛发展，汽车已逐渐成为人们生产和生活中不可或缺的工具。目前，我国是全世界机动车保有量增长最快的国家（2007年末统计超过2300万辆）。这也就强烈的促进了汽车行业的发展。与此同时，现计算机控制技术已渗透到汽车的各个组成部分，汽车的结构变得越来越复杂，自动化程度也越来越高。不过对于汽车行业来说，从宏观角度来看计算机控制系统表现最为突出的是在：汽车出厂前的性能测试、汽车出厂后的监控及汽车检测三大方面。下面我们首先来看一下：

1．计算机控制系统在汽车性能测试方面的应用

由于电子技术的飞速发展，测试技术日新月异。应用先进、成熟的测试技术，是成功开发性能优良、经济实用的汽车性能测试系统的基本原则。在汽车性能的测试方面，最常见的计算机控制系统包括：

1.1 PLC控制系统

可编程序控制器PLC(Programmable Logic controller)控制系统:PLC是重要的机电一体化产品，其主要功能是开关量控制。起初主要用于替继电器控制，目前已发展到具有模拟控制功能，因而应用范围也有所扩展，形成了以PLC为核心的控制系统模型。

1.2 面向对象控制系统

面向对象的控制系统是利用典型基础控制产品，针对特定应用对象进行系统设计和二次开发，二次开发的重点是系统结构、专用系统或部件以及应用软件的开发。这种系统由于其针对性强，因而能够做到系统紧凑、价格低廉，并能实现EIC（电控、仪控、计算机）一体化。

1.3 DCS控制系统

分布式控制系统DCS(Distributed control of system)，DCS是当今汽车过程工业自动化的主控系统，特点是控制分散、操作显示集中、系统具有很高的可靠性和很强的功能。

1.4 模块化控制系统

近年来控制模块和模块化控制系统得到发展。模块化控制系统是以模块为基础，组成高度可配置的、分布式采集控制系统，这种系统当I/O出现故障时，只需要调换故障的模块，而不需替换整个系统。模块化控制系统的持点是：结构简单、安装方便、组织灵活、可扩展性较好、可靠性高、维护方便。

2.计算机控制系统在汽车监控方面的应用

从上世纪末90年，电子信息技术越来越多地进入交通运输部门，并逐渐形成一个崭新的工程领域，即智能交通系统ITS(Intelligent Trans Portation System)。所谓智能交通系统，就是通过采用先进的电子技术、信息技术、通信技术等高新技术，对传统的交通运输系统及管理体制进行改造，从而形成一种信息化、智能化、社会化的新型现交通系统。

2.1车载端计算机控制系统的职能归纳

车载端计算机控制系统的职能可归纳为：首先，精确定位:车载监控终端全天候24小时连续不断的接收GPS卫星信号，从而为系统提供车辆的位置和速度，定位精度可达10米。其次，记忆功能:车载监控终端具有存储车辆位置/模拟量/异常信息的功能，而且可存储长达两个月的车辆位置/模拟量信息。第三，控制功能:车载监控终端接收到监控中心的控制命令后，对车辆执行控制动作。第四，通信功能:在GSM网络覆盖范围内，车载监控终端可与监控中心进行数据交换。最后，防劫报警职能:在车辆遭受抢劫时，驾驶员触动一个隐蔽报警按钮，即可在自保的同时等待援助。

2.2监控端计算机控制系统的职能归纳

监控端计算机控制系统的职能可以归纳为：首先，数据预处理:通信服务器从Internet上接收到车辆的信息之后对信息进行初始的验证、校验、数据日志处理。并将待处理的信息分发给有处理能力的监控终端。其次，数据跟踪:将移动车辆的实时位置以列表的方式显示出来。第三，跟踪监控功能:服务器端可以实现对多终端的跟踪监控，系统实现采用TCP/IP协议，采用此协议是因为该协议可以保证信息传输的可靠性和实时性。第四，报警功能:终端设备报警分为预报警，实际报警，以及报警解除三级报警状态，这主要为了避免误报警情况发生，当服务器端收到终端设备预报警信息，则弹出报警对话框，并且在预报警车号列表框中列出发出预报警信息的车号，双击其车号可以使系统定位到该车上，预报警情况不会使系统自动定位该车号的终端。

