基于PLC智能洗車(chē)機(jī)全流程控制系統(tǒng) -

摘要隨著人們生活水平的不斷提升和服務(wù)業(yè)的蓬勃發(fā)展，私家車(chē)和公共汽車(chē)的數(shù)量呈現(xiàn)逐年攀升的趨勢(shì)。這就使得城市中出現(xiàn)了越來(lái)越多的洗車(chē)需求。隨著汽車(chē)數(shù)量的急劇增加，洗車(chē)服務(wù)業(yè)蓬勃發(fā)展。目前傳統(tǒng)的人工洗車(chē)方式效率低下、勞動(dòng)強(qiáng)度大并且容易造成二次污染，近些年來(lái)房租成本上升顯著，利潤(rùn)空間持續(xù)壓縮，洗車(chē)店員工不穩(wěn)定，為了便于管理，迫切需要一種簡(jiǎn)潔易懂，能夠通過(guò)直觀的觸摸實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化的新型自動(dòng)洗車(chē)模式來(lái)代替人工進(jìn)行洗車(chē)工作。在此背景下，本設(shè)計(jì)以智能控制為主要方向，利用西門(mén)子PLC、伺服電機(jī)等設(shè)備的可編程控制設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了一套智能洗車(chē)系統(tǒng)，有效解決了洗車(chē)系統(tǒng)的智能控制難題。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛智能清洗。關(guān)鍵詞：PLC；智能洗車(chē)；自動(dòng)控制；組態(tài)ABSTRACTWiththecontinuousimprovementofpeople'slivingstandardsandthevigorousdevelopmentoftheserviceindustry,thenumberofprivatecarsandbuseshasshownatrendofincreasingyearbyyear.Thishasledtoanincreasingdemandforcarwashesincities.Withthedrasticincreaseinthenumberofcars,thecarwashserviceindustryisbooming.Atpresent,thetraditionalmanualcarwashingmethodisinefficient,labor-intensiveandeasytocausesecondarypollution,inrecentyears,thecostofrenthasrisensignificantly,profitmarginscontinuetocompress,carwashstaffisunstable,inordertofacilitatemanagement,urgentlyneedaconciseandeasy-to-understand,throughintuitivetouchtoachievehuman-machinedialogue,toachieveintelligent,automatednewautomaticcarwashmodetoreplacemanualcarwashingwork.Inthiscontext,thisdesigntakesintelligentcontrolasthemaindirection,andusestheprogrammablecontroldesignofSiemensPLC,servomotorandotherequipmenttobuildasetofintelligentcarwashingsystem,whicheffectivelysolvestheintelligentcontrolproblemofcarwashingsystem.Thesystemenablesintelligentcleaningofvehicles.Keywords：PLC;intelligentcarwash;auto-control;configuration 目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章概述 第2章方案設(shè)計(jì)2.1需求分析為了適應(yīng)工業(yè)控制需求，PLC一直跟隨著工業(yè)的需求變化，使得PLC廣泛應(yīng)用，完全適用了工業(yè)上產(chǎn)需求，故應(yīng)用廣泛，功能較為完備。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)施工速度非常快為了完成控制項(xiàng)目及與控制器相連的繼電器必須先按要求進(jìn)行電源設(shè)計(jì)，再進(jìn)行安裝接線設(shè)計(jì)，使之成為繼電器（柜）的屏進(jìn)行組裝。這些都是后來(lái)不便改動(dòng)的地方。PLC控制是由軟件進(jìn)行管理的，線路十分簡(jiǎn)單。PLC控制通過(guò)軟件管理，電路非常簡(jiǎn)單，存儲(chǔ)方式簡(jiǎn)單，作為一個(gè)產(chǎn)品，它取決于功能（輸入/輸出）點(diǎn)，內(nèi)存大?。┑取Ｄ梢栽赑LC到達(dá)之前做很多具體的工作來(lái)啟動(dòng)程序，減少設(shè)計(jì)并讓您同時(shí)工作和構(gòu)建。用執(zhí)行導(dǎo)線導(dǎo)通、安裝和使用功能的軟件代替硬導(dǎo)線，大大減少了施工時(shí)間，縮短了施工時(shí)間。體積小，維護(hù)方便PLC尺寸小、重量輕、安裝方便。PLC的輸入，輸出系統(tǒng)可以直觀的反應(yīng)出設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的多種狀態(tài)，還可以通過(guò)HMI把工藝的數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，通過(guò)設(shè)備的特殊寄存器，記錄每個(gè)工藝的狀態(tài)和值，同時(shí)也會(huì)自檢設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)。