1引言自動洗車機(jī)是利用可編程控制器控制各部件來清洗汽車的一種專業(yè)設(shè)備，全自動運行，清洗速度極快，無需人工干預(yù)。其主要由控制系統(tǒng)和各動作實現(xiàn)部件構(gòu)成。隨著汽車保有量的迅速提高，汽車清洗行業(yè)迎來了一個重要的發(fā)展機(jī)遇。汽車清洗機(jī)作為洗車工作必不可少的設(shè)備，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及對節(jié)水和環(huán)境保護(hù)的要求，成為其開發(fā)和生產(chǎn)必須要考慮的內(nèi)容。隨著社會自動化的不斷發(fā)展，各種類型的自動洗車機(jī)必將取代傳統(tǒng)的手工洗車方式，并形成以其為中心的產(chǎn)業(yè)鏈。可編程控制器PLC以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進(jìn)行程序設(shè)計，編程容易，功能擴(kuò)展方便，修改靈活，而且結(jié)構(gòu)簡單。本文選用三菱FX2n為核心部件，它是PLCFX家族中最先進(jìn)的系列。它最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點、程序執(zhí)行更快、全面補充了通信功能，可以為自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。它擁有無以匹及的速度、高級的功能、邏輯選件以及定位控制等特點，F(xiàn)X2N是從16到256路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案?？刂泣c數(shù)：16到256點（主單元：16/32/48/65/80/128點）。1.1自動洗車介紹自動洗車機(jī)它的洗車方式：車子使之定位后風(fēng)十架前進(jìn)至設(shè)定距離后洗車架前進(jìn)進(jìn)行水洗車作業(yè)，完成后洗車架退后做蠟水洗車作業(yè)。風(fēng)十架后退做吹干流程。自動洗車機(jī)的特性是傳統(tǒng)往復(fù)式的改良機(jī)型，結(jié)構(gòu)體為洗車打蠟系統(tǒng)和風(fēng)干系統(tǒng)分開，洗車時再結(jié)合同時作業(yè)，省去了來回往復(fù)的時間，自動洗車機(jī)適合場地小，洗車量大的洗車場或者是加油站業(yè)者。自動洗車機(jī)在洗車過程中使用的是Ph值為中性偏酸的洗車液和上光水蠟。利用機(jī)體內(nèi)的發(fā)泡機(jī)，將其發(fā)泡噴射全車體，對汽車表面進(jìn)行清潔。這樣既不會腐蝕車漆，也不會對車輛內(nèi)部的密封圈、管路造成腐蝕，而且洗車后汽車漆面光滑并留有清香。汽車在進(jìn)入后，洗車機(jī)內(nèi)的傳送帶可帶動汽車完成整個洗車過程，這其中包括：泡沫清洗、輪刷同動；超軟布刷、不傷車漆；底盤清潔、養(yǎng)護(hù)全車；水蠟噴灑、風(fēng)干擦十。自動洗車機(jī)是使用高壓蒸汽進(jìn)行洗車，是一個朝陽的產(chǎn)業(yè)。自動洗車機(jī)洗一輛汽車只需要1-1.5升的水，不產(chǎn)生污、廢水。自動洗車機(jī)可產(chǎn)生180°C高壓蒸餾水的無菌蒸餾水，對車體柔性清洗，不需要另外添加清洗劑，既可以保護(hù)車輛的色調(diào)，自動洗車機(jī)又可將頑垢、角落部分、發(fā)動機(jī)箱、油漬及汽車內(nèi)室的空調(diào)孔、頂篷、車座、腳墊及輪胎、輪轂部分不易清洗到的縫隙也可以清洗，還可以驅(qū)除室內(nèi)異味，殺菌消毒等其效果十分顯著，而且新型節(jié)能洗車收費標(biāo)準(zhǔn)不僅沒提高，甚至還低于原來的收費?？梢娮詣酉窜嚈C(jī)將是一個朝陽的產(chǎn)業(yè)。嚴(yán)寒天氣要按照操作說明采取相應(yīng)的措施預(yù)防凍結(jié)，電腦洗車機(jī)常時間閑置或冬季的夜晚，要放空水管中的積水，防止積水銹蝕元件或凍裂水管。各種自動洗車機(jī)介紹往復(fù)式自動洗車機(jī)往復(fù)式龍門型洗車機(jī)在洗車方式上，由洗車機(jī)來回往復(fù)做水洗車、蠟洗車、風(fēng)干之作業(yè)。它的特性，龍門式是最傳統(tǒng)的洗車機(jī)，占地面積最小，投資成本最低，唯洗車速度太慢，不能應(yīng)付大量來車的需要，客源流失，喪身商機(jī)。它比較適合小型洗車廠或者是洗車量較小的地區(qū)使用。隧道式自動洗車機(jī)隧道式洗車機(jī)的洗車方式，當(dāng)車子駛?cè)胼斔蜋C(jī)定位，由輸送機(jī)推桿推動車子的前輪前進(jìn)，進(jìn)行沖水、洗車、打蠟、風(fēng)干等流程。當(dāng)前一臺車子推進(jìn)離開輸送機(jī)定位后，第二臺車子即可駛?cè)攵ㄎ唬鐾蟿幼?。這樣連續(xù)流水線的洗車方式，能夠快速的完成沖洗、洗車、打蠟、風(fēng)干等作業(yè)。它在特性上，洗車機(jī)的配備長度可依場地大小或客戶的需求來增加或減少。