3.计算机控制系统在汽车检测方面的应用

对于计算机控制系统在汽车检测方面的应用，我们需要从汽车管理检测和汽车故障检测两方面来进行分析。

3.1计算机控制系统在汽车管理检测方面的应用

其实也就是常说的“多站点汽车检测动态管理网络系统”主要是利用计算机信息技术实现道路运输管理部门对多个汽车检测站的检测数据进行实时传输与检测结果的自动判断，实现车辆二级维护备案，并实现对道路运输车辆技术状况的实时监控和道路运输车辆相关信息的自动化传输，该系统还可以对汽车维修企业的二级维护车辆的一次检验合格率进行监控，该系统可以应用于所有道路运输管理部门，以及其相应的检测站，利用网络技术实现车辆技术管理及信息传递的自动化，满足交通部4号令的要求。该系统采用分级分布式星型网络结构，网络各工作站点通过集线器相互连接构成检测系统局域网络，完成数据通信和信息传输;通过调制解调器能方便地与电话网连接，加入Internet国际互联网，实现局域网与局域的远程通信，从而构成广域网。其车辆检测、办理车辆技术等级评定和二级维护签章实行封闭式自动检测和流水作业办公。3.2计算机控制系统在汽车故障检测方面的应用

经过多年的发展，目前国内的汽车故障检测维修行业已具相当规模。大部分汽车综合性能检测站均采用了计算机控制系统，汽车维修企业也应用维修信息管理系统，一定程度上实现了检测自动化和管理科学化。

3.2.1 计算机控制系统可以为汽车故障检测提供技术支持

通过计算机控制系统完善汽车行业整体信息化之后，维修企业就可以通过一个公共的专家数据库查询需要的维修技巧并将自身的工作经验与同行共享；一个维修企业的配件储存是有限的，但如果将每个维修企业甚至供应商的配件仓储量、型号和规格等登入信息网，可以较好地解决企业配件短缺但一时难以购置的问题；为车主提供周到迅速的服务，应是每个维修企业追求的目标之一，车辆检测不合格需要进厂维修时，维修企业可以通过网络查询到该车辆的原始检测数据和汽车性能曲线，极大地提高维修效率和准确性。

3.2.2 计算机远程故障控制系统对汽车行业的现实意义

目前我国汽车维修行业已经从完全依靠检查者的感觉和实践经验进行诊断的阶段，发展到了利用专门设备进行综合检测诊断阶段。计算机远程故障控制系统为传统汽车故障诊断技术进行了很好的补充。首先，它增加了用于远程诊断的诊断服务器，并预期能与该技术领域力量较强的大型汽车维修企业、科研院所、高等院校或国内外汽车生产厂家建立的故障分析诊断中心互联，同时与相关专家建立一种协作关

系，共同为系统提供高效、快捷的远程故障诊断服务。其次，形成了丰富的诊断数据库和诊断知识库，提高了诊断智能，并通过多手段、多专家协同对故障进行会诊，提高了故障诊断的准确性和可靠性。再次，远程故障诊断技术同时克服了地域障碍，使用户在行驶过程中也可以对汽车进行故障诊断和状态监测。

参考文献

[1]扬海泉.汽车故障诊断与检测技术[M].人民交通出版社，2004.[2]王国军.自动控制理论发展综述[J].微型机与应用,2006.[3]孙林.智能系统与汽车的智能化技术[J].汽车研究与发展，2007.