PLC作為一種面向用戶的設(shè)備，其設(shè)計(jì)人員會(huì)充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程師和技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，以確保其編程簡(jiǎn)單、使用方便的特點(diǎn)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以保證可靠性，并能滿足不同的使用要求。工業(yè)控制梯形圖是PLC編程所采用的一種形式，用SCL語(yǔ)言編寫(xiě)。階梯圖就像一個(gè)電路的示意圖。這種編程語(yǔ)言直接且易于學(xué)習(xí)。不需要特殊的計(jì)算機(jī)技能或語(yǔ)言。系統(tǒng)的好壞，是自動(dòng)設(shè)備智能程度的一個(gè)重要指標(biāo)。它必須符合下列條件：(1)便于維護(hù)線路，線路應(yīng)清晰整齊，電氣部件應(yīng)選用恰當(dāng)電氣控制室應(yīng)布置合理。(2)設(shè)計(jì)PLC的編程和操作接口，使PLC的編程功能完備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，；根據(jù)PLC的控制編程，采用了一種易于操作員理解和使用的接口。(3)具有良好的控制功能，運(yùn)行特性，并可選擇兩種洗車(chē)模式，即手動(dòng)模式，自動(dòng)模式REF_Ref136193277\r\h[13]。2.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)智能洗車(chē)機(jī)設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)洗車(chē)過(guò)程中各電機(jī)同步運(yùn)行的邏輯控制，以確保洗車(chē)的干凈程度，這種邏輯控制需要通過(guò)高科技的傳感器和先進(jìn)的控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便在洗車(chē)過(guò)程中自動(dòng)檢測(cè)水位、烘干機(jī)機(jī)烘干溫度和沖洗時(shí)間的參數(shù)。智能洗車(chē)機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代生活的一部分。在洗車(chē)的整個(gè)過(guò)程中，我們需要通過(guò)按下啟動(dòng)按鈕來(lái)啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。在一段時(shí)間后，步進(jìn)電機(jī)將驅(qū)動(dòng)執(zhí)行動(dòng)作。而在整個(gè)洗車(chē)的過(guò)程中，運(yùn)行電機(jī)驅(qū)東傳送帶帶動(dòng)汽車(chē)來(lái)進(jìn)行，一次沖洗，噴灑泡沫，進(jìn)行二次沖洗，烘干一系列動(dòng)作為了讓這一過(guò)程更為智能、經(jīng)濟(jì)、可靠和優(yōu)化，我們使用PLC編程來(lái)管理多個(gè)電機(jī)的啟動(dòng)工作順序。通過(guò)編程，我們能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化使整個(gè)過(guò)程更加流暢、迅速。這不僅提高了沖洗汽車(chē)的效率，還縮短了洗車(chē)時(shí)間。同時(shí)，PLC編程還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)過(guò)程的監(jiān)控和管理，保證洗車(chē)過(guò)程的安全和可靠性。在未來(lái)的發(fā)展中，智能洗車(chē)機(jī)會(huì)成為汽車(chē)行業(yè)的重要設(shè)備，提高洗車(chē)行業(yè)的效率和服務(wù)質(zhì)量。2.3相關(guān)技術(shù)概述2.3.1可編程序邏輯控制器介紹可編程程序控制器(ProgrammableLogicController)是我國(guó)俗稱PLC控制器之一，IEEC可編程控制器于一九九五年作了詳細(xì)的介紹與解釋:PLC是一種數(shù)字操作電子系統(tǒng)與環(huán)境，它被設(shè)計(jì)用于工業(yè)與惡劣環(huán)境中。汽車(chē)使用一段時(shí)間后，由于溫度過(guò)高或濕度過(guò)大造成漆膜受損，此時(shí)可采用蒸汽洗車(chē)的方法來(lái)進(jìn)行修復(fù)。利用編程邏輯存儲(chǔ)器，可實(shí)現(xiàn)順序控制、邏輯運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)、高速計(jì)數(shù)等操作，同時(shí)支持?jǐn)?shù)字和模擬輸入輸出，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行調(diào)控。可編程各種擴(kuò)展模塊和傳感器能有機(jī)的組合到一起。雖然各個(gè)廠家的PLC在指令上有所不同，在實(shí)在邏輯和編程思想上會(huì)非常相似。PLC的特點(diǎn)隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)上對(duì)于PLC的需求也在日益提升?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)紛繁復(fù)雜，他們要控制求之亦異。