摘 要 隨著我國(guó)汽車保有量的 持續(xù)增加 ,汽車清洗行業(yè)也迎來(lái)了一個(gè)重要的發(fā)展機(jī)遇。 汽車清洗機(jī)是洗車工作必不可少的設(shè)備。 開(kāi)發(fā)汽車自動(dòng)清洗機(jī)對(duì)于節(jié)約水資源和環(huán)境保護(hù)，提高其工作效率具有重要意義。 本課題設(shè)計(jì)，主要通過(guò)對(duì)汽車自動(dòng)清洗機(jī)功能要求和運(yùn)行過(guò)程的分析，確定了汽車自動(dòng)清洗機(jī)的總體方案。并主要進(jìn)行了汽車清洗系統(tǒng)電氣和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。針對(duì)汽車自動(dòng)清洗機(jī)的特點(diǎn)，本文采用了電機(jī)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。在控制系統(tǒng)部分，應(yīng)用可編程控制器技術(shù)，對(duì)汽車自動(dòng)清洗機(jī) PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和軟件控制系統(tǒng)的編程。 PLC 采用了西門子公 司生產(chǎn)的 S7-200 系列可編程控制器，采用了梯形圖的編程語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)了汽車自動(dòng)清洗機(jī)的傳動(dòng)和控制要求，滿足了高效、環(huán)保、安全、可靠和低成本的要求。 本文主要論述了以下幾個(gè)內(nèi)容： 1、 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案 ； 2、 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ； 3、 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì) 。 關(guān)鍵詞 ：汽車自動(dòng)清洗機(jī)；電動(dòng)機(jī)；電路圖；可編程控制器； II Abstract As the amount of cars increases very quickly, the service trades of car are facing a very important chance. Car washer is the most important equipment in the process of washing car. It is important to develop automatic car washing machine for conserving water resources and environmental protection, improving their efficiency. In the design of this project, according to analyze the function requirement and the operating process of automatic car washing machine, the overall scheme of the automatic car washer. The detail design of the driving and controlling system of car washer is designed. According to the characteristics of automatic car washing machine, this paper adopted the motor to driving system. In the control system, adopted the technology of sensor and PLC, designed the composition of PLC hardware and programmed the controlling software. The PLC controller adopted Siemens company produces S7-200 series programmable controller, using a ladder diagram programming language, realized the driving and controlling requirements, meet the demand of the efficiency, environmental protection, safety, reliability and low cost requirements. This paper mainly discusses the following contents: 1 Automatic cleaning machine of automobile overall design； 2 Design of automatic cleaning machine of automobile electrical system； 3 Design of PLC control system of the automatic cleaning vehicle, which includes hardware design and software design. Key words: Automatic Cleaning Machine for Vehicle； Motor； Circuit Diagram； Programmable Logic Controller 目 錄 摘 要 . I ABSTRACT . II 目 錄 . III 1 緒論 . 