第四篇：防雷器在电源系统中的应用

防雷器在电源系统中的应用

一、雷电防护基本原理

雷电及其它强干扰对通信系统的致损及由此引起的后里是严重的，雷电防护将成为必需。雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份组成。其主要通过两种形式，一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备；一种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金属管线或地线产生浪涌致损设备。绝大部分雷损由这种感应而引起。对于电子信息设备而言，危害主要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量，通过以下三个通道所产生的瞬态浪涌。金属管线通道，如自来水管、电源线、天馈线、信号线、航空障碍灯引线等产生的浪涌；地线通道，地电们反击；空间通道，电磁小组的辐射能量。

其中金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击是电子信息系统致损的主要原因，它的最见的致损形式是在电力线上引起的雷损，所以需作为防扩的重点。由于雷电无孔不入地侵袭电子信息系统，雷电防护将是个系统工程。雷电防护的中心内容是泄放和均衡。

1．泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放，并且应符合层次性原则，即尽可能多、尽可能远地将多余能量在引入通信系统之前泄放入地；层次性就是按照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱。防雷保护区又称电磁兼容分区，是按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感受强度不同把环境分成几个区域：LPZOA区，本区内的各物体都可能遭到直接雷击，因此各特体都可能导走全部雷电流，本区内电磁场没有衰减。LPZOB区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，但本区电磁场没有衰减。LPZ1区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流往各导体的电流比LPZOB区进一步减少，电磁场衰减和效果取决于整体的屏蔽措施。后续的防雷区（LPZ2区等）如果需要进一步减小所导引的电流和电磁场，就应引入后续防雷区，应按照需要保护的系统所要求的环境区选择且续防雷区的要求条件。保护区序号越高，预期的干扰能量和干扰电压越低。在现代雷电防护技术中，防雷区的设置具有重要意义，它可以指导我们进行屏蔽、接地、等电们连接等技术措施的实施。

2．均衡就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差，即系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等，这实质是基于均压等电位连接的。由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线和等电位连接器（防雷器）组成一个电位补偿系统，在瞬态现象存在的极短时间里，这个电位补偿系统可以迅速地在被保护系统所处区域内所有导电部件之间建立起一个等电位，这些导电部件也包括有源导线。通过这个完备的电位补偿系统，可以在极短时间内形成一个等电位区域，这个区域相对于远处可能存在数十千伏的电位差。重要的是在需要保护的系统所处区域内部，所有导电部件之间不存在显著的电位差。

3．雷电防护系统由三部分组成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防护，由接闪器、引下线、接地体组成，可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。过渡防护，由合理的屏蔽、接地、布线组成，可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应。内部防护，由均压等电位连接、过电压保护组成，可均衡系统电位，限制过电压幅值。

二、防雷器的作用及技术参数

防雷器又称等电位连接器、过电压保护器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等，用于电源线防护的防雷器称为电源防雷器。鉴于目前的雷电致损特点，雷电防护尤其在防雷整改中，基于防雷器防护方案是最简单、经济的雷电防护解决方案。防雷器的主要作用是瞬态现象时将其两端的电位保持一致或限制在一个范围内，转移有源导体上多余能量。

进入地下泄放，是实现均压等电位连接的重要组成部分。防雷器的一些主要技术参数：额定工作电压、额定工作电流，特批串并式电源防雷器的载流量。通流能力，防雷器转移雷电流的能力，以千安为单位，与波开开式有关。防雷器在功能上可分为可防直击雷的防雷器和防感应雷的防雷器。可防直击雷的防雷器通常用于可能被直击雷击中的线路保护，如LPZOA区与LPZ1区交界处的保护。用10/35μs电流波形测试与表示其通流能力。防感应雷的防雷器通常用于不可能被直击雷击中的线路保护，如LPZOB区与LPX1区、LPZ1区交界处的保护。用8/20μs电流波形测试与表示其通流能力响应时间，防雷器对瞬态现象起控制作用所需的时间，与波形性质有关。残压，防雷器对瞬态现象的电压限制能力，与雷电流幅值及波形性质有关。