PLC適用于工業(yè)中控制需求，使工業(yè)控制在功能上更穩(wěn)定和便捷。PLC一經(jīng)提出，便得到了項(xiàng)目的普遍認(rèn)可技術(shù)人員歡迎。強(qiáng)大的干擾保護(hù)和高可靠性。微型計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大，但是其預(yù)防干擾的能力差。電磁干擾，功率波動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)及工業(yè)溫度，濕度變化等均可使微型計(jì)算機(jī)失靈了。它能提供強(qiáng)大的邏輯功能及可靠性高的接口。PLC汲取了制造商在電子電路、機(jī)械結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)方面積累的長(zhǎng)期工業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)，從而形成了一套高效的生產(chǎn)流程。外圍器件均采用高性能的集成芯片。該電路采用大型和超大型集成電路作為主模塊，同時(shí)I/O系統(tǒng)作為通道保護(hù)和信號(hào)生成的完整電路；在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須全面考慮其對(duì)高溫環(huán)境、潮濕環(huán)境和灰塵的抵抗能力等。存在針對(duì)障礙物的問(wèn)題，例如絕緣、屏蔽、過(guò)濾和接地。該軟件包括防止干擾和故障排除的措施，例如硬件和數(shù)字濾波。PLC故障的平均間隔時(shí)間通常為數(shù)萬(wàn)小時(shí)或更長(zhǎng)，這是典型的微型計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的。在市場(chǎng)上，PLC和外部設(shè)備的種類(lèi)繁多，它們的各種部件可以靈活地組合成各種大小和要求的控制系統(tǒng)。就PLC控制系統(tǒng)而言，只要把適當(dāng)?shù)妮斎?輸出信號(hào)線與PLC端子相連即可，而無(wú)需電子傳輸和其他物理設(shè)備，也無(wú)需很多繁雜的電線線路。如需改變控制系統(tǒng)功能時(shí)，可利用編程器對(duì)程序進(jìn)行線上線下修改。其采用不同PLC設(shè)備實(shí)現(xiàn)不同控制，但是I/O組件及應(yīng)用軟件各不相同。PLC的輸入輸出可以直接大電流AC220V或者DC24V,具有很強(qiáng)的負(fù)載能力。REF_Ref15084\r\h[3]PLC作為一種面向用戶的設(shè)備，其設(shè)計(jì)人員會(huì)充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程師和技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，以確保其編程簡(jiǎn)單、使用方便的特點(diǎn)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以保證可靠性，并能滿足不同的使用要求。工業(yè)控制梯形圖是PLC編程所采用的一種形式，用SCL語(yǔ)言編寫(xiě)。階梯圖就像一個(gè)電路的示意圖。這種編程語(yǔ)言直接且易于學(xué)習(xí)。不需要特殊的計(jì)算機(jī)技能或語(yǔ)言。表2.1PLC的分類(lèi)類(lèi)型特點(diǎn)小型PLC小型PLCI/O點(diǎn)數(shù)在128點(diǎn)以下，如西門(mén)子S7-200SMARTPLC。中型PLC中型PC采用模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O點(diǎn)數(shù)一般在256-1024點(diǎn)之間大型PLC一般I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上的稱為大型PLC，如西門(mén)子S7-400PLC2.3.2PLC控制系統(tǒng)PLC作為一種面向用戶的設(shè)備，其設(shè)計(jì)人員會(huì)充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程師和技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，以確保其編程簡(jiǎn)單、使用方便的特點(diǎn)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以保證可靠性，并能滿足不同的使用要求。工業(yè)控制梯形圖是PLC編程所采用的一種形式，用SCL語(yǔ)言編寫(xiě)。階梯圖就像一個(gè)電路的示意圖。這種編程語(yǔ)言直接且易于學(xué)習(xí)。不需要特殊的計(jì)算機(jī)技能或語(yǔ)言。用戶可以根據(jù)自己的需求和預(yù)算選擇合適的PLC產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)更高效、更精準(zhǔn)和更可靠的生產(chǎn)控制。除了控制功能外，PLC還擁有易于學(xué)習(xí)的編程語(yǔ)言和用戶友好的操作界面，使得用戶可以快速掌握使用和維護(hù)技能。而且，PLC的低功耗特性可以幫助用戶降低能源消耗和成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外，PLC還自帶檢測(cè)故障的功能，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，它會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員處理問(wèn)題。