摘要

本文主要介紹了自動(dòng)洗車(chē)機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景，PLC控制的自動(dòng)洗車(chē)具有低成本高可靠性。以及是如何用PLC實(shí)現(xiàn)洗車(chē)機(jī)的自動(dòng)控制的，描述了I/O點(diǎn)的分配，以及方案的確定和設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的困難，最后提出了解決方案，經(jīng)系統(tǒng)調(diào)試完全達(dá)到了自動(dòng)洗車(chē)的功能。

引言

在中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展大背景下，越來(lái)越多的人購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)，汽車(chē)數(shù)量的迅速增加與人們生活節(jié)奏的日益加快，使得全自動(dòng)洗車(chē)機(jī)現(xiàn)在越來(lái)越受到廣大 車(chē)主的青瞇。傳統(tǒng)的洗車(chē)方式為用人工噴水、人工洗刷，耗費(fèi)了大量的勞動(dòng)力，洗車(chē)成本高且效率低。因此，自動(dòng)洗車(chē)機(jī)將逐步取代傳統(tǒng)的洗車(chē)方式，且有很大的發(fā)展前景。

1、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

該系統(tǒng)只需按下按鈕就可以工作，系統(tǒng)便會(huì)按預(yù)先編好的PLC程序執(zhí)行，從噴水設(shè)備一直洗車(chē)過(guò)程結(jié)束，自動(dòng)洗車(chē)機(jī)按規(guī)定的步驟一步一步的執(zhí)行，完全是自動(dòng)的，只需一個(gè)人操作按鈕，不需要有任何人參與洗車(chē)過(guò)程，極大地提高了勞動(dòng)效率，節(jié)約人力資源成本。另外，在洗車(chē)過(guò)程中，如需停止，只需按下停止按鈕，系統(tǒng)便會(huì)停止工作。如洗車(chē)過(guò)程中出現(xiàn)停電或其他故障，必須先復(fù)位，然后才能工作。由于使用了PLC作為控制器，使該系統(tǒng)具有很高的可靠性，程序的執(zhí)行方便快捷。

1.2控制要求

1.按下啟動(dòng)按鈕，洗車(chē)機(jī)開(kāi)始往右移，噴水設(shè)備開(kāi)始噴水，刷了開(kāi)始洗刷。

2.洗車(chē)機(jī)右移到達(dá)右極限開(kāi)關(guān)后，開(kāi)始左移，噴水及刷子繼續(xù)工作。

3.洗車(chē)機(jī)左移到達(dá)極限位置后，開(kāi)始右移，噴水機(jī)及刷子停止工作，清洗機(jī)設(shè)備開(kāi)始工作噴灑清洗劑。

4.洗車(chē)機(jī)右移到達(dá)極限位置，開(kāi)始左移，繼續(xù)噴灑清洗劑。

5.洗車(chē)機(jī)左移到達(dá)極限位置，開(kāi)始右移，清潔劑停止噴灑，當(dāng)洗車(chē)機(jī)往右移3s后停止，刷子開(kāi)始洗刷。

6.刷子洗刷5s停止，洗車(chē)機(jī)繼續(xù)右移3s，刷子又開(kāi)始洗刷5s停止，洗車(chē)機(jī)繼續(xù)右移，到達(dá)右極限開(kāi)關(guān)后停止，然后往左移。

7.重復(fù)上面第6步，左移碰左極限開(kāi)關(guān)停止。

8.洗車(chē)機(jī)往右移，風(fēng)機(jī)設(shè)備工作將車(chē)吹干，碰到右極限開(kāi)關(guān)時(shí)，洗車(chē)機(jī)往左移，直到碰到左極限開(kāi)關(guān)，重復(fù)2次動(dòng)作，洗車(chē)機(jī)整個(gè)過(guò)程完成，啟動(dòng)燈熄滅。

原點(diǎn)復(fù)位設(shè)計(jì)