三、防雷器的选用

基于防雷器的防护想要取得理想的效果，应注重“在合适的地方合理地装设合适的防雷器”，防雷器的选择十分重要。

1．进入建筑物的各种设施之间的雷电流分配情况如下：约有50%的雷电流经外部防雷装置泄放入地，另有50%的雷电流将在整个系统的金属物质内进行分配。这个评估模式用于估算在LPAOA区、LPZOB区和LPZ1区交界处作等电位连接的防雷器的通流能力和金属导线的规格。该处的雷电流为10/35μs电流波形。在各金属物质中雷电流的分配情况下：各部分雷电流幅值取决于各分配通道有的阻抗与感抗，分配通道是指可能被分配到雷电流的金属物质，如电力线、信号线、自来水管、金属构架等金属管级及其它接地，一般仅以各自的接地电阻值就可以大致估算。在不能确定的情况下，可以认为接是电阻相等，即各金属管线平均分配电流。

2．在电力线架空引入，并且电力线可能被直击雷击中时，进入建筑物内保护区的雷电流取决于外引线路、防雷器放电支路和用户侧线路的阻抗和感抗。如内外两端阻抗一致，则电力线被分配到一半的直击雷电流。在这种情况下必须采用具有防直击雷功能的防雷器。

3．后续的评估模式用于评估LPZ1区以后防护区交界处的雷电流分配情况。由于用户侧绝缘阻抗远远大于防雷器放电支路与外引线路的阻抗，进入后续防雷区的雷电流将减少，在数值上不需特别估算。一般要求用于后续防雷区的电源防雷器的通流能力在20kA（8/20μs）以下，不需采用大通流能力的防雷器。后续防雷区防雷器的选择应考虑各级之间的能量分配和电压配合，在许多因素难以确定时，采用串并式电源防雷器是个好的选择。串并式是根据现代雷电防护中许多应用场合、保护范围层次区分等特点提出的概念（相对于传统的并式防雷器而言）。其实质是经能量配合和电压分配的多级放电器与滤波器技术的有效结合。串并式防雷有如下特点：应用广泛。不但可以按常规进行应用，也适合保护区难以区别的场所。感生退耦器件在瞬态过电压下的分压、延迟作用，以帮助实现能量配合。减缓瞬态干扰的上升速率，以实现低残压与长寿命以及极快的响应时间。

4．防雷器的其它参数选择取决于各个被保护物所在防雷区的级别，其工作电压以安装在引电路中所有部件的额定电压为准。串并式防雷器还需注意其额定电流。

5．影响电子线雷电流分配的其它因素：变压器端接地电阻降低将使电子线中分配电流增大。供电线缆的长度的增加将使电力线中分配电流减少，并使几要导线中有平衡的电流分配。过短的电缆长度和过低的中性线阻抗将使电流不平衡，从而引起差模干扰。供电线缆并接多用户将降低有效阻抗，导致分配电流增大，在连成网状的供电状态下，雷临时性流主要流入电力线，这是多数雷损发生在电力线处的原因。

四、防雷器的安装

1．电源线应实现多级防护，多级防护是以各防雷区为层次，对雷电能量的逐级减弱（能量分配），使各级限制电压相互配合，最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内（电压配合）。

在下列情况下，多级防护成为必须：某一级防雷器失效或防雷器某一路失效。防雷器的残压不配合设备绝缘强度，线缆在建筑物内长度较长时。

2．几乎所有情况下的线缆防护，至少应分成两级以上，同一级防雷器还可能包含多级保护（如串并式防雷器）。为了达到有效的保护，可在各防雷区界面处设置相应的防雷器，防雷器可针对单个电子设备，或一个装有多个电子设备的空间，所有穿过通常具有空间屏蔽的防雷区的导线，在穿过防雷区界面同时接有防雷器。另外，防雷器的保护范围是有限的，一般防雷器与设备线路距离超过10m以后将使防护效果劣化，这是因为防雷器和需要保护的设备之间的电缆上有反射造成的振荡电压，其幅值与线路长度、负载阻抗成正比。

3．在使用电源孩子雷器的多级防护中，如果不注意能量分配，则可能引入更多的雷电能量进入保护区域。这要求防雷器应根据前述评估模式选择。一般防雷器都有通过雷电流越大，残压越高的特点，通过能量分配后未级防雷器流过的雷电流极小，有利于电压限制。注意，不考虑电压配合而仅仅选择低响应电压的防雷器作末级保护是危险的。