附有車輛導(dǎo)正設(shè)備，減少車輛導(dǎo)正時間，以推桿距離設(shè)計自動調(diào)整車距，自動判斷車型，操作方便，出口交通燈管制保持安全距離，連續(xù)式洗車、打蠟、風(fēng)十能夠應(yīng)付大量來車，洗車速度快，客源不流失，適合大型洗車場，會員制洗車場，加油站業(yè)者作促銷或大型停車場復(fù)合洗車等。無接觸型自動洗車機(jī)無接觸洗車機(jī)在洗車方式上，車子使之定位先經(jīng)過高壓沖洗后再進(jìn)行泡沫臘噴酒，配合人工的擦洗之作業(yè)方式。它的特性占地面積小，價格便宜，使用成本低，操作簡單，方便使用，適合洗車量小占地面積小的洗車場或是洗車量較小的地區(qū)使用。眾所周知，傳統(tǒng)的手工洗車方式費時較長，車主必須進(jìn)行長時間的等待過程，這種洗車方式已不適應(yīng)現(xiàn)代高速度的生活節(jié)奏。傳統(tǒng)的手工洗車方式不利于水源回收，容易污染環(huán)境。在我國，不少城市政府明令限制手工洗車，轉(zhuǎn)而發(fā)展的快捷洗車方式。1.2PLC控制全自動洗車機(jī)的優(yōu)越性PLC控制的全自動洗車機(jī)的編程語言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語言，使用術(shù)語依然是“繼電器”一類術(shù)語，大部分與繼電器觸頭鏈接相對應(yīng)，是電控人員一目了然。PLC控制使用簡單，他的I/O輸入輸出信號可以直接連接。當(dāng)工作程序需要改變時，只需要改變PLC的內(nèi)部，重新編寫程序，無需對外圍進(jìn)行重新的改動。從這些方面已然突出使用PLC控制自動洗車機(jī)的優(yōu)越性。1.3本文的主要工作第一，敘述可編程控制器，通過論述可編程控制器的各種優(yōu)點，卓越性能、結(jié)構(gòu)、原理，有一個總體認(rèn)識第二，結(jié)合全自動洗車機(jī)的控制系統(tǒng)要求，進(jìn)行硬件、程序設(shè)計，從主要部件選擇、流程分析、程序思路的產(chǎn)生來完成本次設(shè)計任務(wù)。第三，通過對系統(tǒng)的調(diào)試和檢測，再進(jìn)行系統(tǒng)性梳理，修正和完善系統(tǒng)的順利運行。分析任務(wù)要求及解決方案(1)分析任務(wù)當(dāng)發(fā)出啟動命令時，清洗機(jī)開始工作，清洗機(jī)接觸器和水閥門都打開，汽車進(jìn)入洗刷范圍時，刷子接觸器開啟，進(jìn)入刷洗程序。當(dāng)檢測器檢測到車子離開時，清洗機(jī)接觸器、水閥門和刷子接觸器全關(guān)閉，停止刷洗，發(fā)出停機(jī)命令，結(jié)束刷洗。(2)解決方案我們通過以上的分析可以知道，先由人來發(fā)出啟動命令，自動開啟清洗接觸器和水閥門；傳感器檢測到汽車進(jìn)入清洗范圍時，刷子接觸器打開靠近汽車進(jìn)行清洗；傳感器檢測到汽車離開清洗范圍時，刷子接觸器停止刷洗；最后我們發(fā)出停止命令，清洗機(jī)接觸器和水閥門停止和關(guān)閉。2自動洗車系統(tǒng)設(shè)計2.1總體設(shè)計本系統(tǒng)是采用PLC順序控制功能圖順序空制的，順序控制就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間順序，使生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動而有序地進(jìn)行工作。用PLC進(jìn)行生產(chǎn)過程的順序控制時，首先要根據(jù)系統(tǒng)工藝過程畫出順序功能圖，然后將順序功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖或指令語句表順序功能圖主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動作（或命令）等要素組成。與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應(yīng)的步稱為初始步，初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待起動命令的相對靜止的狀態(tài)。初始步用雙線方框表示，每一個順序功能圖至少有一個初始步。自動洗車機(jī)系統(tǒng)就是基于順序功能圖控制。在初始狀態(tài)下，洗車機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)按下啟動按鈕時，啟動指示燈亮，此時系統(tǒng)同處于初始狀態(tài)S0，當(dāng)有車到來時，左極限開關(guān)閉合，S20置位，則系統(tǒng)開始運行，本案控制要求執(zhí)行，Y2和Y4置位，使刷子和噴水裝置開始執(zhí)行。當(dāng)系統(tǒng)按要求執(zhí)行一個過程后，啟動指示燈熄滅，一個工作過程完成，等待下一次的動作開始。2.2PLC的基本簡介在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱ProgrammableController（PC）。