若洗車(chē)機(jī)正在工作是發(fā)生停電或故障，則故障排除后必須使用原點(diǎn)復(fù)位，將洗車(chē)機(jī)復(fù)位到原點(diǎn)，才能做洗車(chē)全流程的工作，其動(dòng)作就是按下【復(fù)位按鈕】，則洗車(chē)機(jī)的右移、噴水、洗刷、風(fēng)扇及清潔劑噴灑均需停止，洗車(chē)機(jī)往左移，當(dāng)洗車(chē)機(jī)到達(dá)左極限開(kāi)關(guān)時(shí)，原點(diǎn)復(fù)位燈亮起，標(biāo)示洗車(chē)機(jī)完成復(fù)位動(dòng)作。

2.設(shè)計(jì)方案

自動(dòng)洗車(chē)機(jī)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。

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)自電液壓和氣壓等各種能轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的系統(tǒng)。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換方式，可分為電氣驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)。從運(yùn)行精度、功能、結(jié)構(gòu)、體積、成分等角度綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用電氣驅(qū)動(dòng)。

機(jī)械系統(tǒng)主要由機(jī)架、導(dǎo)軌、頂刷擺臂機(jī)構(gòu)、小側(cè)刷擺臂傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、大側(cè)刷擺臂傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和吹干系統(tǒng)等構(gòu)成。

控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：可編程控制器PLC是一種數(shù)字控制專用電子計(jì)算機(jī)，它使用了可編程序存儲(chǔ)器儲(chǔ)存命令，執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過(guò)數(shù)字輸入、輸出等組件，控制各種機(jī)械或工作程序。

2.1運(yùn)行原理設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求可知，在洗車(chē)過(guò)程中必須往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還要有一系列的動(dòng)作，比如噴水‘刷子洗碗’噴灑清洗劑等動(dòng)作，可利用洗車(chē)壓迫行程開(kāi)關(guān)時(shí)生產(chǎn)的脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)，既：用計(jì)數(shù)器來(lái)算到達(dá)左右極限的次數(shù)，進(jìn)而控制相應(yīng)的動(dòng)作。而洗車(chē)過(guò)程中所需的定時(shí)，利用定時(shí)器既可實(shí)現(xiàn)，并用定時(shí)器的相關(guān)觸點(diǎn)控制移動(dòng)電話機(jī)的通斷。

2.2硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

汽車(chē)清洗機(jī)主要包括機(jī)架行走結(jié)構(gòu)‘吹干系統(tǒng)以及清洗系統(tǒng)等組成。

機(jī)架采用一臺(tái)交流異步電動(dòng)作為驅(qū)動(dòng)源。通過(guò)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(shí)，為保證汽車(chē)清洗機(jī)在軌道上遠(yuǎn)行安全，在軌道上運(yùn)行的安全性，在軌道兩端特設(shè)立兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)，以控制機(jī)架行走的范圍，兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)等控制兩臺(tái)電機(jī)的接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

刷洗機(jī)構(gòu)有一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，需要用一個(gè)交流接觸器來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的工作。

吹干系統(tǒng)通斷可通過(guò)控制一直交流接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，需要一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)。

噴水機(jī)需要一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)，可通過(guò)交流接觸器來(lái)控制器通斷。

指示燈和復(fù)位燈可用PLC加電源直接驅(qū)動(dòng)，不需要接觸器。

2.3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，單方向移動(dòng)時(shí)必須有自鎖，在左右移動(dòng)時(shí)必須設(shè)置電器互鎖，即：左移時(shí)，右移時(shí)，左移電動(dòng)機(jī)不能通電。計(jì)數(shù)器利用左移或右移壓迫行程開(kāi)關(guān)的次數(shù)來(lái)計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到技術(shù)要求時(shí)，其相應(yīng)的觸點(diǎn)動(dòng)作，若只用左右移的行程開(kāi)關(guān)很難達(dá)到控制要求?？刂埔笾械难訒r(shí)用定時(shí)器就可以了，但是要保證刷子洗刷不能左右移動(dòng)，此時(shí)用定時(shí)器的觸點(diǎn)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的通斷。