PLC產(chǎn)品系列涵蓋了從小型控制器到大型工業(yè)控制系統(tǒng)的所有類(lèi)型，能夠滿足不同場(chǎng)合的控制需求。因此PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成如下圖2.1所示.圖2.1PLC控制系統(tǒng)2.3.3PLC選型PLC控制方案分析：PLC控制具有的優(yōu)點(diǎn)：1.控制能力強(qiáng)，工作可靠2.能夠適應(yīng)比較惡劣的環(huán)境3.系統(tǒng)穩(wěn)定性高，能夠長(zhǎng)期運(yùn)行，更適合洗車(chē)機(jī)4.擴(kuò)展能力強(qiáng)，適合洗車(chē)機(jī)需要經(jīng)常進(jìn)行更新?lián)Q代的需求5.編程簡(jiǎn)單，所以開(kāi)發(fā)周期短，提高了程序開(kāi)發(fā)的效率PLC?？删幊绦蚩刂破髟谖覈?guó)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。所以整個(gè)的設(shè)計(jì)更加標(biāo)準(zhǔn)化，考慮PLC使用過(guò)程可能操作人員距離較遠(yuǎn)，還具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，綜合性來(lái)看功能性更強(qiáng)，可靠性也越高，為了滿足系統(tǒng)需求，提供以下兩種方案：方案一：西門(mén)子S7-200S7-200運(yùn)行穩(wěn)定，使用簡(jiǎn)單方便，價(jià)格便宜，但I(xiàn)/O點(diǎn)數(shù)比較有限，有時(shí)候感覺(jué)太少了點(diǎn)。同時(shí)適用于中小型場(chǎng)合，對(duì)運(yùn)算精度不苛刻的場(chǎng)合。方案二：西門(mén)子S7-1200S7-1200控制器是西門(mén)子新推出產(chǎn)品的核心，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單卻高度精確的自動(dòng)化任務(wù)?？刂破鲗?shí)現(xiàn)了模塊化和緊湊型設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大、投資安全并且完全適合各種應(yīng)用。根據(jù)系統(tǒng)所需要的要求，本次選西門(mén)子S7-1200作為電氣控制核心。第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本文介紹的是一種智能洗車(chē)設(shè)備，這個(gè)設(shè)計(jì)是針對(duì)基于PLC的智能洗車(chē)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問(wèn)題做研究。智能洗車(chē)機(jī)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)洗車(chē)過(guò)程中各電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)序邏輯控制，在汽車(chē)進(jìn)行的過(guò)程中，在洗車(chē)的過(guò)程中首先按下啟動(dòng)按鈕，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)作并驅(qū)動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行前進(jìn)，緊接著開(kāi)始第一次沖洗，經(jīng)過(guò)固定時(shí)間后，由傳送帶帶著汽車(chē)進(jìn)行到下一步驟，泡沫噴灑機(jī)，對(duì)汽車(chē)表面進(jìn)行噴灑泡沫，噴灑完成之后，進(jìn)入到下一階段，擦洗滾輪機(jī)會(huì)對(duì)汽車(chē)表面進(jìn)行擦洗，再過(guò)一段時(shí)間后，進(jìn)行二次沖洗，沖洗完成之后，會(huì)對(duì)汽車(chē)進(jìn)行一個(gè)步驟進(jìn)行烘干處理。通過(guò)模塊化的編程理念，對(duì)沖洗模塊，烘干模塊的各個(gè)執(zhí)行器進(jìn)行了控制。以經(jīng)典車(chē)型轎桑塔納為例，成功地實(shí)現(xiàn)了該設(shè)備的編程和運(yùn)行.總之，該智能洗車(chē)機(jī)的開(kāi)發(fā)有著廣闊的應(yīng)用前景，可以為汽車(chē)帶來(lái)更高效率和更高質(zhì)量的洗車(chē)服務(wù)。實(shí)現(xiàn)的功能如下：1.洗車(chē)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始啟動(dòng)。2.汽車(chē)進(jìn)行一次沖洗。3.噴灑機(jī)噴灑泡沫。4.擦洗滾輪機(jī)擦洗汽車(chē)。5.二次沖洗。6.烘干。7.洗車(chē)完成之后，完成整個(gè)智能洗車(chē)過(guò)程。3.1.2PLC控制器設(shè)計(jì)PLC的控制部分選用了西門(mén)子電氣公司推出的FP0系列可編程控制器。采用西門(mén)子FP0系列可編程邏輯控制器，具有2個(gè)可輸出10KHZ信號(hào)的能力。通常情況下，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行要經(jīng)歷加速，高速，減速，低速直到靜止的過(guò)程。該可編程控制器的主要特點(diǎn)如下：1)高速處理單元：每條基礎(chǔ)命令僅用0.9微秒完成，采用脈沖捕獲與中斷方式，保證了系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力。2)易于安裝：不管是插頭或插頭，只需將插頭部件移位，就可以進(jìn)行簡(jiǎn)易的配線。