1、基于PLC控制的自动洗车系统设计摘要本次主题设计了一种全自动洗车机控制系统。首先,在全面调查的基础上,系统完成了分析系统的功能需求。自动洗车系统的总体设计由传感器、电机、变频器接触器等组成的一个完整的系统。完成系统的硬件设计和软件设计。设计包括了所有组件的选择和电路设计。软件设计包括自动洗车的所有过程的控制，如自动移动、刷洗和烘干。为了验证设计的正确性，建立并调试了汽车仿真系统。采用上下两层合作模式。计算机是处理s7-200PLC为核心,和门站负责收集现场数据。组态王是一种用于上层监控软件的配置工具，它通过一系列典型的配置接口和设计变量、远程操作系统等手段来处理数据和存档。本次的设
2、计是采用了PLC通过合理的选择和设计来控制的。检查洗车机的控制电平。利用PLC控制系统已成为现代制造设备革命的一个重要手段来提高生产力和市场竞争力。PLC控制已成为一种技术趋势。关键词洗车机PLC逻辑控制全自动目录第一章绪论11.1课题研究背景11.2自动洗车介绍11.3PLC控制全自动洗车机的优越性21.4本课题的初步分析3第二章自动洗车系统的原理及其分析62.1总体设计62.2系统的工作原理6第三章PLC控制的自动洗车系统的硬件设计83.1自动洗车的硬件设计83.2系统的硬件选型93.2.1PLC的选型103.2.2电机的选型113.2.3变频器及
3、控制方式选择123.2.4接触器的选择143.2.5开关的选型153.2.6喷头的选型163.2.7水泵的选型16第四章PLC控制的自动洗车系统的设计184.1I/O分配184.2外部接线194.3系统的工作流程194.4PLC程序244.4.1左移程序244.4.2右移程序244.4.3启动灯程序244.4.4复位灯程序254.4.5喷水动作程序254.4.6刷子动作程序264.4.7清洁剂动作程序264.4.8风扇动作程序27第五章基于组态王的系统监控设计285.1建立监控画面285.2编写循环脚本程序285.3启动监控机系统后自动运行组态王32
4、结论34致谢35附录38引言在今天的社会是一个科技快速发展的社会,是一个普遍的社会自动化。有些人开玩笑说,自动化是懒惰的聪明人发明。本课题设计的自动洗车机是采用可编程控制器控制元件对汽车进行清洗的一种专业设备，全自动操作，清洗速度快，无需人工干预。它主要由控制系统和行动实现组件。汽车保有量的迅速增加标志着洗车业的一个重要发展机遇。洗车机作为一个必要的洗车设备。随着它的清洗效果,环境保护要求清洗速度,节水清洗成本等等。社会的不断发展也必须考虑其开发和生产的内容。自动将取代传统洗车机各种类型手动洗车方式，形成以产业链为中心的产业链。第一章绪论1.1课题研究背景目前中国的汽车市场上，
5、有人工洗车、半自动洗车、自动洗车等三种主要方法的应用。人工清洗方式的主要优点是投资少,方便洗车管理、清洗质量最好的。但其弱点极为突出，主要在于废水处理、人为浪费和人工管理困难。半自动洗衣机的优点是比全自动洗衣机便宜，但不可避免地暴露出不能更好地节约水电，也不能更好地节约人力，并由电脑程序控制，清洗效率高的巨大优势，深受用户欢迎。欧美发达国家有这样的自动洗车,这是巨大的优势,使它在欧洲和美国如此受欢迎。其中体现在基于PC和LabView控制模式的加节约水资源。但是钱来得晚，保养费就麻烦多了。对高质量全自动洗涤方式具有洗涤质量、洗涤效率较高的巨大优势，深受用户欢迎。欧美发达国家都有这种自动洗车方
