孫得成 秦向峰 徐學(xué)良 倪曉峰 張丹慧

摘 要：近年來(lái)，隨著汽車(chē)行業(yè)的飛速發(fā)展，使得洗車(chē)行業(yè)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。然而傳統(tǒng)的人工洗車(chē)效果非常不理想，我們這里設(shè)計(jì)的汽車(chē)自動(dòng)清洗機(jī)效果是比較理想和實(shí)際的，它采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)，自動(dòng)對(duì)需要服務(wù)的汽車(chē)進(jìn)行清洗，清洗完畢自動(dòng)停止刷洗，從真正意義上實(shí)現(xiàn)了洗車(chē)的自動(dòng)化控制。

關(guān)鍵詞：PLC；傳感器；自動(dòng)化；汽車(chē)清洗裝置；控制

1 緒論

隨著科技、經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，汽車(chē)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚闹匾慕煌üぞ?。但是隨著經(jīng)濟(jì)一體化的進(jìn)一步加強(qiáng)，汽車(chē)在使用過(guò)程中也存在一些列的連鎖問(wèn)題，如汽車(chē)清洗。目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)清洗主業(yè)主要體現(xiàn)在對(duì)汽車(chē)外部的清洗。具體主要表現(xiàn)在使用人工清洗、單相流高壓水槍以及單一介質(zhì)的清洗，這種邊刷邊洗的方法雖然可以把汽車(chē)的外部洗的很干凈，但是對(duì)于汽車(chē)地盤(pán)卻無(wú)法達(dá)到徹底清洗的目的。而且，傳統(tǒng)的清洗方法存在很大的弊端如勞動(dòng)強(qiáng)大、工作效率特別低，同時(shí)造成水資源的浪費(fèi)，隨著發(fā)展需求和效率意識(shí)的提高，目前國(guó)內(nèi)的傳統(tǒng)的洗車(chē)已經(jīng)滿足不了發(fā)展迅速的洗車(chē)行業(yè)的需求。

基于對(duì)洗車(chē)方式創(chuàng)造性、突破性的改進(jìn)，同時(shí)為滿足大型洗車(chē)廠的需要、投資成本低以及節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，就需要盡可能的采用先進(jìn)的傳感技術(shù)，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)功能的PLC控制系統(tǒng)，自動(dòng)完成對(duì)所需服務(wù)汽車(chē)的清洗，改善上述存在的缺點(diǎn)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)目的和原則

設(shè)計(jì)目的：通過(guò)對(duì)汽車(chē)清洗裝置的一系列研究，同時(shí)主要針對(duì)傳統(tǒng)的人工清洗過(guò)程中存在的眾多缺點(diǎn)如清洗效率低下、清潔程度不高、大量浪費(fèi)水資源等問(wèn)題，本項(xiàng)目著重是對(duì)汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置PLC控制線路進(jìn)行設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)原則：高可靠性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、方便維護(hù)、低能耗高效率等。

2.2 系統(tǒng)組成

PLC是主要服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)的控制系統(tǒng)，是在繼電-接觸器控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展成以微處理器為核心的工業(yè)自動(dòng)控制通用設(shè)備，所以 PLC 與控制的對(duì)象接口能力較強(qiáng)。從根本上來(lái)說(shuō)，其性能和組成結(jié)構(gòu)具有處理器的特點(diǎn)：作為控制核心的CPU，基于系統(tǒng)程序的規(guī)則下運(yùn)行。通過(guò)I/O 部件實(shí)現(xiàn)了CPU與控制要素的連接。起基本組成包括 CPU 及其存儲(chǔ)硬件、輸入/ 出、電源、接口等單元等。