3)易于管理：該軟件即使在執(zhí)行期間也可以對(duì)該軟件進(jìn)行更改。4)控制：具有兩個(gè)脈沖的輸出，可以獨(dú)立的定位，而且不會(huì)相互影響，具有雙通道、兩相位、兩個(gè)速度快的計(jì)數(shù)器。5)維修方便：這是因?yàn)榭删幊炭刂破鞴ぷ骺煽?，出現(xiàn)故障的情況不多，這大大減輕了維修的工作量。該P(yáng)LC控制器可以在PLC的編程下，完成對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制，使其能夠完成比較復(fù)雜的定位，并且具有時(shí)間序列的控制等作用REF_Ref136193468\r\h[15]。3.1.3步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的輸入電壓為12V~24V，其作用是帶動(dòng)傳送帶工作，控制智能洗車(chē)機(jī)運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)是一種能夠?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，它能夠?qū)?2V~24V的輸入電壓轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)傳送帶工作，從而控制智能洗車(chē)機(jī)的運(yùn)行。由于步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度可以精確控制，因此它在很多需要精細(xì)控制的場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用。無(wú)論在洗車(chē)行業(yè)還是工業(yè)生產(chǎn)中，步進(jìn)電機(jī)始終發(fā)揮著重要的作用，為我們的生活和工作帶來(lái)了便利。在智能洗車(chē)系統(tǒng)的應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)可以控制傳送帶的運(yùn)動(dòng)，使得汽車(chē)能夠均勻地勻速前進(jìn)產(chǎn)生效果。步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)把電脈沖信號(hào)變換成角位移以控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的微特電機(jī)。在自動(dòng)控制裝置中作為執(zhí)行元件。每輸入一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)前進(jìn)一步，故又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多用于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源由變頻脈沖信號(hào)源、脈沖分配器及脈沖放大器組成，由此驅(qū)動(dòng)電源向電機(jī)繞組提供脈沖電流。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能決定于電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電源間的良好配合。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有累積誤差，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2）信號(hào)輸入部：FP0主機(jī)為其提供了信號(hào)源.FP0是24V電壓，5V電壓是在FP0的輸入端加上一個(gè)保護(hù)線路，而在FP0的輸入端則是一個(gè)5V電壓的輸入端。其中，傳動(dòng)回路主要用于帶動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在橫桿及垂直桿件上的運(yùn)動(dòng)。REF_Ref10954\r\h[2]3.1.4電源模塊設(shè)計(jì)電源模塊的性能參數(shù)如下：輸入交流電壓：110V~220V/50HZ、60HZ；輸出直流電壓：24V/6.5A；最大功率：400W。3.2硬件連線設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)的要求，主要是在系統(tǒng)啟動(dòng)后，能夠確保系統(tǒng)處于一組良好的初始條件下運(yùn)行。除此之外，還需要進(jìn)行附近人員的檢測(cè)，以確保系統(tǒng)運(yùn)行期間不會(huì)產(chǎn)生任何潛在的風(fēng)險(xiǎn)或安全問(wèn)題。這個(gè)過(guò)程需要嚴(yán)格遵循特定的操作和流程，以保證能夠有效地應(yīng)對(duì)任何可能出現(xiàn)的不良情況，并及時(shí)采取措施進(jìn)行處理和糾正。3.3I/O端口分配PLCI/O分配表實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)了洗車(chē)系統(tǒng)工作方式的智能選擇。通過(guò)分析自動(dòng)洗車(chē)模式和手動(dòng)模式之間的區(qū)別，保證各模塊的合理搭配與使用。當(dāng)I/O分配表中包含PLC控制時(shí)，PLC會(huì)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)輸出設(shè)備電機(jī)、電磁閥以及報(bào)警指示信號(hào)進(jìn)行控制。結(jié)合具體實(shí)例對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了說(shuō)明。