王玥琦

1.控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)的確定和PLC的選型

1.1控制系統(tǒng)的輸入元件和輸出元件的數(shù)量

（1）輸入元件的數(shù)量

整個系統(tǒng)共需要5個輸入開關(guān)量。分別是：整機(jī)的啟動按鈕和停止按鈕各一個，共2個開關(guān)量。導(dǎo)軌前端和后端各一個限位開關(guān)，共2個開關(guān)量。同時若清洗機(jī)在洗刷過程中發(fā)生故障，還需安裝一個復(fù)位開關(guān)，使清洗機(jī)復(fù)位到原點(diǎn)，從而進(jìn)行排除故障，共1個開關(guān)量。

（2）輸出元件的數(shù)量

整個系統(tǒng)共需要10個輸出開關(guān)量。分別是：整個行走機(jī)架的前進(jìn)、后退需要通過電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來控制，因此需要接觸器2個，即兩個行走電機(jī)共需要4個輸出開關(guān)量。水泵噴水、噴灑清洗劑的控制需要2個控制閥，共需要2個輸出開關(guān)量。刷子刷洗、風(fēng)干系統(tǒng)的控制，需要2個控制閥，共需要4個開關(guān)量輸出量。

1.2 PLC的選型

PLC的選型主要有以下兩點(diǎn)：

（1）PLC容量的選擇，

（2）PLC機(jī)型的選擇。

由于生產(chǎn)PLC的廠家眾多，實(shí)現(xiàn)的功能雖基本相同，但性能、價格和編程語言卻有較大差別，一般從以下幾個方面考慮：

①功能方面

②價格方面

③售后服務(wù)

綜上所述，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)開關(guān)量輸入5點(diǎn)，開關(guān)量輸出6點(diǎn)。考慮汽車清洗機(jī)的功能和擴(kuò)展性等綜合因素，故本系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇西門子S7-200 CPU22X 系列的產(chǎn)品。西門子S7-200 CPU22X系列產(chǎn)品指令豐富、速度快、具有較強(qiáng)的通信能力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，并綜合考慮PLC的選型定為S7-200 CPU226，其I/O總數(shù)為40點(diǎn)，輸入24點(diǎn)，輸去16點(diǎn)；可帶7個擴(kuò)展模塊；用戶程序存儲器容量為8KB；內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器，具有PID控制器的功能；運(yùn)行速度快、功能強(qiáng)，適用于要求較高的中小型的控制系統(tǒng)。所以，本系統(tǒng)PLC為S7-200 CPU226是非常合適的。

1.3 PLC的I/O地址分配表及接線圖

（1）I/ O地址分配表

根據(jù)上文中輸出/輸入量的分析，其I/O地址分配表如下表1和表2。

1.4 汽車自動清洗機(jī)的清洗流程分析

本汽車自動清洗機(jī)的主要工作是清洗車身及風(fēng)干，該過程清洗機(jī)共需往返5次。對其工作工藝流程進(jìn)行分析：

（1）按下啟動開關(guān)之后，清洗機(jī)開始前進(jìn)。水泵開始噴水，刷子開始刷洗車身。

（2）清洗機(jī)前進(jìn)到汽車后端的感測開關(guān)時，清洗機(jī)開始后退，水泵和刷子繼續(xù)工作。

（3）清洗機(jī)后退到汽車前端的感測開關(guān)時，清洗機(jī)開始前進(jìn)，同時刷子停止工作、水泵停止噴水，清洗劑設(shè)備開始工作噴灑清洗劑。

（4）清洗機(jī)前進(jìn)到汽車后端的感測開關(guān)時，清洗機(jī)開始后退，繼續(xù)噴灑清洗劑。

（5）清洗機(jī)后退到汽車前端感測開關(guān)后，開始往前進(jìn)，清洗劑停止噴灑，當(dāng)清洗機(jī)前進(jìn)3s后停止，刷子開始洗刷。

（6）刷子洗刷5s后停止，清洗機(jī)繼續(xù)往前進(jìn)，前進(jìn)3s后，清洗機(jī)停止，刷子又開始洗刷5s后停止，洗車機(jī)繼續(xù)往前進(jìn)，到達(dá)汽車后端感測開關(guān)停止，然后往后退。

（7）清洗機(jī)往后退3s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，清洗機(jī)繼續(xù)往后退3s后停止，刷子開始洗刷5s后停止，清洗機(jī)繼續(xù)往后退，直到碰到汽車前端感測開關(guān)后停止，然后往前進(jìn)。

（8）洗車機(jī)開始往前進(jìn)，并開始噴灑清水與洗刷動作，將車洗干凈，當(dāng)碰到汽車后端感測開關(guān)時，清洗機(jī)停止前進(jìn)并往后退，噴灑清水及刷子洗刷繼續(xù)動作，直到碰到汽車前端感測開關(guān)后停止，并開始往前進(jìn)。

（9）清洗機(jī)開始往前進(jìn)，風(fēng)干設(shè)備開始動作將車吹干，碰到汽車后端感測開關(guān)時，清洗機(jī)停止并往后退，風(fēng)扇繼續(xù)吹干動作，直到碰到汽車前端感測開關(guān)，則洗車整個流程完成，清洗機(jī)復(fù)位。

本設(shè)計(jì)中：啟動程序后，按下啟動按鈕，自動清洗機(jī)啟動；清洗機(jī)前進(jìn)，噴水設(shè)備噴水，刷子開始洗刷；當(dāng)達(dá)到汽車后端感測開關(guān)時，觸動行程開關(guān)，清洗機(jī)后退，噴水和洗刷繼續(xù)；當(dāng)?shù)竭_(dá)汽車前端感測開關(guān)時，行程開關(guān)動作，噴水和洗刷停止，洗車前進(jìn)，清洗劑泵開始動作噴清洗劑；當(dāng)?shù)竭_(dá)汽車后端感測開關(guān)后，洗車后退，繼續(xù)噴清洗劑；再次到達(dá)汽車前端感測開關(guān)時后，停止噴灑清洗劑，計(jì)數(shù)器C0開始動作，清洗機(jī)和刷子變?yōu)殚g續(xù)性運(yùn)動（清洗機(jī)運(yùn)動3s停止，刷子洗刷5s，如此循環(huán)往復(fù)），直到到達(dá)汽車后端感測開關(guān)，計(jì)數(shù)器C1開始動作，然后再以這種運(yùn)動方式運(yùn)動直到到達(dá)驅(qū)車前端感測開關(guān)；到達(dá)汽車前端感測開關(guān)后，刷子停止動作，洗車機(jī)前進(jìn)，風(fēng)機(jī)設(shè)備動作，到達(dá)汽車后端感測開關(guān)后，洗車機(jī)后退，風(fēng)機(jī)設(shè)備繼續(xù)動作直到到達(dá)汽車前端感測開關(guān)，風(fēng)機(jī)停止。整個洗車動作完成。

1.5 PLC梯形圖（略）