《基于PLC控制的自动洗车系统（设计论文）》

基于PLC控制的自动洗车系统设计报告0引言当前，中国汽车市场上主要有手动洗车，半自动洗车和自动洗车三种方法。手动清洁方法的主要优点是投资少，洗车管理方便和清洁质量最佳。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。半自动清洗机的优点是比全自动清洗机便宜，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，所以推广自动清洗机具有重要意义。1自动洗车相关介绍1.1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。1.2PLC控制全自动洗车机的优势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，维护成本高。而实用性和实用性，与其他控制清洗机自动控制方法相比，基于PLC控制有许多无与伦比的优势。其程序需要改变，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。1.3本课题的初步设计分析在研究基于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，可以检测清洗机本体的位置。所有的测试信号检测设备常开点PLC的输入端。如果系统有问题，则PLC上的状态显示将显示哪个信号有问题。20接触器（用于电机控制），直流电磁阀（用于控制气缸和供水），LED（用于控制控制面板）。启动轻型电磁阀，它将显示出来。PLC是控制系统的核心，主要收集系统的所有信号以实现清洗机的自动控制。PLC在整套清洗机中起着重要的作用，是控制系统的核心和操作系统的主要命令。因此，在选择PLC型号时要注意。通过分析清洗机的性能，控制系统的实际需求，并考虑对自动清洗机进行升级的需要，对PLC型号进行了合理的选择此外由于自动清洗机工作很长一段时间在不好的环境中,所以你需要解决问题的自动清洗机前自检工作。因此，在自动洗车机对传感器和各种保护装置时应考虑，以确保其工作符合PLC控制程序。为了防止PLC电磁阀频繁工作，继电器和电机出现故障，需要采取PLC干扰抑制措施；为了防止电源故障，PLC通常使用超绝缘变压器。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清洗机的操作顺序，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。自动洗车的控制程序是根据洗车过程的要求而设计的。接通洗车设备后，输入信号将通过用户程序进行循环记录，保存和处理。输出信号的状态将更新，以完成洗车过程的自动控制。分析任务的要求和解决方案如下：（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洗涤范围。（2）解决方案从以上分析可以看出，第一个发出启动命令的人自动打开清洗接触器和水阀；传感器检测到车辆已进入清洁区域，并打开电刷触点以进行清洁。当传感器检测到的汽车离开清洁区域时，接触器将停止刷洗汽车。根据以上分析，可以看出，在发出启动命令后，接触器和清洁用水阀可以自动检测等待清洁的车辆是否进入清洁区域，然后发出相应的指令来打开车辆的电刷接触器，从而开启清洗过程。清洗结束后，汽车将会离开指定的清洗区域，这是传感器获取信号后，会发出停机指令，关闭接触器和清洗机水阀。2自动洗车系统的原理及其分析2.1总体设计根据内部状态和时间序列,使每个驱动器自动生产和工作过程中到一个有序的时尚学科去。对生产过程进行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。第二清洗机向右移动，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。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制洗车机左移,用水翻转，直到左限位开关。第二清洗机向右移动，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。3PLC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。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的选型可编程逻辑控制器S7-200是用于测试，监视和控制各个行业的小型自动化设备。S7-200系列功能强大，具有独立工作并访问网络，可以启用复杂的控制功能。此外，S7-200系列产品价格便宜。有A､B､C三个系列可供选择,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30､45､90；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0-5v或4-20ma电信号来控制。以下是一些选择变频器的依据：变频器的目的选择：恒压或恒流控制的控制。变频器与负载的匹配问题；1)电压匹配；负载的额定以及变流器的电压要一样。2)当前匹配；混合离心泵，逆变器的额定电流与电机的额定电流相同。基准负荷，如深水泵、电动机性能参数应确定变频器电流和最大电流过载能力。3)转矩匹配；只有在恒定转矩负载下或使用减速齿轮时，s才是可能的。避免变频器输出不足。变频器系统的端口要求：运行/停止控制；lt状态输出；给定工作频率的输入函数；模拟输出功能。稀土是逆变器产品质量稳定、可靠的选择。本控制系统的频率下限的供水,供水操作上限频率由PLC控制系统。在此系统中,运行时间限制为20赫兹的频率,运行时间限制设置频率50赫兹。这种设计特别适用于abbasc510系列逆变器。表3-1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：76X47X87。3.2.5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30、45、90；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：（1）根据中国低压配电的特殊要求，选用法国优秀成熟的产品；（2）全面的选择越来越多,越来越强的性能,以满足不同领域的需求功率分布；（3）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/h。3.2.7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4PLC控制的自动洗车系统的软件设计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，清洗机右转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,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I0.3。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，触发M1.2线圈和Q0.0、Q0.1、洗车机右移位、风机工作。通过上述程序组态组合可以设计成一个完整的自动洗车程序。5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>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；}//**********************