個人計算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng).2.3PLC的選型在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先要確定控制方案，下一步就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。在工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍以確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入/輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。I/O點數(shù)估算時由于需要考慮適當(dāng)余量，在根據(jù)統(tǒng)計而得的輸入/輸出點數(shù)基礎(chǔ)上，增加了10%-20%的可用余量，得出輸入/輸出點數(shù)的根據(jù)。FX系列PLC是由三菱公司近年來推出的高性能小型可編程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC產(chǎn)品。其中FX2是1991年推出的產(chǎn)品，F(xiàn)X0是在FX2之后推出的超小型PLC，近幾年來又連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機(jī)殼內(nèi)的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價格比，應(yīng)用廣泛。它們采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)經(jīng)過對幾家公司生產(chǎn)的PLC主要從應(yīng)用、價格、可靠性和對現(xiàn)場工作環(huán)境及設(shè)計資金等各個方面因素的考慮，本系統(tǒng)采用三菱FX2N系列PLC進(jìn)行設(shè)計。本方案控制系統(tǒng)采用三菱小型PLC控制，基本單元FX2N—32MR，帶有32個I/O點（16入，16出），在主電路中，F(xiàn)X2N系列PLC是FX系列中最高級的模塊。它擁有無以匹及的速度、高級的功能、邏輯選件以及定位控制等特點，F(xiàn)X2n是從16到256路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案2.4FX2N系列PLC特點三菱PLC模塊FX2n如圖2-5所示。圖2-5FX2NFX2n具備指令速度快，系統(tǒng)配置靈活，功能強大等優(yōu)勢。有豐富的擴(kuò)展模塊及特殊功能模塊，可實現(xiàn)PLC于上位機(jī)之間完善的網(wǎng)絡(luò)通訊，具有MELSEC-10/11/B\CC-LINK\Profibus等網(wǎng)絡(luò)按制功能FX2N系列程控制器，超高速:0.08us,大容量8k-16k步,超小型可編程控制器，高速大容量。三菱FX2N的通信模塊232ADP,232BD,485BD和485ADP均可作為數(shù)據(jù)接口。顯示裝置可選用專用智能顯示屏和通用計算機(jī)(PC).直接選用和PLC配套的顯示屏或觸摸屏，可實現(xiàn)PLC內(nèi)部多個數(shù)據(jù)的集中顯示，并可利用編輯軟件編輯屏幕圖形，提高顯示界面的可視性。FX系列可配套的顯示屏有F93000T一BWD,F940GOT一LWD和F940GOT-SWD。智能顯示屏通過通信接口讀取PL的寄存器，數(shù)據(jù)顯示效率高，同時可簡化控制系統(tǒng)的設(shè)計。但由于顯示器的高成本，限制了大尺寸顯示屏的應(yīng)用，因此該方法適合于緊湊型的PLC控制系統(tǒng)。隨著計算機(jī)性能和可靠性進(jìn)一步提高，"PC+PLC”模式的控制系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，PC機(jī)憑借豐富的軟硬件資源，可實現(xiàn)PLC的在線監(jiān)測，集中顯示大量的PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)，能以圖形化的方式顯示控制設(shè)備的動態(tài)工藝流程和數(shù)據(jù)趨勢曲線，使系統(tǒng)的人機(jī)界面直觀友好。3自動洗車的外部控制系統(tǒng)設(shè)計3.1自動洗車的硬件設(shè)計汽車清洗機(jī)主要包括機(jī)架行走結(jié)構(gòu)、大側(cè)刷刷洗結(jié)構(gòu)、小側(cè)刷刷洗結(jié)構(gòu)、頂刷刷洗結(jié)構(gòu)、吹干系統(tǒng)以及清洗液管路系統(tǒng)。機(jī)架采用兩臺交流異步電動機(jī)作為驅(qū)動源。通過控制行走電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，使機(jī)架前進(jìn)或后退。同時，為保證汽車清洗機(jī)在軌道上運行的安全性，在軌道兩端特設(shè)立兩個行程開關(guān)，以控制機(jī)架行走的范圍。機(jī)架行走電機(jī)的控制由手動前進(jìn)按鈕、手動后退按鈕。兩個行程開關(guān)等控制兩臺電機(jī)的接觸器來實現(xiàn)。