1 1.1 研究背景 . 1 1.2 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 1 1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 . 4 2 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) . 5 2.1 汽車自動(dòng)清洗機(jī)總體方案論證 . 5 2.2 主要機(jī)構(gòu)的運(yùn)行過(guò)程分析以及設(shè)計(jì) . 6 2.3 汽車自動(dòng)清洗機(jī)總體方案設(shè)計(jì) . 7 2.3.1 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的組成及主要技術(shù)參數(shù) . 7 2.3.2 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的清洗動(dòng)作步驟 . 7 2.3.3 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的總體設(shè)計(jì) . 8 2.3.4 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的控制方案的分析設(shè)計(jì) . 10 3 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 11 3.1 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) . 11 3.2 汽車自動(dòng)清洗機(jī)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇 . 12 4 汽車自動(dòng)清洗機(jī) PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 15 4.1 可編程控制器（ PLC）的組成 . 15 4.2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和一般步驟 . 15 4.2.1 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 . 15 4.2.2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 . 15 4.3 汽車自動(dòng)清洗機(jī) PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) . 16 4.3.1 汽車自動(dòng)清洗機(jī)控制要求和控制分析 . 16 4.3.2 控制系統(tǒng) I/O 點(diǎn)的確定和 PLC 的選型 . 17 4.3.3 PLC 的 I/O 地址分配表及接線圖 . 18 4.4 汽車自動(dòng)清洗機(jī) PLC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) . 19 4.4.1 PLC 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法 . 19 4.4.2 PLC 的編程語(yǔ)言 . 20 4.4.3 PLC 編程的一般規(guī)則 . 20 4.4.4 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的工藝流程分析 . 21 4.4.5 PLC 程序的編制 . 22 5 結(jié)論與展望 . 32 5.1 結(jié)論 . 32 5.2 不足之處及未來(lái)展望 . 32 致 謝 . 33 IV 參考文獻(xiàn) . 34 附 錄 . 35 汽車自動(dòng)清洗機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 緒論 1.1 研究背景 自從 19 世紀(jì)第一輛汽車誕生以來(lái)，汽車行業(yè)隨著現(xiàn)代科技技術(shù) 的發(fā)展有了質(zhì)的飛躍，隨著時(shí)代的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)汽車的需求量也逐漸加大，據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，截止 2011 年年末，全國(guó)民用汽車保有量達(dá)到 10578 萬(wàn)輛（包括三輪汽車和低速貨車1228 萬(wàn)輛），比上年末增長(zhǎng) 16.4%，其中私人汽車保有量 7872 萬(wàn)輛，增長(zhǎng) 20.4%；民用汽車保有量 4962 萬(wàn)輛，增長(zhǎng) 23.2%，其中私人轎車 4322 萬(wàn)輛增長(zhǎng) 25.5%。