當(dāng)采用自動(dòng)工作模式時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)探測(cè)到車(chē)輛的位置、車(chē)型等信息，并運(yùn)用預(yù)設(shè)的控制流程，實(shí)現(xiàn)智能化的洗車(chē)操作，洗車(chē)時(shí)間可設(shè)定，且默認(rèn)時(shí)間內(nèi)完成。當(dāng)需要改變洗車(chē)模式時(shí)，則通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)控制兩種方式來(lái)進(jìn)行操作。因此PLC的I/O地址分配如表3.1。表3.1I/O地址分配表分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)手動(dòng)/自動(dòng)選擇I0.0沖洗運(yùn)行Q0.0沖洗手動(dòng)啟動(dòng)I0.1泡沫機(jī)運(yùn)行Q0.1沖洗手動(dòng)停止I0.2滾輪擦洗機(jī)運(yùn)行Q0.2泡沫機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)I0.3烘干機(jī)運(yùn)行Q0.3泡沫機(jī)主動(dòng)停止I0.4傳送帶運(yùn)行Q0.4滾輪擦洗機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)I0.5滾輪擦洗機(jī)手動(dòng)停止I0.6烘干機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)I0.7烘干機(jī)手動(dòng)停止I1.0傳送帶正傳運(yùn)行I1.1傳送帶反轉(zhuǎn)運(yùn)行I1.13.4PLC的輸入輸出端接線圖S7-1200型號(hào)。它可以根據(jù)輸入端子形成回路，輸出端子形成連接回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的全面控制。無(wú)論是在工業(yè)自動(dòng)化、生產(chǎn)控制還是其他方面，可編程控制器都扮演著重要的角色，為人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)便捷和效益。接線圖如圖3-1所示。圖3.1PLC硬件設(shè)備輸入輸出接線圖PLC硬件接線圖，就是將PLC的輸入端輸出端與控制系統(tǒng)中的按鈕、開(kāi)關(guān)、指示燈以及其它輸入端、輸出端設(shè)備連線圖畫(huà)出來(lái)。與其它控制電路圖一樣，只不過(guò)PLC作為其中的一器件而已。第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試4.1TIAPORTAL介紹博圖是西門(mén)子重新定義自動(dòng)化概念、平臺(tái)及標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化工具，也稱為T(mén)IAPortal，分為Step7和WinCC兩部分。它能實(shí)現(xiàn)演示和數(shù)據(jù)模擬，同時(shí)模擬人機(jī)與PLC程序通訊，達(dá)到更顯著的演示效果。在編程方面，全符號(hào)式的使用降低了復(fù)雜度，計(jì)算機(jī)功能框作為編程語(yǔ)言代替了復(fù)雜的計(jì)算方法，增加了間接尋址方式和后臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)制，簡(jiǎn)化了編程工作量。本系統(tǒng)采用了TIAPortalV15.1進(jìn)行制作和仿真，如圖4.1、4.2所示。圖4.1博圖程序圖標(biāo)圖4.2Step7起始界面

4.2軟件主流程圖使用PLC、SQL和LAD編程語(yǔ)言。這兩種語(yǔ)言的使用提高了智能過(guò)程的運(yùn)行效率。除了使用STEP軟件的PID控制模塊外，它還可以穩(wěn)定溫度。PID達(dá)到自動(dòng)設(shè)置。在自動(dòng)模式下，數(shù)據(jù)由PLC監(jiān)控，輸出由PID控制。過(guò)程中指定的過(guò)程值是一個(gè)常數(shù)值因此，本項(xiàng)目采用了基于PLC技術(shù)的智能洗車(chē)機(jī)，按下啟動(dòng)按鈕后，首先進(jìn)行汽車(chē)的沖洗，第一次沖洗完成，達(dá)到下一位置進(jìn)行泡沫噴灑，噴灑完成后由擦洗滾輪進(jìn)行擦洗汽車(chē)表面，擦洗完成后進(jìn)行二次沖洗，最后由烘干機(jī)烘干。HIMIPLC二次沖洗HIMIPLC二次沖洗滾輪擦洗噴灑泡沫執(zhí)行電動(dòng)機(jī)烘干一次沖洗圖4.3軟件程序設(shè)計(jì)4.3程序設(shè)計(jì)TIA博途作為未來(lái)的\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"軟件工程\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"組態(tài)包的基本可對(duì)西門(mén)子\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"全集成自動(dòng)化中所涉及的所有自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)行組態(tài)、編程和調(diào)試。，自動(dòng)化控制軟件軟件以及用于西門(mén)子人機(jī)界面和過(guò)程可視化應(yīng)用的程序。作為\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"西門(mén)子所有軟件工程組態(tài)包的一個(gè)集成組件，TIA博途在所有組態(tài)界面間提供全部人可以分享的服務(wù)，向用戶提供統(tǒng)一的導(dǎo)航并確保系統(tǒng)操作的一致性。