大側(cè)刷刷洗機(jī)構(gòu)由大側(cè)刷定位機(jī)構(gòu)和刷子轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)組成。刷子轉(zhuǎn)動由兩臺交流異步電動機(jī)作為驅(qū)動源，且需要對刷子轉(zhuǎn)動通過對兩個交流接觸器的控制來實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，大側(cè)刷定位機(jī)構(gòu)以兩支氣缸作為驅(qū)動源，氣缸的狀態(tài)通過控制電磁閥來實現(xiàn)，同時大側(cè)刷要進(jìn)行原位，中間位置和與車頭、車尾相碰位置的識別，這些位置識別則通過四個接近開關(guān)和兩個行程開關(guān)來實現(xiàn)。小側(cè)刷刷洗機(jī)構(gòu)由定位機(jī)構(gòu)和刷子轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)組成。刷子轉(zhuǎn)動由兩臺交流異步電動機(jī)作為驅(qū)動源，不需要對刷子進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制。小側(cè)刷定位機(jī)構(gòu)以兩支雙作用的氣缸作為驅(qū)動源，其運行通過控制電磁閥來實現(xiàn)對小側(cè)刷的定位。頂刷刷洗結(jié)構(gòu)由定位機(jī)構(gòu)和刷子轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)組成。刷子轉(zhuǎn)動由一臺交流異步電動機(jī)作為驅(qū)動源，不需要進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制。頂刷定位機(jī)構(gòu)以一支氣缸作為驅(qū)動源，其運行通過控制電磁閥來實現(xiàn)，同時由于機(jī)架運行狀態(tài)要受頂刷位置的影響，為保證運行的安全，頂刷原位設(shè)計安裝一支定位接近開關(guān)，以判定頂刷是否回位。吹十系統(tǒng)包括風(fēng)管運行機(jī)構(gòu)和吹風(fēng)系統(tǒng)，吹風(fēng)系統(tǒng)由兩臺風(fēng)機(jī)和相應(yīng)管路組成。它的通斷可通過控制兩支交流接觸器來實現(xiàn)。風(fēng)管運行機(jī)構(gòu)以一支氣缸作為驅(qū)動源，其運行通過控制電磁閥來實現(xiàn)，但由于吹干效果受風(fēng)管仿形效果影響很大，加上風(fēng)管堅硬，一旦與車體接觸易造成汽車外觀的損傷，因此設(shè)計風(fēng)管吹風(fēng)定位光電開關(guān)和風(fēng)管定位安全接近開關(guān)來保證風(fēng)管位置的精確識別。清洗液管路系統(tǒng)主要由一臺潛水泵、一臺水泵以及各種洗車藥劑的控制閥組成，潛水泵和水泵運轉(zhuǎn)通過控制兩支交流接觸器來完成，而管路的通斷則由電磁閥來實現(xiàn)?？傊?，整個汽車清洗機(jī)運行需要各個機(jī)構(gòu)以及管路電磁閥協(xié)調(diào)配合，只有這樣，才能保證洗車機(jī)安全運行，達(dá)到安全、高效清洗車輛的目的。3.2自動洗車控制要求按下啟動開關(guān)之后，洗車機(jī)開始往右移，噴水設(shè)備開始噴水，刷子開始洗刷。洗車機(jī)右移到達(dá)右極限開關(guān)后，開始往左移，噴水機(jī)及刷子繼續(xù)動作。洗車機(jī)左移到達(dá)左極限開關(guān)后，開始往右移，噴水機(jī)及刷子停止動作，清潔劑設(shè)備開始動作一噴灑清潔劑。洗車機(jī)右移到達(dá)右極限開關(guān)后，開始往左移，繼續(xù)噴灑清潔劑。洗車機(jī)左移到達(dá)左極限開關(guān)后，開始往右移，清潔劑停止噴灑，當(dāng)洗車機(jī)往右移3S后停止，刷子開始洗刷。刷子洗刷5S后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往右移，右移3S后，洗車機(jī)停止，刷子又開始洗刷5S后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往右移，到達(dá)右極限開關(guān)停止，然后往左移。洗車機(jī)往左移3S后停止，刷子開始洗刷5S后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往左移3S后停止，刷子開始洗刷5S后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往左移，直到碰到左極限開關(guān)后停止，然后往右移。洗車機(jī)開始往右移，并噴灑清水與洗刷動作，將車洗干凈，當(dāng)碰到右極限開關(guān)時，洗衣機(jī)停止前進(jìn)并往左移，噴灑清水及刷子洗刷繼續(xù)動作，直到碰到左極限開關(guān)后停止，并開始往右移。洗衣機(jī)往右移，風(fēng)扇設(shè)備動作將車吹十，碰到右極限開關(guān)時，洗衣機(jī)停止并往左移，風(fēng)扇繼續(xù)吹干動作，直到碰到左極限開關(guān)，則洗車整個流程完成，啟動燈熄滅。