6、式，它的巨大优势，使它在欧美如此流行。现在，国家要求经济社会，所以推广自动洗衣机具有重要意义。1.2自动洗车介绍洗车机洗的积分方法:通常位置洗车机干燥架后,设置的距离,然后用水洗。洗帧然后洗蜡的车。干燥架反吹干燥工艺。自动洗车机的特点是传统的往复式改进型，蜡洗车系统提供的结构和一个空气干燥系统,可结合在消除往复式洗车时操作。自动洗车机适用于小型场所，洗车量较大的洗车或站长。自移动洗车机是在洗车过程中使用的一种pH值偏酸的中兴洗车液和水抛光蜡。将发泡机内置于车身，将发泡喷雾喷到车身，以清洁汽车表面。这种既不可以腐蚀油漆,汽车也在密封圈,管道腐蚀,把水和蜡擦干。1.3PLC控制全自动洗车机的优
7、越性自动洗车机的电流控制方式包括PLC、单片机、FPGA、基于pc的控制方式和实验室视图。FPGA很难适应自动洗车机恶劣的工作环境，而且由于它不适合这样的大型机器，半自动洗车方式的优点在资本支出的自动洗车机中是便宜的，但不可避免地暴露出不能更好地节约水电，也不能更好地节约人力，并由计算机程序控制流程，洗车效率高，节约水资源。但钱更大，日后维修更麻烦。对优质全自动洗涤方式具有洗涤质量高、洗涤效率高的巨大优势，深受用户欢迎。欧美发达国家有这样的自动洗车,这是巨大的优势,使它在欧洲和美国如此受欢迎。其中体现在基于PC和LabView控制模式的加工速度优势，可以满足洗车机各方面的要求，但价格高，维
8、护成本高。而实用性和实用性，基于PLC控制的自动洗衣机和其他基于自动洗衣机的控制方法进行了比较，具有许多不可比拟的优点，因此市场上大多数基于PLC控制的自动洗衣机具有不可比拟的优点。k程序需要改变，只需要改变内部PLC，重写程序，不需要改变外围设备。这些方面突出了采用PLC控制的全自动洗车机的优点。1.4本课题的初步分析在研究基于PLC控制的自动洗车机,初步设计清洗机的控制系统由PLC控制面板检测信号电磁阀发光二极管交流接触器组成检测信号检测清洁刷的位置，检测吹气装置的位置，可以检测洗衣机本体的位置。所有的测试信号检测设备常开点PLC的输入端。当系统出现问题,则PLC上的状态指示灯会显示哪块信
10、防止PLC的电磁阀经常工作，继电器和电机干扰，需要PLC抗干扰措施，PLC的电源输入端通常采用超隔离变压器的方式，防止电源干扰。选择好PLC的类型和保护装置后，需要解决的问题是设计全自动洗衣机的操作顺序，根据工艺控制工艺可以分为几个工序，然后分别用梯形图语言编写工序的处理程序，这在设计中是至关重要的，因为它关系到整个系统的工作原理。根据洗车过程的要求，设计自动洗车机的控制程序。洗车机开机后，输入端各信号通过用户程序循环采集、存储、处理，刷新输出端状态，完成洗车过程的自动控制。分析任务要求及解决方案:1分析任务在工作时按开机指令，洗车机。洗车机进入洗涤程序接触器和水阀打开，汽车进入刷接触器打开
12、产过程进行PLC控制，首先根据梯形图进行系统工艺设计程序。图2-1系统的原理框图2.2系统的工作原理洗车机在不同的循环顺序与其它动作同时进行，如水、洗涤、干喷清洗剂、风机吹气等动作。洗车水回收，悬浮物含量高，耐磨;清水罐顶设水泵。应式函数没有重复排水。式的性能是稳定的。具有较强的自动控制能力，易于与自动系统配套使用。如在清洗过程中由于其他原因使汽车停在原点的另一位置，需要手动复位，复位灯到位，现在就可以启动，否则启动无效，洗车机在开始停止动作后自动完成清洗动作。洗车机第一右移时有和擦洗行动,达到正确的限制作出正确的限位开关动作控制洗车机左移,用水翻转，直到左限位开关。第二洗衣机向右移动，