汽車產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn) 1。 隨著汽車數(shù)量的日益增長(zhǎng)，老百姓對(duì)汽車的消費(fèi)觀念發(fā)生著巨大的改變，人們從過(guò)去單一化的消費(fèi)觀念轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蠖嘣南M(fèi)觀 念。隨之而來(lái)的便是帶動(dòng)了汽車清洗保養(yǎng)等行業(yè)的發(fā)展，其中汽車的清洗便是不可缺少的內(nèi)容。汽車清洗可作為汽車美容、保養(yǎng)的一個(gè)前期必須工序或者一個(gè)獨(dú)立的汽車服務(wù)項(xiàng)目，有著廣闊的市場(chǎng)前景和可觀的發(fā)展空間。 目前，大多數(shù)國(guó)內(nèi)的汽車清洗由傳統(tǒng)的人工完成。 大多數(shù)汽車洗車點(diǎn)通常只是簡(jiǎn)單的由人工擦洗或采用高壓水槍沖洗完成。利用人力資源，對(duì)汽車進(jìn)行涂抹泡沫，然后采用高壓水泵，利用水泵對(duì)汽車進(jìn)行沖洗；再在自然光及風(fēng)等自然條件下，讓清洗的汽車進(jìn)行自動(dòng)風(fēng)干， 沒(méi)有站房和自動(dòng)清洗打蠟設(shè)備，沒(méi)有污水處理設(shè)備和污泥處置措施 2。 。 雖然可以達(dá) 到清洗汽車的目的，但過(guò)分依賴于勞動(dòng)力，操作時(shí)間長(zhǎng)，洗車過(guò)程慢，并且浪費(fèi)了大量的水資源，經(jīng)濟(jì)性差，不適合和洗車業(yè)的發(fā)展需求；而且嚴(yán)重影響了城市的市容衛(wèi)生 3。 目前國(guó)內(nèi)比較大型的汽車美容公司，所 擁有的電腦洗車機(jī)主 雖然實(shí)現(xiàn)了汽車的清洗、打蠟、噴漆等自動(dòng)化工程，但成本比較高，維修周期比較長(zhǎng)，投資回收期較長(zhǎng)，其自動(dòng)控制系統(tǒng)不是適合小型的、專門的汽車清洗行業(yè)，這極大的限制了電腦洗車機(jī)的推廣和使用。因此，相對(duì)于中小型城市，汽車清洗業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?如何實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量并且適用于小型工廠的汽車自動(dòng)清洗裝置，就成了 汽車清洗行業(yè)發(fā)展的必然要求。所以，基于市場(chǎng)發(fā)展，節(jié)水和壞境保護(hù)以及洗車業(yè)投資和成本控制的角度出發(fā)，開(kāi)發(fā)一種即滿足汽車清洗速度快、效率高的要求又能滿足節(jié)水環(huán)保且設(shè)備投資較低的洗車機(jī)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)汽車清洗美容、汽車保養(yǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將具有重要的意義。 因此，本次設(shè)計(jì)就是采用 PLC控制，利用定時(shí)器，通過(guò)線路的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)清洗流程。它可以最大限度的節(jié)省洗車的人力、物力資源，并且滿足不同的客戶需求，同時(shí)它可以高效、準(zhǔn)確的完成洗車任務(wù)，為客戶提供便利，而且極大限度的節(jié)約水資源，符合當(dāng)代建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的時(shí)代需要。 1.2 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 汽車清洗是近二十 年才在我國(guó)逐漸發(fā) 展起來(lái)的新興行業(yè)，具備資金和技術(shù)門檻低的特點(diǎn)。由于 相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不是十分完備，對(duì)場(chǎng)地、環(huán)保、設(shè)備、技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理等方面都缺乏明確的規(guī)定和要求，導(dǎo)致本該被淘汰地洗車方式仍然在 洗車市場(chǎng)上大行其道，而無(wú)水洗車、全自動(dòng)電腦化洗車等先進(jìn)的洗車 方式卻在市場(chǎng)份額中占有很小的比例 4。 