例如，\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"自動(dòng)化系統(tǒng)中的所有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)可在一個(gè)共享編輯器內(nèi)進(jìn)行組態(tài)。在此\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"共享軟件平臺(tái)中，項(xiàng)目導(dǎo)航、庫(kù)概念、\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"數(shù)據(jù)管理、項(xiàng)目存儲(chǔ)、診斷和在線功能等作為\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"標(biāo)準(zhǔn)配置提供給用戶。統(tǒng)一的軟件\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"開(kāi)發(fā)環(huán)境由\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"可編程控制器、人機(jī)界面和\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"驅(qū)動(dòng)裝置組成，有利于提高整個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目的效率。此外，TIA博途在\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"控制參數(shù)、程序塊、變量等數(shù)據(jù)管理方面，所有數(shù)據(jù)只需要進(jìn)行一次輸入，大大縮短了了自動(dòng)化項(xiàng)目的軟件工程組態(tài)時(shí)間，降低了時(shí)間成本。TIA博途的設(shè)計(jì)基于面向?qū)ο蠛图袛?shù)據(jù)管理，可以發(fā)現(xiàn)\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫銜接，幫助\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一致性。使用\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"項(xiàng)目范圍的\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"交叉索引系統(tǒng)，用戶可在整個(gè)可視化項(xiàng)目?jī)?nèi)輕松查找數(shù)據(jù)和程序塊，極大地縮短了軟件項(xiàng)目的\t"/item/TIA%E5%8D%9A%E9%80%94/_blank"診斷故障和調(diào)試的時(shí)間。編程語(yǔ)言的作用如下：（1）繼電器邏輯控制技術(shù)；（2）符合電氣工作原理，功能直觀、一致；（3）根據(jù)原有的繼電器邏輯控制技術(shù)，電氣工程師易于學(xué)習(xí)。第5章智能洗車(chē)機(jī)的仿真與調(diào)試5.1系統(tǒng)仿真本設(shè)計(jì)需要使用博圖組態(tài)軟件，運(yùn)行過(guò)程如下在洗車(chē)的時(shí)候，我們可以將它分為手動(dòng)模式和自動(dòng)模式兩種。當(dāng)采用手動(dòng)方式時(shí)，所有的洗車(chē)步驟手工進(jìn)行的。首先按下屏幕的手動(dòng)啟動(dòng)按鈕，通過(guò)手動(dòng)移動(dòng)傳送帶操作運(yùn)行到指定位置，啟動(dòng)沖洗水泵對(duì)汽車(chē)進(jìn)行一次沖洗，沖洗完成后進(jìn)入到泡沫機(jī)噴灑泡沫，噴灑完成后按下擦洗滾輪電機(jī)啟動(dòng)按鈕進(jìn)行汽車(chē)表面擦洗，清洗完成后按下沖洗水泵按鈕進(jìn)行二次沖洗，最后一步啟動(dòng)烘干機(jī)進(jìn)行烘干。自動(dòng)控制按下開(kāi)始按鈕，第一步汽車(chē)運(yùn)行到?jīng)_洗區(qū)，進(jìn)行車(chē)輛的沖洗20S，第二步運(yùn)行到打泡沫區(qū)，進(jìn)行10S的泡沫噴灑，第三步汽車(chē)運(yùn)行到擦洗區(qū)，使用滾輪對(duì)汽車(chē)進(jìn)行清洗，滾輪清洗時(shí)長(zhǎng)為15S，第四步運(yùn)行到?jīng)_洗區(qū)，進(jìn)行15S的清洗，第四步，運(yùn)行到烘干區(qū)，烘干機(jī)機(jī)對(duì)汽車(chē)進(jìn)行烘干，烘干時(shí)間為25S.這是整個(gè)自動(dòng)模式。如過(guò)汽車(chē)在運(yùn)行途中系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，我們可以按下緊急停止，使用手動(dòng)功能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)操作。仿真操作流程如下：按下啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)智能洗車(chē)機(jī)系統(tǒng)。圖5.1所示，此時(shí)電機(jī)開(kāi)始工作。設(shè)定一次沖洗二次沖洗，烘干，擦洗滾輪機(jī)時(shí)間設(shè)定。圖5.2所示。（3）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的清洗，繼續(xù)烘干直至預(yù)定烘干時(shí)間結(jié)束。