实现能量分配与电压配合的要点在于利用两级防雷器之间线缆本身的感抗。线缆本身的感抗有一定的阻碍埋电流及分压作用，使雷电流更多地被分配到前级泄放。一般要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右，适用于保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内的情况。线缆上分支线路的长度对线缆要求长度有影响，当保护地线与被保护线缆有一定距离（>1m），这时要求线缆长度大于5m即可。在一些不适合采用线缆本身作退耦措施的如两级防雷区界面靠近或线缆长度较短时，可利用专门的退耦器件，这时无距离要求。

4．退耦器件是实现能量分配与电压配合的重要措施，以下几种材料可作为退耦器件：线缆、电感和电阻。

串并式电源防雷器就是一种考虑了能量分配与电压配合，利用滤波器作为退耦器件的防雷器组合形式，适合于各种场合的应用。

5．在某些极端情况下，装上防雷器反而会增加设备损坏的可能，必须杜绝；这类情况发生。防雷器保护几条线，其中一条线上的防雷器失效或响应速度过慢。这可能使共模干扰转化为差模干扰而损坏设备。这要求必须实施多级防护及注意防雷器的维护。不考虑防雷保护区、能量配合及电压分配而随便安装防雷器，比如仅仅在设备前端装设一只防雷器，由于没有前级保护，强大的雷电流将被吸引到设备前端，致使防雷器残压超过设备绝缘强度。这要求防雷器必须按层次性原则安装。

6．在另外的一些情况下，错误的安装将使设备得不到有效保护。过长的防雷器连接线、防雷器工作时，连接线上由感抗引起的电压将极高，加在设备上的仍会危险电压，这个问题在末级防雷器的应用中更加明显。解决这个问题的方法是采用短的连接线，也要以采用两要以上分开的连接线以分担磁场强度，减少压降，单线加粗连接线是没有什么效果的。必要时可通过改变被保护线的布线，使其靠近等电位连接排（接地点）以减少连接线长度。

防雷器输出线和输入线、接地线靠近、并排敷设。这种情况对串并式防雷器的影响比较严重。当串并式电源防雷器的输出线（已保护的线）和输入线（未保护线）、地线靠近敷设，会使输出线内感应出瞬态浪涌，虽然其强度较原来小，但仍可能是危险的。解决这个问题的方法是将输入线、地线与输出线分开敷设或垂直敷设，尽量减少并行敷设的长度，拉开敷设的距离。

防雷器接地线没有与被保护设备的保护地相连，即采取单独的防雷接地。这将使被保护线与设备保护地之间在瞬态时存在危险电压，解决这个问题的方法是防雷器的接地应与设备保护地相连。

第五篇：浅谈防雷器在电源系统中原理以及应用

摘要：雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份组成。其主要通过两种形式，一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备；一种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金属管线或地线产生浪涌致损设备。绝大部分雷损由这种感应而引起。对于电子信息设备而言，危害主要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量，通过以下三个通道所产生的瞬态浪涌。本文主要简析防雷器在电源系统中的应用等。

一、雷电防护基本原理

雷电及其它强干扰对通信系统的致损及由此引起的后果是严重的，雷电防护将成为必需。雷电由高能的低频成份与极具渗透性的高频成份组成。其主要通过两种形式，一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备；一种是闪电通道及泄流通道的雷电电磁脉冲以各种耦合方式感应到金属管线或地线产生浪涌致损设备。绝大部分雷损由这种感应而引起。对于电子信息设备而言，危害主要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量，通过以下三个通道所产生的瞬态浪涌。金属管线通道，如自来水管、电源线、天馈线、信号线、航空障碍灯引线等产生的浪涌；地线通道，地电们反击；空间通道，电磁小组的辐射能量。

其中金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击是电子信息系统致损的主要原因，它的最见的致损形式是在电力线上引起的雷损，所以需作为防扩的重点。由于雷电无孔不入地侵袭电子信息系统，雷电防护将是个系统工程。雷电防护的中心内容是泄放和均衡。