原點復(fù)位設(shè)計，若洗車機(jī)正在動作時發(fā)生故障，則故障排除后必須使用原點復(fù)位，將洗車機(jī)復(fù)位到原點，才能做洗車全流程的動作。其動作就是按下SB1，則洗車機(jī)的右移、噴水、風(fēng)扇及清潔劑噴灑均需停止，洗車機(jī)往左移，當(dāng)洗車機(jī)到達(dá)左極限開關(guān)時，原點復(fù)位燈亮起，表示洗車機(jī)完成復(fù)位動作。具體工作步驟祥見附錄。3.3外部框架結(jié)構(gòu)自動洗車系統(tǒng)由以下幾個部分組成：①一個支撐水平滾筒和垂直滾筒的門架，由一個雙向操作（向前和向后）的電動機(jī)驅(qū)動。②一個用于旋轉(zhuǎn)水平滾筒和垂直滾筒的電動機(jī)。③一個用于升降水平滾筒的電動機(jī)。限位開關(guān)：水平滾筒的上限位及門架的前后位置限制。限位開關(guān)用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運動部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時，行程開關(guān)的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，他的作用和原理與按鈕類似。限位開關(guān)按照他的結(jié)構(gòu)可以分為直動式、滾動式、微動式和組合式。本系統(tǒng)綜合比較而言，系統(tǒng)選擇微動式限位開關(guān)。外部框架結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。3.4PLC外部控制系統(tǒng)電路的設(shè)計前行程開關(guān)輸入信號SQ1,后行程開關(guān)輸入信號SQ2,兩個輸入信號分別使用PLC的輸入點乂1和X0,啟動停止使用輸入點X2和X3。在PLC輸入點數(shù)較多的情況下，可以采用一個操作按鈕接到一個輸入端。但當(dāng)PLC的輸入點數(shù)不夠用時，可以采用并聯(lián)連接的方式。Y輸出點，與接觸器的線圈相連，控制接觸器的吸離，實現(xiàn)對電機(jī)的控制。KM1,KM2控制洗車機(jī)的正反位移，KM3、KM4、KM5、KM6分別控制噴水，噴清洗劑，刷子和風(fēng)機(jī)。由控制要求，控制線路如圖3-2所示:圖3-2自動洗車機(jī)PLC控制線路圖3.5自助洗車配置圖根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)安放導(dǎo)軌，置自動洗車機(jī)于導(dǎo)軌之上。在洗車機(jī)前后安防行程開關(guān)X0,X1,來控制自動洗車機(jī)位移電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，達(dá)到洗車機(jī)的來回運行，同時根據(jù)程序，啟動噴水電機(jī)Y2,清洗劑丫3，刷子丫4,風(fēng)機(jī)，Y5。在洗車機(jī)右側(cè)安裝控制電箱，安裝啟動、停止按鈕與指示燈。自動洗車配置方案如圖3-3所示。4系統(tǒng)方案設(shè)計4.1工作流程圖自動洗車中PLC控制系統(tǒng)在設(shè)計上要達(dá)到的要求：車輛出現(xiàn)在沖洗區(qū)時按下啟動按鈕。循環(huán)指示燈亮起，水平滾筒向下移動。在水平滾筒開始旋轉(zhuǎn)的同時。門架向前運動并且激活噴水系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)滾筒的電機(jī)按鈕，自動進(jìn)行洗車。結(jié)束后，門架向前運動，碰到門架限位開關(guān)后時停止，同時滾筒停止旋轉(zhuǎn)，并升起水平滾筒到達(dá)上限位開關(guān)，結(jié)束循環(huán)。根據(jù)設(shè)計要求，繪制工作流程圖如圖4-1所示。*＜、、.開始］〉啟動按鈕1r循環(huán)開始，指示燈亮1r降低滾筒（KM1）1r滾筒旋轉(zhuǎn)（KM3）,門架前進(jìn)（KM4）1r門架前進(jìn)停止，門架后退（KM5）1r門架后退停止。滾筒旋轉(zhuǎn)停止1r升起滾筒（KM2），沖洗計數(shù)器加11F循環(huán)結(jié)束4.2工作過程設(shè)計4.2.1自動循環(huán)沖洗按下刀開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4,滿足初始條件即門架的后不位置(后限位開關(guān)閉合)。水平滾筒在升起的位置(上限位開關(guān)閉合)，車輛出現(xiàn)在沖洗區(qū)域(車輛出現(xiàn)接近傳感器閉合)。按下循環(huán)按鈕SQ1(6)，此時繼電器KAO(6)得電，觸點KAO(8)閉合，循環(huán)指示燈亮，觸點KAO(9)延時閉合，KA1(9)得電，相應(yīng)的觸點KA1(10)閉合，線圈KM1(10)得電，觸點KM1(1)閉合，電動機(jī)M1(1)得電正轉(zhuǎn)，滾筒降低。觸點KA1(10)延時斷開，KM1(10)線圈失電，觸點KM1斷開，滾筒停止降低。