3.1/0 分配表

4、系統(tǒng)調(diào)試

工作原理如下：按下啟動(dòng)按鈕X0.Y6得電自鎖，指示燈亮：同時(shí)Y0自鎖，洗車(chē)機(jī)右移，Y2、Y4也得電自鎖，開(kāi)始噴水和刷子洗刷，洗車(chē)機(jī)右移達(dá)到右極限開(kāi)關(guān)時(shí)，壓迫右極限開(kāi)關(guān)，使X3常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，Y0失電停止右移；X3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使Y1得電自鎖，洗車(chē)機(jī)左移，刷子和噴水機(jī)仍然在工作狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝淮芜_(dá)到左極限開(kāi)關(guān)時(shí)，X2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使Y1、Y2、Y4電，洗車(chē)機(jī)停止左移，刷子停止洗刷，噴水機(jī)停止噴水。同時(shí)Y1常閉觸點(diǎn)復(fù)位，Y0電自鎖，開(kāi)始右移，在壓迫左極限瞬間Y3鎖，清洗劑噴灑，當(dāng)?shù)诙螇浩鹊接覙O限開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)始左移，清洗劑仍然輸出，直到第二次達(dá)到做極限開(kāi)關(guān)，CO器到，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，Y0洗車(chē)機(jī)開(kāi)始右移，右移3后T0點(diǎn)閉合，洗車(chē)機(jī)停止，刷子開(kāi)始洗刷；刷子洗刷5后，T0重新開(kāi)始計(jì)時(shí)，洗車(chē)機(jī)停右移3后止，刷子刷5，C1，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，T0洗車(chē)機(jī)繼續(xù)右移，直到第三次壓迫右極限開(kāi)關(guān)，開(kāi)始左移，左移3后停止，洗刷5，又左移3后停止，又洗刷5后，一直左移到左極限開(kāi)關(guān)，第三次到左極限開(kāi)關(guān)，C4，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Y5風(fēng)機(jī)開(kāi)始吹風(fēng)，直到第五次壓迫左極限開(kāi)關(guān)，C6，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，整個(gè)洗車(chē)過(guò)程結(jié)束，出現(xiàn)故障時(shí)，按下X4洗車(chē)機(jī)左移，直到左極限開(kāi)關(guān)處，復(fù)位燈亮。

自動(dòng)洗車(chē)控制流程圖

5、自動(dòng)洗車(chē)控制流程圖

6、梯形圖

設(shè)計(jì)心得

這是我第一次做課程設(shè)計(jì)，根本沒(méi)有這方面的經(jīng)驗(yàn)，剛拿到設(shè)計(jì)題目的時(shí)候，不知道如何做，從哪開(kāi)始，腦子一片空白。只好先查閱一些相關(guān)的論文和資料，學(xué)習(xí)別人是如何做的，整個(gè)設(shè)計(jì)都要進(jìn)行哪些步驟，論文格式是什么樣的，讓自己有設(shè)計(jì)這方面的認(rèn)識(shí)，盡量做到按標(biāo)準(zhǔn)的步驟來(lái)進(jìn)行。在查閱了大量相關(guān)的書(shū)和資料之后，我終于對(duì)這次設(shè)計(jì)有了整體的了解，接下來(lái)就是一步一步的去完成了。由于是初次做課程設(shè)計(jì)，其難度是可想而知的，但是我竭盡全力，因?yàn)樗接邢?，整個(gè)設(shè)計(jì)中仍有許多不竟如人的地方。

通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我熟悉了PLC課程設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，理清了基本的設(shè)計(jì)思路，為以后的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)鑒定了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)很好的鍛煉了我理論聯(lián)系實(shí)際，與具體項(xiàng)目，課題相結(jié)合開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我學(xué)會(huì)了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際,又讓我們得了在實(shí)踐中遇到的問(wèn)題怎樣用理論去解決。