13、停止喷水，刷头和洗涤剂开始喷洒，直到正确的限位开关动作。将发泡机内置于车身，将发泡喷雾喷到车身，以清洁汽车表面。这种既不可以腐蚀油漆,汽车也在密封圈,管道腐蚀,把水和蜡擦干。继续喷淋清洗机清洁,直到限位开关动作了。小车洗车机向右停3秒，刷刷洗5秒，连续向右移动2次后继续，直到遇到右限位开关，其中，洗车机向右移动，刷刷刷由开关延时定时器T37和T38组成振荡回路控制，直到右限位开关联锁后使刷子动作回路断开，刷子停止工作。垫圈离开现在,也最后一次行动的右移,直到它离开了限位开关。洗涤器第四次向右移动，喷水刷动，直至达到右限位开关。洗车机第一右移时有和擦洗行动,达到正确的限制作出正确的限位开关动作控
14、制洗车机左移,用水翻转，直到左限位开关。第二洗衣机向右移动，停止喷水，刷头和洗涤剂开始喷洒，直到正确的限位开关动作。在车辆左移的同时，继续进行水洗涤，将喷雾喷到左侧限位开关洗涤停止位置。第五次洗车右移,开始行动,直到他们达到限位开关,继续远离车。第三章PLC控制的自动洗车系统的硬件设计3.1自动洗车的硬件设计清洗机主要包括框架行走结构、小边刷洗刷结构、顶刷洗刷结构、干燥系统、清洗液管路系统。框架采用两台交流异步电动机作为驱动电源。步进电机由正向和反向、正向或反向框架控制。同时,为了保证汽车的安全追踪清洁机,两个旅行交换机设置两端的跟踪框架的控制范围。电框架由前进机轴按钮,手制按钮动控。
15、行程开关接触器控制两个电机。需要通过控器进行刷头旋转，实现正制两个交流接触负控制，大侧刷定位机构用两个气缸驱动源，缸状态由控制电磁阀控制，大侧刷同时就地中间和中形成，位置通过四个位置和两个行程开关别接近开进行识别。小边刷清洁机制由一个旋转机制定位和刷子。异步电动机由两台交流异步电动机驱动，不需要控制反向旋转电刷。小边刷定位机制有两个双作用气缸作为驱动源,其操作通过控制电磁阀来实现定位的小边刷。由于机架的运行上刷定位机构影响需要一个气缸作为驱动源，为了保证顶运行安全，设计了一种定位开关，安装在顶刷位接近置的局部，以确定顶刷是否回到位置。系统包括机构和送风风道系统，送风系统由两个风机和相应的管路组
16、成。它由一个开关控制，可以实现两个交流接触器。在与本体接触时发生损坏现象，故设计的风向光电开关和风道安全进入道岔，以确保风道位置识别的准确性。脱机液管路系统主要由一个潜水泵、一个水泵和多种车用洗车剂组成的控的操作制阀、潜水泵和泵通过两个交流接的控制来完成，并实现触器管路离电磁阀。整个洗车机的运行达到安全、高效、清洁的需要不同的协调机构和管路电磁阀。3.2系统的硬件选型3.2.1PLC的选型s7-200可编程控制器是一种小型自动装置，用于测试、监控和控制各行各业。200系列功能强大，可在独立操作和访问网络时实现复杂控制功能。s7-200系列具有高性价比。有ABC三个系列可供选择,充分的考虑
17、了各行各业用户的不同使用需求LW39-16系列万能转换开关造型美观使用方便安全可靠约定发热电流16A;操作角度304590;触头系统最大节数12节单位选择:cpu221有5个输入点和4输cpu222有7个输入点和7点,cpu224有16个输入和输出点,9cpu224xp有15个输入和输出点,11cpu226有26个输入点和18个输出点。分别输出cpu221222180ma、cpu224、cpu224、xp、280400macpu226输出。用作负载供电。这种设计中使用了224。以下是CPU224的简介:在10个输入/输出点进行a1积分，总共24个数字I/O。0扩展模块,该模块可以连接的