2.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的線路主要滿足以下任務(wù)：當(dāng)發(fā)出啟動(dòng)命令時(shí)，清洗機(jī)開(kāi)始工作，清洗機(jī)接觸器和水閥門(mén)都打開(kāi)，汽車(chē)進(jìn)入洗刷范圍時(shí)，刷子接觸器開(kāi)啟，進(jìn)入刷洗程序。當(dāng)檢測(cè)器檢測(cè)到車(chē)子離開(kāi)時(shí)，清洗機(jī)接觸器、水閥門(mén)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。

2.4 軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用三菱FX2N 系列PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。

針對(duì)以上的設(shè)計(jì)要求，裝置應(yīng)設(shè)有輸入信號(hào)：?jiǎn)?dòng)按鈕、停止按鈕和檢測(cè)器輸入，相應(yīng)的輸出信號(hào)：水閥門(mén)、刷子接觸器、清洗機(jī)接觸器、啟動(dòng)指示燈、停止指示燈和刷洗前指示燈。I/O 分配為：?jiǎn)?dòng)按鈕、停止按鈕和檢測(cè)器輸入對(duì)應(yīng)的代號(hào)和輸入/輸出標(biāo)號(hào)分別為SB1，X0；SB2，X1；ST，X2；水閥門(mén)、刷子接觸器、清洗機(jī)接觸器、啟動(dòng)指示燈、停止指示燈和刷洗前指示燈對(duì)應(yīng)的代號(hào)和輸入/輸出標(biāo)號(hào)分別為YV，Y0；KM1，Y1；KM2，Y2；HL1，Y3；HL2，Y4；HL3，Y5。

2.5 PLC 程序說(shuō)明

程序啟動(dòng)后，起表示程序成功待運(yùn)行作用的啟動(dòng)指示燈HL1亮起，表示程序等待啟動(dòng)按鈕的啟動(dòng)命令。當(dāng)操作啟動(dòng)按鈕 SB1時(shí)，啟動(dòng)按鈕輸入點(diǎn)X0接通，水閥門(mén)輸出點(diǎn)Y0 和 刷子接觸器輸出點(diǎn)Y1 接通。當(dāng)目標(biāo)汽車(chē)進(jìn)入指定區(qū)域時(shí)，信號(hào)檢測(cè)器ST 發(fā)出命令，此時(shí)檢測(cè)器輸入點(diǎn)X2 接通，刷洗前指示燈 HL3亮起。當(dāng)目標(biāo)汽車(chē)駛離指定區(qū)域時(shí)，信號(hào)檢測(cè)器ST 發(fā)出命令，檢測(cè)器輸入點(diǎn) X2 斷開(kāi)，停止指示燈亮起，各部分停止工作。

3 解決的關(guān)鍵問(wèn)題

在充分考慮市場(chǎng)情況和資源環(huán)境日益趨緊的形勢(shì)之下，我們考慮到基于PCL控制系統(tǒng)下方便簡(jiǎn)單，高效率，低能耗的操作特點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)了一套基于PLC的汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置的控制系統(tǒng)。由此，本裝置主要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是最大限度的提高單位用水量，減少用人成本，在降低勞動(dòng)強(qiáng)度及提高工作效率的情況下，能夠在短時(shí)間內(nèi)合理利用資源對(duì)汽車(chē)進(jìn)行自動(dòng)清洗以及刷洗功能。另外，通過(guò)對(duì)裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化等設(shè)計(jì)，充分考慮了車(chē)體外形的重點(diǎn)和難易程度，在提高清洗效率的同時(shí)還提高了干凈程度。我們有理由相信能夠滿足于國(guó)內(nèi)洗車(chē)行業(yè)的需求以及帶來(lái)理想的社會(huì)收益。

4 結(jié)論

本文主要根據(jù)汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置的要求，對(duì)基于PLC的控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，此系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的汽車(chē)位置，一旦汽車(chē)進(jìn)入清洗位置，清洗機(jī)會(huì)自動(dòng)對(duì)汽車(chē)進(jìn)行清洗，清洗結(jié)束會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)洗車(chē)的自動(dòng)化控制。

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