目前，城市落后的人丁洗車方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化城市的市容衛(wèi)生 與 行業(yè)發(fā)展的需求，也不符合企業(yè) 的規(guī)模經(jīng)營(yíng)、專業(yè)化，規(guī)范化的要求，更談不上行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展； 中無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 國(guó)的洗車行業(yè)健康有 序地發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，必須推廣科學(xué)的、環(huán)保的、符合中國(guó)國(guó)情的科學(xué)洗車方式，要新的理念、新的思路和新的方法來(lái)管理洗車行業(yè)，提升行業(yè)的形象和競(jìng)爭(zhēng)力 5。 汽車清洗的主要目的就是把汽車上的灰塵油污清洗干凈，使汽車清潔亮麗。目前常見(jiàn)的洗車方法主要有以下幾種： 1、 人工洗車：先用抹布蘸水擦濕車身，再涂上洗車液用抹布擦洗一遍，然后用清水沖洗，最后用干抹布吸水、吸干。這種洗車方法不僅會(huì)對(duì)車身油漆有損傷，降低車身漆面光潔度，而且會(huì)造成水資源的浪費(fèi)及污染環(huán)境。 2、 高壓清洗機(jī)洗車： 分為高壓冷水清洗機(jī)（圖 1.1）和 高壓冷熱兩用清洗機(jī)（圖1.2）。前者用于氣溫較高的南方一帶，后者除了提供常溫的高壓水外，還增加了電加熱裝置，輸出高壓水的溫度可調(diào)節(jié)，清潔效果更好，但能耗大，一般僅適于冬季寒冷的地區(qū)使用。但高壓水槍壓力大，易對(duì)車身油漆造成傷害，會(huì)使車身電路內(nèi)部進(jìn)水，銹蝕金屬件，造成電線短路，產(chǎn)生危險(xiǎn)。 圖 1.1 高壓冷水清洗機(jī) 圖 1.2 高壓冷熱兩用清洗機(jī) 3、 泡沫清洗機(jī)洗車：泡沫清洗機(jī)（圖 1.3）與高壓清洗機(jī)不同之處在于它輸出的水不但可以增壓（輸出壓力約為 0.1 0.5MPa），而且還能加入專用的清洗劑，再通過(guò)壓縮空氣（由空氣壓縮機(jī)提供），使清洗劑泡沫化，然后從泡沫噴槍噴出，能將泡沫狀的清洗液均勻地涂敷于車身外表，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，從而起到極佳的除塵和去油污作用。 4、 蒸汽洗車：蒸汽洗車是通過(guò)高溫蒸汽洗車機(jī)（圖 1.4）將水加熱成蒸汽后，用蒸汽來(lái)清洗汽車。其具有節(jié)水、節(jié)能的特點(diǎn)。但由于設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題存在安全性不高，極易產(chǎn)生污水造成污染，洗車效果 和效率差的缺點(diǎn)。 汽車自動(dòng)清洗機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 1.3 氣動(dòng)泡沫清洗機(jī) 圖 1.4 高效電熱蒸汽清洗機(jī) 5、 全自動(dòng)電腦洗車機(jī)：電腦洗車機(jī)是利用電腦控制毛刷和高壓力水霧電腦洗車機(jī)是利用電腦控制毛刷和高壓水槍來(lái)清洗汽車的一種設(shè)備。主要由電路、氣路、水路和機(jī)械部分構(gòu)成。它可通過(guò)編制多種洗車程序來(lái)完成不同要求地洗車效果。具有洗車效果好，效率高，節(jié)水等特點(diǎn) 6。 全自動(dòng)電腦洗車機(jī)，順應(yīng)時(shí)代的需要應(yīng)運(yùn)而生 ； 它的出現(xiàn)是向傳統(tǒng)洗車方 式的挑戰(zhàn)，中國(guó)的洗車行業(yè) 必須與國(guó)際洗 車業(yè)接軌， 來(lái) 縮小與國(guó)際先進(jìn)洗車行業(yè)的差距，因此，推廣和應(yīng)用全自動(dòng)洗車機(jī)勢(shì)在必行 8。全自動(dòng)洗車機(jī)與現(xiàn)在廣為采用的、落后的人工洗車方式相比，有著無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn) ： 1）洗車潔凈：全自動(dòng)洗車機(jī)由程序控制，采用仿形超軟洗滌工具，能排除人為因素，保證洗車質(zhì)量。 2）安全可靠：全自動(dòng)洗車機(jī)由電腦按設(shè)計(jì)程序控制全過(guò)程的操作，完全避免人工操作引起的人身、設(shè)備事故。 3）快捷高效：它極大的提高了洗車的工作效率。 4）不傷漆面：全自動(dòng)清洗機(jī)采用科學(xué)合理的棉刷，洗滌過(guò)程中不會(huì)損傷車身漆面。電腦洗車刷壓力均勻、洗車速度及方向穩(wěn)定，對(duì)汽車車身表面漆面造成的損傷很小，遠(yuǎn)小于人工洗車造成的損傷。 5）環(huán)保節(jié)水：全自動(dòng)洗車機(jī)可配套使用循環(huán)廢水處理技術(shù)，不僅使大部分水循環(huán)使用，減少污水排放量，滿足了環(huán)保要求，而且可以大量節(jié)約水資源。 6）節(jié)省人工：全自動(dòng)洗車機(jī)只需要一個(gè)人操作，比人工洗車節(jié)省用工量。 全自動(dòng)電腦洗車機(jī) 在洗車過(guò)程中，電腦洗車機(jī)是靠壓力傳感器和光電控制器來(lái)進(jìn)行相應(yīng)洗車工作的。