18、最大扩展到168数字I/O点或模拟I/O点。oadcpu22413k字节程序和数据存储空间，PID控制器。224配备有rs-485通信/编程、通信。3.2.2电机的选型Y100L2-4选配三相异步电动机，具有“Y”连接，功率3kw;转速1500r/min。初始电压(380v)额定电流(A)。三相异步电动机Y100L2-4如图3-1所示。图3-1三相异步电动机Y100L2-43.2.3变频器及控制方式选择变频器是使用功率半导体器件的开关功能功率频率将功率转换成另一频率控制器件的功率器件。但它是发射机通过频率输出模拟输出端口05v或420ma电信号来控制。以下是一
20、制设置频率50赫兹。这种设计特别适用于abbasc510系列逆变器。表3-2-3变频器的参数变频器适用电机容量(KW)输出额定容量(KVA)输出额定电流(A)过载能力电源额定输入交流电压/频率冷却方式ACS510-01-012A-45.59.112150%60s,200%0.5s3相,380V至480V50Hz/60Hz强制风冷3.2.4接触器的选择启动或停止控制回路中的电机、线圈和辅助触头，可按需连接，也可部分分支连接或断开控制回路。也可接触欠压保护。触点、额定电流应注意其与线圈电压和接触号的关系。95v远程连接断开电路和频繁启动、交流电机控制、辅助接触器接触器可组装成模块化、空
21、气延迟头、机械联锁机构部件，如延迟接触器、换向接触器、星形三角起动器等。交流接触器的主要参数如下:额定绝缘电压Ur:690V约定发热电流Ith:32A外形尺寸:76X47X873.2.5开关的选型本系统的万能转换开关主要用于工作方式的选择充分的考虑了各行各业用户的不同使用需求LW39-16系列万能转换开关造型美观使用方便安全可靠约定发热电流16A;操作角度304590;触头系统最大节数12节本系统选择一般型的LW39-16A即可主开关的选择一般选择低压断路器本系统选用低压断路器multi9cn65，正是因为C65系列具有以下特点根据中国低压配电的特殊要求，选用法国优秀成熟的产品;全面的选
22、择越来越多,越来越强的性能,以满足不同领域的需求功率分布;提供更丰富、更方便的辅助配件及配件安装，真正满足自动控制的需要;0断路容量明显高于C45微型断路器，所有额定电流值断路容量相同。本系统选择的C65N为60A(IEC898)。3.2.6喷头的选型喷嘴在自动洗车设备非常重要。如果喷嘴堵塞或雾化效果不能满足设计需求,会影响清洁效果。根据洗车的特点,选择一个大港口,可以提供统一的、高喷嘴的影响。根据清水储层在悬浮粒子大小和自动清洗过滤精度,选择喷嘴孔径5毫米,喷气35角0.35-0.45MPa的压力P型喷嘴。为了防止生锈的喷嘴,不锈钢的材料选择，则总流量为31.20m3/h3.2.7
23、水泵的选型一般要求是:洗车水回收，悬浮物含量高，耐磨;清水罐顶设水泵。应式函数没有重复排水。式的性能是稳定的。具有较强的自动控制能力，易于与自动系统配套使用。3.2.8电气控制系统原理图设计如图3-2所示:图3-2电气控制系统原理图第四章PLC控制的自动洗车系统的设计4.1I/O分配根据系统组成分析，系统有14个输入点，6个切换输出点，1个模拟输入输出点。左极限开关I0.1,右限位开关I0.2,和起源I0.3重置按钮。e输出信号，洗衣机右转Q0.0，风扇动作Q0.1，开始后可以自动完成清洗后会自动停止,之前必须重新开始。使用CPU224可满足输入输出数量的要求。下表为PLC的I/O