1.泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放，并且应符合层次性原则，即尽可能多、尽可能远地将多余能量在引入通信系统之前泄放入地；层次性就是按照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱。防雷保护区又称电磁兼容分区，是按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感受强度不同把环境分成几个区域：LPZOA区，本区内的各物体都可能遭到直接雷击，因此各特体都可能导走全部雷电流，本区内电磁场没有衰减。LPZOB区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，但本区电磁场没有衰减。LPZ1区，本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流往各导体的电流比LPZOB区进一步减少，电磁场衰减和效果取决于整体的屏蔽措施。后续的防雷区假如需要进一步减小所导引的电流和电磁场，就应引入后续防雷区，应按照需要保护的系统所要求的环境区选择且续防雷区的要求条件。保护区序号越高，预期的干扰能量和干扰电压越低。在现代雷电防护技术中，防雷区的设置具有重要意义，它可以指导我们进行屏蔽、接地、等电们连接等技术措施的实施。

2.均衡就是保持系统各部分不产生足以致损的电位差，即系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等，这实质是基于均压等电位连接的。由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线和等电位连接器组成一个电位补偿系统，在瞬态现象存在的极短时间里，这个电位补偿系统可以迅速地在被保护系统所处区域内所有导电部件之间建立起一个等电位，这些导电部件也包括有源导线。通过这个完备的电位补偿系统，可以在极短时间内形成一个等电位区域，这个区域相对于远处可能存在数十千伏的电位差。重要的是在需要保护的系统所处区域内部，所有导电部件之间不存在显著的电位差。

3.雷电防护系统由三部分组成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防护，由接闪器、引下线、接地体组成，可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。过渡防护，由合理的屏蔽、接地、布线组成，可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应。内部防护，由均压等电位连接、过电压保护组成，可均衡系统电位，限制过电压幅值。

二、防雷器的作用及技术参数

防雷器又称等电位连接器、过电压保护器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等，用于电源线防护的防雷器称为电源防雷器。鉴于目前的雷电致损特点，雷电防护尤其在防雷整改中，基于防雷器防护方案是最简单、经济的雷电防护解决方案。防雷器的主要作用是瞬态现象时将其两端的电位保持一致或限制在一个范围内，转移有源导体上多余能量。

进入地下泄放，是实现均压等电位连接的重要组成部分。防雷器的一些主要技术参数：额定工作电压、额定工作电流，特批串并式电源防雷器的载流量。通流能力，防雷器转移雷电流的能力，以千安为单位，与波开开式有关。防雷器在功能上可分为可防直击雷的防雷器和防感应雷的防雷器。可防直击雷的防雷器通常用于可能被直击雷击中的线路保护，如LPZOA区与LPZ1区交界处的保护。用10/35μs电流波形测试与表示其通流能力。防感应雷的防雷器通常用于不可能被直击雷击中的线路保护，如LPZOB区与LPX1区、LPZ1区交界处的保护。用8/20μs电流波形测试与表示其通流能力响应时间，防雷器对瞬态现象起控制作用所需的时间，与波形性质有关。残压，防雷器对瞬态现象的电压限制能力，与雷电流幅值及波形性质有关。

三、防雷器的选用

基于防雷器的防护想要取得理想的效果，应注重“在合适的地方合理地装设合适的防雷器”，防雷器的选择十分重要。

1.进入建筑物的各种设施之间的雷电流分配情况如下：约有50%的雷电流经外部防雷装置泄放入地，另有50%的雷电流将在整个系统的金属物质内进行分配。这个评估模式用于估算在LPAOA区、LPZOB区和LPZ1区交界处作等电位连接的防雷器的通流能力和金属导线的规格。该处的雷电流为10/35μs电流波形。在各金属物质中雷电流的分配情况下：各部分雷电流幅值取决于各分配通道有的阻抗与感抗，分配通道是指可能被分配到雷电流的金属物质，如电力线、信号线、自来水管、金属构架等金属管级及其它接地，一般仅以各自的接地电阻值就可以大致估算。在不能确定的情况下，可以认为接是电阻相等，即各金属管线平均分配电流。