此時，觸點KA1(13)已閉合，觸點KA1(13)延時閉合，繼電器KM3(13)得電，觸點KM3(3)閉合，電動機(jī)M2(3)得電正轉(zhuǎn)，滾筒旋轉(zhuǎn)。觸點KM3(14)閉合，線圈KM4(14)得電，觸點KM4(4)閉合，電動機(jī)M3(4)得電正轉(zhuǎn)，門架前進(jìn)。觸點KM4(15)斷開，形成聯(lián)鎖。門架前進(jìn)到前限位開關(guān)(14)，線圈KM4(14)失電，觸點KM4(4)斷開，電動機(jī)M3(4)停止轉(zhuǎn)動，門架停止前進(jìn)。前限位開關(guān)(16)閉合，線圈KA2(16)得電，相應(yīng)的觸點KA2(14)斷開，形成聯(lián)鎖。觸點KA2(15)閉合，線圈KM5(15)得電，相應(yīng)的觸點KM5(5)閉合，電動機(jī)M3⑷得電反轉(zhuǎn)，門架后退。門架后退到后限位開關(guān)，后限位開關(guān)(15)斷開，線圈KM5(15)失電，相應(yīng)的觸點KM5(5)斷開。電動機(jī)M3(4)失電停止轉(zhuǎn)動，門架停止后退。后限位開關(guān)(11)閉合，線圈KM2(11)得電，相應(yīng)的觸點KM2(2)閉合，電動機(jī)M1(1)得電反轉(zhuǎn)，滾筒升起。滾筒上升到上限位開關(guān)(11)，上限位開關(guān)(11)斷開，線圈KM2(11)失電，相應(yīng)的觸點KM2(2)斷開，電動機(jī)M1(1)失電停止轉(zhuǎn)動，滾筒停止上升。后限位開關(guān)(19)斷開，線圈KA4(19)失電，相應(yīng)的觸點KA4(6)斷開，繼電器KA0失電，相應(yīng)的觸點KA0(8)斷開，循環(huán)指示燈滅，洗車循環(huán)結(jié)束。系統(tǒng)控制電路圖如圖4-2所示。220VV4立即停止SB4循環(huán)按鈕SB1380V車輛出現(xiàn)KM2/KM1Jrf限位開8910113111121(113 311441(T3ll i\\ di15 511471-M157lx61x67|8 19I10I11I12113I]4|15|16 |17| ~|19圖4-2控制電路圖4.2.2手動立即停止當(dāng)自動循環(huán)沖洗過程中發(fā)生緊急情況時，按下立即停止按鈕SB4(6)，繼電器立即失電，所有相應(yīng)的觸點立即復(fù)位 。相應(yīng)的所有的電動機(jī)立即停止轉(zhuǎn)動。按下手動升起按鈕SB2(12),線圈KM2(11)得電，相應(yīng)的觸點KM2(2)閉合，電動機(jī)M1(1)得電反轉(zhuǎn)、滾筒升起。滾筒上升到上限位開關(guān)SQ1(11)，上限位開關(guān)SQ1(11)斷開，線圈KM2(11)失電，相應(yīng)的觸點KM2(2)斷開，電動機(jī)M1(1)失電停止轉(zhuǎn)動，滾筒停止上升。按下手動返回按鈕SB3(16)，線圈KM(15)得電，相應(yīng)的觸電KM5(5)閉合，電動機(jī)M3(4)得電反轉(zhuǎn)，門架后退。門架后限位開關(guān)，后限位開關(guān)SQ2(15)斷開，線圈KM5(15)失電，相應(yīng)的觸電KM5(5)斷開，電動機(jī)M3(4)失電停止轉(zhuǎn)動，門架停止后退，緊急情況解除。4.3電機(jī)選擇在主電路中，電動機(jī)選擇三相異步電動機(jī)Y100L2-4，采用“Y”接法，功率3KW；轉(zhuǎn)速1500r/min。額定電壓380(V)額定電流6.8(A)。安裝尺寸和功率等級完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。電動機(jī)具有高效、節(jié)能、性能好、振動小、噪聲低、壽命長、可靠性高、維護(hù)方便、起動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點。三相異步電動機(jī)Y100L2-4如圖4-3所示。圖4-3三相異步電動機(jī)Y100L2-4熔斷器選擇RL1-60/15，額定電流為15A。開關(guān)選擇HZ10系列組合開關(guān)，其額定電壓為220V，額定電流為20A行程開關(guān)應(yīng)選擇可自動復(fù)位的單輪旋轉(zhuǎn)式型號為LX111.電源指示XD13接觸器選擇CJX2-1010(1001)，其額定電壓為為220V，額定電流為10A。熱繼電器選擇JR28-25D13，額定電流為6—10A。一般情況下，我們把熱繼電器設(shè)定為額定電流的80%。按鈕選擇LA10系列，額定電壓220V。4.4主線路根據(jù)洗車機(jī)的功能，設(shè)計出洗車機(jī)的洗車機(jī)主電路圖如圖4-4所示:L1L2L3