24、点分配表:表4-1I/O点分配表4.2外部接线如图为外部接线图:图4-1CPU224的接线图4.3系统的工作流程1.第一步开开关。洗车机会从右移动开始。开始喷水。2,洗车机正确的到达正确的限位开关,开始转向左边,洒水器继续行动。3.当它移动到左边后。左限位开关会发出极限的指令。它开始向右移动,喷水灭火机器继续运转,洗车粉设备开始运作喷洒清洁剂。4,正确的洗车机正确的洗车机限位开关向左开始移动,继续喷清洁剂。5、洗车机左左限位开关,开始向右移动,清洗机停止喷雾,当洗车机搬到正确的3s停止后,刷开始刷。6.5秒后刷停止，洗车机继续向右移动。3s后,洗车机将停止,和刷将开始洗5s
25、,洗车机,汽车将继续向右移动,并达到正确的限位开关停止,然后向左移动。7.洗车机向左移动3秒停止;刷5秒后停止;将洗车机向左移动3秒后停止;刷开始刷5秒停止;洗车机向左移动，直到碰到左限位开关;它向右移动。8、洗车机开始向右移动，并喷淋水，洗车时清洗干净，当右限位开关时，洗车机停止并向左移动，喷淋水继续动作，直到喷淋到左限位开关停止，再向右移动。9、如果洗车机往右移动，风机设备将吹干并喷到右限位开关。如果洗车机停止和移动到左边,风扇将继续吹干,直到左限位开关完成洗车和灯的整个过程。10、如果在停电或故障时发生洗涤器动作，要进行整个洗涤动作，动作是按下复位按钮，然后移动到洗车器的右侧，喷洒、洗
26、涤、说明洗车器完成复位动作。图4-2系统的主流程图1图4-3系统的主流程图2图4-4系统的主流程图3图4-5系统的主流程图4图4-6系统的主流程图54.4PLC程序使用STEP7-Micro/Win32软件进行编辑下面给出各个环节的PLC程序。4.4.1左移程序图4-7左移程序当按下启动开关时，M0.0保持通电。汽车到达正确的限制后,I0.1变得精力充沛,触发M0.1Q0.3,洗车机开始向左移动。4.4.2右移程序图4-8右移程序按下启动开关,I0.0闭合,M0.0和Q0.0得电,洗车机右移4.4.3启动灯程序图4-9启动灯程序确保洗车机是精力充沛的起源,即I0.
27、3。启动开关并运行它。后引发M1.5线圈和开始光信号,开始将光和M1.5仍然电力充沛。4.4.4复位灯程序图4-10复位灯程序当达到左限位开关,I0.2是精力充沛,触发Q1.0,重置灯亮。4.4.5喷水动作程序图4-11喷水动作程序当洗车机开始运行,离开原点,Q0.5触发,开始喷水4.4.6刷子动作程序图4-12刷子动作程序Q0.2出发后,刷子洗刷开始,以5秒为一个周期,并适当停止4.4.7清洁剂动作程序图4-13清洁剂动作程序当M0.2线圈通电时，触发M0.3和Q0.4，开始喷洒清洁剂，M0.3保持线圈有电。4.4.8风扇动作程序图4-14风扇动作程序达到左限时
28、，触发M1.2线圈和Q0.0、Q0.1、洗车机右移位、风机工作但上述程序组态组合可以设计成一个完整的自动洗车程序。详细见附录。第五章基于组态王的系统监控设计5.1建立监控画面组态王开发系统提供了多种图形对象和动画连接类型，如命令语言连接、模拟值输入连接、日志值输出连接、属性变更连接、闪烁连接、旋转连接等。在图形对象屏幕上建立动画链接和命令语言程序，实现屏幕监控数据和现场数据的同步和动态变化。如图5-1所示5-1监控界面5.2编写循环脚本程序系统仿真监控屏幕可以正确显示正在运行的进程自动洗车机的编写循环脚本程序和连接PLC的输入和输出信号。如图5-2所示图5-2循环脚本编写对话框