電腦洗車機(jī)根據(jù)功能類別主要分為汽車移動(dòng)式全自動(dòng)電腦洗車機(jī)（隧道式如圖 1.5）和汽車固定式全自動(dòng)電腦洗車機(jī)（龍門 往復(fù)式）兩類。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 圖 1.5 隧道連續(xù)式電腦洗車機(jī) 1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 經(jīng)過(guò)對(duì)大量的文獻(xiàn)資料的分析整理和市場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前市場(chǎng)上銷售的各類全自動(dòng)洗車機(jī)，從價(jià)格、可靠性、節(jié)水環(huán)保、洗車效果等方面綜合考慮分析，都存在不同程度的欠缺。鑒于此，從而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種適合國(guó)情的汽車固定式全自動(dòng)洗車機(jī)，以滿足市場(chǎng)的需要。本設(shè)計(jì)課題的主要內(nèi)容： 1、汽車自動(dòng)清洗機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 2、汽車自動(dòng)清洗機(jī)的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3、汽車自動(dòng)清洗機(jī)的 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 汽車自動(dòng)清洗機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 2.1 汽車自動(dòng)清洗機(jī)總體方案論證 經(jīng)過(guò)前期的市場(chǎng)調(diào)查分析，目前，汽車清洗主要集中在轎車、小型面包車等各種小型客車的外表清洗上，所以本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)清洗機(jī)主要功能應(yīng)集中在安全、有效的清洗各種小型客車的外表上。從大體方面入手，汽車的清洗是由車輛和機(jī)架（毛刷）的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的 8，所以我們有兩種設(shè)計(jì)方案： 1.機(jī)架不動(dòng)，汽車沿軌道前進(jìn)完成清洗； 2.車不動(dòng)，機(jī)架運(yùn)動(dòng)完成清洗； 第一種方案在機(jī)架下方安裝一導(dǎo)軌（或傳送帶），由鏈條或者其他工具帶動(dòng)汽車前進(jìn)。其特點(diǎn)是各機(jī)構(gòu)按洗 車工藝順序分立布置，汽車按照軌道前進(jìn)依次進(jìn)入高壓噴淋、清洗液清洗、毛刷清洗和風(fēng)干等工序，最終完成汽車清洗任務(wù)。由于其各個(gè)工序分開(kāi)布置，所以設(shè)備占地面積和所需作業(yè)場(chǎng)地很大。其工藝流程如圖 2.1所示。 圖 2.1 汽車移動(dòng)式洗車機(jī)工藝流程 第二種方案汽車不動(dòng)，清洗機(jī)的機(jī)架運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)頂刷和側(cè)刷有規(guī)律性的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成清洗工作。其特點(diǎn)是各工序機(jī)構(gòu)集中于一個(gè)工位，同一個(gè)工位需要完成所有工序任務(wù)。而且通過(guò)事先做好的幾類不同的車型所制定好的方案可以很方便的進(jìn)行清洗。它的優(yōu)點(diǎn)是清洗結(jié) 構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單、占地面積小，從而降低成本。其工藝流程如圖 2.2所示。 圖 2.2 汽車固定式洗車機(jī)工藝流程 不僅如此，第一種方案的清洗機(jī)在清洗汽車時(shí)隨著車輛的運(yùn)動(dòng)水和清洗機(jī)要不停的噴灑車輛，無(wú)形中就會(huì)浪費(fèi)掉一些水資源以及清洗劑；而第二種方案就能很好的避免水和清洗劑的浪費(fèi)，在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，汽車是不動(dòng)的，動(dòng)的只是清洗機(jī)的機(jī)架，這樣水和清洗劑就可以很準(zhǔn)確的噴向所需的地方。很大程度上減少了水資源的浪費(fèi)。而且占地面積小，高壓噴淋 汽車 汽車 汽車 汽車 清洗液清洗 毛刷刷洗 風(fēng)干 汽車 毛刷刷洗 高壓噴淋 風(fēng)干 清洗液清洗 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 成本低、環(huán)保。 綜上所說(shuō)，我決定按照第二種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)， 我們?cè)O(shè)計(jì)一種龍門架往返式運(yùn)動(dòng)的汽車自動(dòng)清洗機(jī)。