L1L2L34.5I/O的配置與分析4.5.1I/O的分析經(jīng)過對控制過程和要求的詳細(xì)分析，我明確了具體的控制任務(wù)是在啟動命令下，汽車進(jìn)入則可以進(jìn)行自動刷洗，汽車離開則可以自動停止刷洗。確定了要完成的動作后，再確定動作的順序：有啟動一個輸入點和停止一個輸入點。按下啟動按鈕，啟動清洗機(jī)接觸器和水閥門，接著傳感器檢測汽車是否進(jìn)入清洗范圍，進(jìn)入則開始刷洗；汽車離開則停止刷洗，按下停止命令則清洗結(jié)束。4.5.2I/O分配表根據(jù)系統(tǒng)控制要求，可得I/O分配表如表4-1所示:輸入地址號信號名稱輸入地址號信號名稱X0左極限開關(guān)SQ1X1右極限開關(guān)SQ2X2啟動開關(guān)SB2X3急停SB1輸出地址號信號名稱Y0洗車機(jī)左移KM1Y1洗車機(jī)右移KM2Y2噴水機(jī)灑水KM3Y3清洗劑控制KM4Y4刷子控制KM5Y5風(fēng)機(jī)控制KM6Y6啟動指示燈HL表4-1I/O分配表5系統(tǒng)設(shè)計5.1梯形圖梯形圖詳見附錄5.2指令語句指令語句詳見附錄6系統(tǒng)調(diào)試PLC程序調(diào)試和運行步驟如下：程序檢查。將編號的程序輸入編程器進(jìn)行檢查，改正御馬和數(shù)據(jù)錯誤后存入PLC的存儲器中。模擬運行。模擬系統(tǒng)世界的輸入信號，在陳旭運行中的適當(dāng)時刻，通過手動操作開關(guān)，接通和斷開輸入型號，來模擬各種機(jī)械動作使檢測原件狀態(tài)發(fā)生變化，同時通過PLC輸出端狀態(tài)指示燈的變化來觀察程序的執(zhí)行情況，使執(zhí)行原件應(yīng)該完成的動作相對照，判斷程序的正確性實物調(diào)試。采用現(xiàn)場的主令元件，檢測元件及執(zhí)行元件組成的模擬控制系統(tǒng)，檢驗檢測元件的可靠性及PLC的實際負(fù)載能力。現(xiàn)場調(diào)試。在現(xiàn)場安裝完畢后進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試，對一些參數(shù)(檢測元件位置、定時器等設(shè)定常數(shù))進(jìn)行現(xiàn)場的調(diào)整和整定。投入運行，最后對系統(tǒng)的所有安全措施(接地、保護(hù)、互鎖等)進(jìn)行檢查后，即可投入系統(tǒng)的試運行，試運行一切正常后，再把程序固定化到EPROM中去。對于本自動洗車機(jī)的設(shè)計，由于實際原因，只進(jìn)行了一定的調(diào)試。系統(tǒng)第一次調(diào)試，因為該系統(tǒng)重復(fù)的步數(shù)比較第多，因此在在第一次設(shè)計中用PLC中的FORNEXT指令實現(xiàn)循環(huán)，當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試時，程序不能執(zhí)行，功能不能實現(xiàn)。查了一些資料才知道，在用順序功能圖實現(xiàn)時，梯形圖中不能使用FORNEXT指令，然后進(jìn)行程序的修改，在此次修改中，用計數(shù)器C實現(xiàn)程序的循環(huán)，再查了一些關(guān)于計數(shù)器C的用法之后，對程序進(jìn)行了修改，進(jìn)行第二次調(diào)試，在調(diào)試的過程中，發(fā)現(xiàn)不能實現(xiàn)循環(huán)，對程序反復(fù)進(jìn)行修改后，然不能實現(xiàn)循環(huán)功能，決定不用計數(shù)器實現(xiàn)循環(huán)，用了較多的步序之后，也可以實現(xiàn)控制要求。此時的程序步數(shù)比較多。第三次進(jìn)行程序調(diào)試時，程序基本沒有問題，所素的功能基本可以滿足。7自動洗車行業(yè)的美好前景私家車可以說遍地都是了，傳統(tǒng)的人工沖洗面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，效率低、浪費水資源等諸多弊病都在困擾著這個行業(yè)。需求決定市場，自動洗車機(jī)順應(yīng)潮流登上了洗車這個新興行業(yè)的舞臺，而且全自動洗車機(jī)價格也因競爭的關(guān)系逐漸走低，就種類來說，有自動的、全自動的、移動式的、蒸汽式的等，充分滿足了不同車型和車主的需要，甚至還可以提供上門清洗服務(wù)。曾經(jīng)的洗車設(shè)備的車床，都是人工操作，很容易出問題不說，效率也是非常低下，這跟眼前的洗車行業(yè)是多么相似。智能全自動程序化運作，不僅降低了人工成本，節(jié)省了寶貴的水資源，效率也提高了好幾倍，而且沖洗效果的改善異常明顯。不知國內(nèi)現(xiàn)在有沒有品牌連鎖加盟，這點上可以借鑒下干洗行業(yè)的發(fā)展模式，代理加盟可以迅速占領(lǐng)各地市場，贏得消費者的口碑是最重要的。貌似自動洗車機(jī)的技術(shù)也是從國外引進(jìn)的，并加以相應(yīng)的開發(fā)改進(jìn)，進(jìn)一步完善了整個流程，同時也簡化了相關(guān)操作，越來越貼近曾經(jīng)的傻瓜相機(jī)和傻瓜電腦。關(guān)于它的具體規(guī)格型號的圖片介紹，可以到各個生產(chǎn)廠家的網(wǎng)站瀏覽，有的還做成了三維立體實物模型，直觀形象，對于促進(jìn)產(chǎn)品的銷售也是增色不少。