29、循环脚本程序如下:/*汽车位移控制if(本站点右移=1)本站点汽车=本站点汽车+5;if(本站点汽车=230)本站点右极限=1;if(本站点左移=1)本站点汽车=本站点汽车-5;if(本站点汽车=0)本站点左极限=0;/*喷水控制if(本站点喷水动作=1)本站点清水变量=本站点清水变量+4;本站点清水流体变量=本站点清水流体变量+2;if(本站点清水变量10)本站点清水变量=0;if(本站点清水流体变量28)本站点清水流体变量=0;/*喷洒清洁剂控制if(本站点喷洒清洁剂=1)本站点清洁剂变量=本站点清洁剂变量+3;本站点清洁剂流体变量=本站点清洁剂流体变量+3;if(本站点清洁剂变量
30、10)本站点清洁剂变量=0;if(本站点清洁剂流体变量44)本站点清洁剂流体变量=0;/*风干机控制if(本站点风扇动作=1)本站点风干风扇变量=本站点风干风扇变量+30;if(本站点风干风扇变量360)本站点风干风扇变量=0;/*毛刷转动控制if(本站点刷子动作=1)if(本站点毛刷正转变量=360&本站点flag=0)本站点毛刷反转变量=本站点毛刷正转变量;本站点flag=1;if(本站点毛刷反转变量0&本站点flag=1)本站点毛刷反转变量=本站点毛刷反转变量-30;本站点毛刷旋转变量=本站点毛刷正转变量;if(本站点毛刷反转变量=0&本站点flag=1)本站点毛刷正转变量=本站点毛刷反
31、转变量;本站点flag=0;else本站点毛刷旋转变量=0;5.3启动监控机系统后自动运行组态王操作方法:将组态王软件安装生成的touchtone.Exe运行系统快捷方式拷贝到系统开始程序启动中图5-3工程管理器以上工作完成后,经过组态的外部I/O及现场数据就能实时传递给监控系统并进行生产过程控制为实现组态王监控功能,必须保证组态王系统对操作系统内存CPU等的要求:运行组态王设备配置向导以及设置COM串口时,参数设置必须正确,否则组态王和设备间无法建立通信连接结论本文完成了对PLC控制的自动洗车系统的设计和分析,下面进行一些总结:本设计整个过程已经结果都基本上达到了我设计的初衷、还有
34、是处理s7-200PLC为核心,和门站负责收集现场数据。感谢浙江工业职业技术学院,在这里,我开阔了见识,增长了知识,锻炼了能力感谢老师给予的宝贵意见，使我学到了许多知识，培养了自己的动手能力，树立了自己对进入社会工作的信心。参考文献1洪志育等.例说PLC.北京:人民邮电出版社,2006.2晁样,胡军,熊伟.可编程控制器原理应用与实例解析.北京:清华大学出版社,2007.3吕卫阳,徐昌荣.PLC工程应用实例解析.北京:中国电力出版社,2007.4张伶艳,陆一平,李建平.小型汽车清洗设备的研制.机械设计与制造,2007,4.5王慧英.PLC在自动洗车控制系统中的应用.
35、机电工程,2009,3.6于晓薇,李铁骑,李宝龙.PLC在机车清洗机控制系统中的应用.机电工程,2004,1.7惠民,周柏华,叶素珠.PLC在清洗机中的应用.机车车辆工艺,2001,2.8张兴国.可编程序控制器技术及应用.北京:中国电力出版社,2006.9杨公源,黄琦兰.可编程控制器应用与实践.北京:清华大学出版社,2007.10弭洪涛,王忠礼.PLC实用技术.北京:科学出版社,2005.11马红旗.PLC在自动洗车机中的应用.机电一体化,2004,112龙志文,张帆.PLC控制技术在城市公交车洗车机中的应用.昆明冶金高等专科学校学报,2006,1.13高钦和