結(jié)合當(dāng)前轎車、小型面包車的外形尺寸，可確定汽車自動(dòng)清洗機(jī)的洗車高度為 2000mm，洗車機(jī)的洗車寬度為 2000mm。這個(gè)設(shè)備主要由龍門架、一支頂刷和一對(duì)側(cè)刷（立刷）組成。通過(guò)電動(dòng)、液壓、氣壓裝置對(duì)其進(jìn)行控制。 2.2 主要機(jī)構(gòu)的運(yùn)行過(guò)程分析以及設(shè)計(jì) 由于汽車在整個(gè)清洗過(guò)程中是固定不動(dòng)的，為了完成汽車的清洗的任務(wù)，清洗機(jī)的各部分均需完成各自的相對(duì)獨(dú)立的功能。由于各部分相對(duì)于汽車的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡不同，必須對(duì)洗車機(jī)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，以使各機(jī)構(gòu)在時(shí)間和空間上能 夠協(xié)調(diào)工作，保證清洗過(guò)程的順利進(jìn)行。 頂刷的作用是對(duì)汽車的上表面輪廓進(jìn)行仿形刷洗 9，它的運(yùn)動(dòng)包括自身繞中心軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及與車身輪廓形狀相近的運(yùn)動(dòng) (如圖 2.3）。繞中心軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò) 電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而與車身輪廓相近的運(yùn)動(dòng)通過(guò)機(jī)架的行走及氣缸來(lái)完成。 圖 2.3 頂刷行程軌跡示意圖 側(cè)刷的作用是完成汽車側(cè)面等部位的清洗工作。它的運(yùn)動(dòng)主要包括自身繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)中沿車身的運(yùn)動(dòng)。其回轉(zhuǎn)中心運(yùn)動(dòng)軌跡與車身形狀相似（如圖 2.4）。 汽車自動(dòng)清洗機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 2.4 側(cè)刷運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖 1、 2側(cè)刷 3汽車 2.3 汽車自動(dòng)清洗機(jī)總 體方案設(shè)計(jì) 2.3.1 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的組成及主要技術(shù)參數(shù) 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的組成：主要由機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及水處理 循環(huán) 系統(tǒng)10組成。 本設(shè)計(jì)汽車自動(dòng)清洗機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)參見(jiàn)表 2-1。 表 2-1 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的技術(shù)參數(shù) 適用車型 轎車、小型面包車等各種小型客車 設(shè)備尺寸 2500mm(長(zhǎng) )*2700mm(寬 )*2900mm(高 ) 洗車尺寸 5000mm(長(zhǎng) )*2000mm(寬 )*2000mm(高 ) 軌道長(zhǎng)度 8000mm 清洗方式 水洗、風(fēng)干 洗車能力 20(輛 /小時(shí) ) 設(shè)備配置 頂刷 1支、側(cè)刷 2支、底盤清洗架 1組 2.3.2 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的清洗動(dòng)作步驟 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 1、汽車停到車位（停車到位）； 2、洗車機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，開(kāi)始移動(dòng)； 3、高壓噴頭噴水（水刀）沖掉車體上（包括地盤）的泥土等附著物； 4、毛刷清洗車輛表面及輪廓； 此步驟中，頂刷向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)汽車的前端表面，同時(shí)側(cè)刷到位，開(kāi)始清洗，此過(guò)程為清洗車前端。然后側(cè)刷與頂刷隨整機(jī)一起沿軌道運(yùn)動(dòng)，清洗汽車車身及兩側(cè)。 5、 停止洗刷，開(kāi)啟風(fēng)干裝置，洗車機(jī)沿軌道返回。 2.3.3 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的總體設(shè)計(jì) 1、 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案 汽車 自動(dòng)清洗機(jī)的總體方案如圖 2.5所示。 