在二手交易市場，洗車設(shè)備也屬于交易的熱門了，按新舊程度和智能化等級，全自動洗車機(jī)價格不等，而相關(guān)的培訓(xùn)也在開展，很多以前的洗車工都在學(xué)習(xí)新的洗車技術(shù)，畢竟對于從未接觸過電腦的他們來說，不進(jìn)則退，只有不斷給自己充電，才能在自動洗車機(jī)這個陽光行業(yè)擁有美好的前景。結(jié)論通過這次對自動洗車控制課題的設(shè)計，使我從中學(xué)習(xí)到了很多知識，增長了自己的經(jīng)驗，加強了自己的設(shè)計能力，并且更了解了PLC.變頻器.蜂鳴器.傳感器的結(jié)合使用。經(jīng)過努力最終完成了這次工程設(shè)計，它是我們對在這學(xué)校學(xué)習(xí)三年的總結(jié)。它包含了我們在學(xué)校所學(xué)的全部知識。控制系統(tǒng)的設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴(yán)格的按照系統(tǒng)分析，系統(tǒng)設(shè)計，過程來進(jìn)行。系統(tǒng)的分析與設(shè)計過程是一項辛苦的工作，同時也是一個充滿樂趣的過程。在設(shè)計過程中，特別體會到理論必須和實際相結(jié)合。雖然收集了大量的資料，但是實際用中卻有很多的差異，出現(xiàn)了許多意想不到問題。從一開始的確定課題，到后來的資料查找、理論學(xué)習(xí)，再有就是近來的調(diào)試和測試過程，這一切都使我的理論知識和動手能力進(jìn)一步得到提高。也因此鍛煉了自己在社會上的適應(yīng)能力，為自己以后在社會上的工作打下了結(jié)實的基礎(chǔ)。致謝感謝常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院在這里，我開闊了見識，增長了知識，鍛煉了能力。四年前我?guī)е缇粗膩淼搅诉@里，四年里，親身的體驗讓我更增加了對這所學(xué)校的熱愛和不舍。在這里我想特別感謝我論文指導(dǎo)老師，在寫作過程中，他還經(jīng)常找我談話，指導(dǎo)我把寫作重點放在理論上，論文寫完以后，老師還精心審閱了我的寫作初稿，大到內(nèi)容結(jié)構(gòu)，小到標(biāo)點符號、論文格式，都給我提供了寶貴的修改意見，在他的幫助下我的論文才得以順利完成。他這種一絲不茍的負(fù)責(zé)精神、質(zhì)樸平實的治學(xué)風(fēng)格、和藹可親的待人原則、關(guān)心后輩的的責(zé)任心使我深受感動，對我做人、做事、做學(xué)問都產(chǎn)生了積極影響。在此，我表示真摯的謝意。感謝常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院的每一位老師，無論是從學(xué)識上，還是從人格上，他們都是最值得尊敬的的人。這些老師知識淵博，閱歷豐富，講課獨具風(fēng)格，聽他們的課是一種享受，享受知識、享受智慧、享受人格魅力。這些老師不但幫助我們構(gòu)建知識，更在生活上給我們無微不全的關(guān)懷，指導(dǎo)我們處理生活中的許多問題，他們總能高屋建瓴地給我們的生活導(dǎo)航。是他們開啟了我對歷史的興趣，激發(fā)了我對知識的渴望，同時我也從他們身上學(xué)到了很多難能可貴的精神：認(rèn)真、感恩、負(fù)責(zé)、謙和，所有這些都讓我終身受益。感謝您們！！最后，我要感謝的是我最親愛的父母。在我二十多年的成長過程中，你們無時不刻無私地關(guān)懷和奉獻(xiàn)，是我求學(xué)的最大精神支柱，也是我可以依偎的最溫馨港灣。你們是我永遠(yuǎn)的牽掛和眷念！參考文獻(xiàn)萬東梅.電路?電子?電氣應(yīng)用實訓(xùn)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2004張運波.工廠電氣控制技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2003王紅.可編程控制器使用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003張桂香.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社2003齊從謙.PLC技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002余雷聲.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998常斗南.可編程控制器原理?應(yīng)用?實驗[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998方承遠(yuǎn).工廠電氣控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992馬志溪.電氣工程設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.宮淑貞.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社，2009.里格.可編程邏輯控制器[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.