如圖5.3所示。如過(guò)在清洗過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)彈出并啟動(dòng)急停停止。如圖5.4為例子。圖5.1系統(tǒng)啟動(dòng)畫(huà)面圖5.2清洗時(shí)間設(shè)定圖5.3流程結(jié)束 圖5.4緊急停止啟動(dòng)5.2出現(xiàn)的問(wèn)題并解決面板在未出現(xiàn)任何錯(cuò)誤提示的情況下，點(diǎn)擊仿真圖標(biāo)后，項(xiàng)目畫(huà)面并未呈現(xiàn)出正常的狀態(tài)主要原因在于，該計(jì)劃存在缺陷，同時(shí)在軟件組態(tài)界面上關(guān)閉了“輸出窗口”，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行”。為了糾正組態(tài)錯(cuò)誤，我們需要在菜單欄中進(jìn)行選擇，并在視圖中進(jìn)行輸出，最終進(jìn)行編譯項(xiàng)目的檢查。在精智面板項(xiàng)目點(diǎn)擊仿真時(shí)，我們會(huì)選擇一個(gè)灰色的按鈕。主要原因:安裝TIAPortalWinCC時(shí),未勾選Simulation(SIMATICPanels,WinCCRuntimeAdvanced)選項(xiàng).主要原因:安裝TIAPortalWinCC時(shí),未勾選Simulation(SIMATICPanels,WinCCRuntimeAdvanced)選項(xiàng).解決方法：重新打開(kāi)TIAPortalWinCC安裝包，選擇“修改/升級(jí)”補(bǔ)充安裝Simulation（SIMATICPanels,WinCCRuntimeAdvanced）選項(xiàng)主要原因：正常運(yùn)行了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)外部的電路元器件出現(xiàn)故障，整個(gè)的PLC控制系統(tǒng)停止工作。解決方法：這是因?yàn)镻LC的輸出端子帶負(fù)載能力非常的有限，當(dāng)外部連接的負(fù)載超出本身的帶負(fù)載能力，必須外部連接繼電器或接觸器。這里出現(xiàn)器件故障，后來(lái)進(jìn)行判斷更換了器件，正常運(yùn)行。即便目標(biāo)速度（模擬量輸入）已趨于穩(wěn)定，但實(shí)時(shí)速度仍會(huì)受到波動(dòng)的影響，因此伺服驅(qū)動(dòng)器將直接提供（0%-100%-0-1300）為了解決這一問(wèn)題，我們必須首先明確程序所面臨的復(fù)雜挑戰(zhàn)和難題。其次需要確定這個(gè)數(shù)值的大小，即為設(shè)定的目標(biāo)值。在程序中，必須向報(bào)文中注入一個(gè)數(shù)字，并檢測(cè)其速度是否發(fā)生變化，若數(shù)據(jù)發(fā)生變化，則表明該數(shù)據(jù)存在接線問(wèn)題，若不變，則意味著該數(shù)據(jù)存在程序問(wèn)題。確保波動(dòng)狀態(tài)不會(huì)因超過(guò)設(shè)定值而減少或增加，必須設(shè)定一個(gè)可接受的范圍，例如在目標(biāo)值的正負(fù)10波動(dòng)被視為不變的情況下，可以通過(guò)程

第6章總結(jié)與展望6.1總結(jié)智能洗車(chē)機(jī)系統(tǒng)是當(dāng)前大規(guī)模洗車(chē)服務(wù)服務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)，可有效地從源頭上緩解洗車(chē)服務(wù)人員在用洗車(chē)程中工作效率低和成本高的難題。本文通過(guò)對(duì)當(dāng)前市面上各種智能洗車(chē)機(jī)不足之處進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出了一種更為完美的適合當(dāng)下流行的洗車(chē)方案。通過(guò)對(duì)有關(guān)的研究，閱讀了大量的資料，并根據(jù)當(dāng)前的市場(chǎng)需要，對(duì)智能洗車(chē)機(jī)全流程控制系統(tǒng)進(jìn)行了初步的研究。(2)在電腦上，使用博圖電腦軟件，進(jìn)行了梯形圖的繪制。6.展望目前，智能洗車(chē)機(jī)全流程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，已獲得了一個(gè)階段性的成果。然而，因?yàn)槲易陨淼难芯克讲蛔?，還有目前階段所面臨的各種資源條件的局限，所以在該研究中，仍有很多可以進(jìn)一步完善和提升的方面：因受時(shí)間及財(cái)力所限，目前僅限于設(shè)計(jì)的前期工作，未對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的實(shí)物原型構(gòu)建及試驗(yàn)，以徹底地檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性。為此，本設(shè)計(jì)將在下一步的工作中，持續(xù)開(kāi)展系統(tǒng)的測(cè)試，并以試驗(yàn)方法來(lái)修正系統(tǒng)的不足之處。本設(shè)計(jì)我是基于小型汽車(chē)的清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)，希望后續(xù)可以做大型車(chē)?yán)?卡車(chē)，油罐車(chē)）的清洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

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