圖 2.5 汽車自動(dòng)清洗機(jī)總體設(shè)計(jì)方案 在本 設(shè)計(jì) 方案中， 主要 PLC來(lái)控制汽車自動(dòng)清洗機(jī)的工作，通過(guò)控制使其完成噴水、刷洗、清洗液清洗以及風(fēng)干等一系列動(dòng)作。 2、機(jī)械部分設(shè)計(jì) 機(jī)械系統(tǒng)主要由龍門架（機(jī)架）、導(dǎo)軌、頂刷機(jī)構(gòu)、側(cè)刷機(jī)構(gòu)和風(fēng)干系統(tǒng)等構(gòu)成。其總體布局如下圖 2.6所示。 PLC 控制 汽車自動(dòng)清洗機(jī) 高壓噴淋 刷子刷洗 清洗液清洗 風(fēng)干 結(jié)束 汽車自動(dòng)清洗機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 2.6 汽車自動(dòng)清洗機(jī)總體布局 1軌道、 2機(jī)架、 3頂刷、 4側(cè)刷、 5風(fēng)干系統(tǒng) 3、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作用是根據(jù)控制系統(tǒng) 發(fā)出的指令，將來(lái)自液壓和氣壓的各種能轉(zhuǎn)化為毛刷運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)中，機(jī)架的行走，頂刷、側(cè)刷的旋轉(zhuǎn)和風(fēng)干系統(tǒng)的運(yùn)行采用了電氣驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。頂刷的上下運(yùn)動(dòng)和側(cè)刷的左右運(yùn)動(dòng)通過(guò)氣壓驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。 4、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)主要通過(guò)可編程控制器 PLC來(lái)控制實(shí)現(xiàn)。 PLC是一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)。它可以按照邏輯條件和一定的時(shí)序、順序產(chǎn)生控制動(dòng)作，并能夠?qū)?lái)自現(xiàn)場(chǎng)的大量開(kāi)關(guān)量、脈沖、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)以及模擬量的越限報(bào)警等數(shù)字信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視和處理。經(jīng)過(guò) 50年左右的發(fā)展， PLC已經(jīng)非常成熟與完善 11。其具有如下幾 個(gè)特點(diǎn)： 1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。 2)靈活性強(qiáng)，控制系統(tǒng)具有良好的柔性。 3)編程簡(jiǎn)單，使用方便。 4)控制系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)工作量少，周期短。 5)維修方便。 6)體積小，能耗低。 7)功能強(qiáng)，性價(jià)比高。用戶程序所需要實(shí)現(xiàn)的邏輯控制，需要的繼電器、中間繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等功能元件都由存儲(chǔ)單元來(lái)替代，因而數(shù)量非常大。一臺(tái)小型的 PLC所具備的元件（軟元件）數(shù)量就可以達(dá)到成百上千個(gè)，相當(dāng)于過(guò)去一個(gè)大規(guī)模甚至超過(guò)超大規(guī)無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 模的繼電 -接觸器控制系統(tǒng)。另外， PLC所提供的軟元件的觸點(diǎn)（如軟繼電器）可以無(wú)限次使用，方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 同時(shí)， PLC的連網(wǎng)通信功能有利于實(shí)現(xiàn)分散控制、遠(yuǎn)程控制、集中管理等功能，與同等規(guī)模或成本的繼電 -接觸器控制系統(tǒng)相比，無(wú)論其功能和性能，都具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。 綜上所說(shuō)，不難看出， PLC控制器有著諸多的優(yōu)點(diǎn)；因此， PLC是一種較理想的控制工具。 2.3.4 汽車自動(dòng)清洗機(jī)的控制方案的分析設(shè)計(jì) 汽車自動(dòng)清洗機(jī)主要包括機(jī)架行走機(jī)構(gòu)、側(cè)刷刷洗機(jī)構(gòu)、頂刷刷洗機(jī)構(gòu)、風(fēng)干系統(tǒng)、清水管路系統(tǒng)