基于PLC控制的汽車自動清洗裝置設計

孫得成 秦向峰 徐學良 倪曉峰 張丹慧

摘 要：近年來，隨著汽車行業的飛速發展，使得洗車行業越來越受到人們的關注。然而傳統的人工洗車效果非常不理想，我們這里設計的汽車自動清洗機效果是比較理想和實際的，它采用先進的傳感器技術，自動對需要服務的汽車進行清洗，清洗完畢自動停止刷洗，從真正意義上實現了洗車的自動化控制。

關鍵詞：PLC；傳感器；自動化；汽車清洗裝置；控制

1 緒論

隨著科技、經濟的迅速發展，汽車已成為人們日常生活中不可缺少的重要的交通工具。但是隨著經濟一體化的進一步加強，汽車在使用過程中也存在一些列的連鎖問題，如汽車清洗。目前，國內汽車清洗主業主要體現在對汽車外部的清洗。具體主要表現在使用人工清洗、單相流高壓水槍以及單一介質的清洗，這種邊刷邊洗的方法雖然可以把汽車的外部洗的很干凈，但是對于汽車地盤卻無法達到徹底清洗的目的。而且，傳統的清洗方法存在很大的弊端如勞動強大、工作效率特別低，同時造成水資源的浪費，隨著發展需求和效率意識的提高，目前國內的傳統的洗車已經滿足不了發展迅速的洗車行業的需求。

基于對洗車方式創造性、突破性的改進，同時為滿足大型洗車廠的需要、投資成本低以及節能環保等特點，就需要盡可能的采用先進的傳感技術，通過編程實現功能的PLC控制系統，自動完成對所需服務汽車的清洗，改善上述存在的缺點。

2 系統設計

2.1 設計目的和原則

設計目的：通過對汽車清洗裝置的一系列研究，同時主要針對傳統的人工清洗過程中存在的眾多缺點如清洗效率低下、清潔程度不高、大量浪費水資源等問題，本項目著重是對汽車自動清洗裝置PLC控制線路進行設計。

設計原則：高可靠性、經濟實用、方便維護、低能耗高效率等。

2.2 系統組成

PLC是主要服務于工業生產的控制系統，是在繼電-接觸器控制和計算機技術基礎上，逐漸發展成以微處理器為核心的工業自動控制通用設備，所以 PLC 與控制的對象接口能力較強。從根本上來說，其性能和組成結構具有處理器的特點：作為控制核心的CPU，基于系統程序的規則下運行。通過I/O 部件實現了CPU與控制要素的連接。起基本組成包括 CPU 及其存儲硬件、輸入/ 出、電源、接口等單元等。

2.3 系統硬件設計

設計的線路主要滿足以下任務：當發出啟動命令時，清洗機開始工作，清洗機接觸器和水閥門都打開，汽車進入洗刷范圍時，刷子接觸器開啟，進入刷洗程序。當檢測器檢測到車子離開時，清洗機接觸器、水閥門和刷子接觸器全關閉，停止刷洗，發出停機命令，結束刷洗。

2.4 軟件設計

本設計采用三菱FX2N 系列PLC進行設計工作。

針對以上的設計要求，裝置應設有輸入信號：啟動按鈕、停止按鈕和檢測器輸入，相應的輸出信號：水閥門、刷子接觸器、清洗機接觸器、啟動指示燈、停止指示燈和刷洗前指示燈。I/O 分配為：啟動按鈕、停止按鈕和檢測器輸入對應的代號和輸入/輸出標號分別為SB1，X0；SB2，X1；ST，X2；水閥門、刷子接觸器、清洗機接觸器、啟動指示燈、停止指示燈和刷洗前指示燈對應的代號和輸入/輸出標號分別為YV，Y0；KM1，Y1；KM2，Y2；HL1，Y3；HL2，Y4；HL3，Y5。

2.5 PLC 程序說明

程序啟動后，起表示程序成功待運行作用的啟動指示燈HL1亮起，表示程序等待啟動按鈕的啟動命令。當操作啟動按鈕 SB1時，啟動按鈕輸入點X0接通，水閥門輸出點Y0 和 刷子接觸器輸出點Y1 接通。當目標汽車進入指定區域時，信號檢測器ST 發出命令，此時檢測器輸入點X2 接通，刷洗前指示燈 HL3亮起。當目標汽車駛離指定區域時，信號檢測器ST 發出命令，檢測器輸入點 X2 斷開，停止指示燈亮起，各部分停止工作。

3 解決的關鍵問題

在充分考慮市場情況和資源環境日益趨緊的形勢之下，我們考慮到基于PCL控制系統下方便簡單，高效率，低能耗的操作特點，因此設計了一套基于PLC的汽車自動清洗裝置的控制系統。由此，本裝置主要解決的關鍵問題是最大限度的提高單位用水量，減少用人成本，在降低勞動強度及提高工作效率的情況下，能夠在短時間內合理利用資源對汽車進行自動清洗以及刷洗功能。另外，通過對裝置的結構優化等設計，充分考慮了車體外形的重點和難易程度，在提高清洗效率的同時還提高了干凈程度。我們有理由相信能夠滿足于國內洗車行業的需求以及帶來理想的社會收益。

4 結論

本文主要根據汽車自動清洗裝置的要求，對基于PLC的控制系統進行了設計，此系統根據檢測的汽車位置，一旦汽車進入清洗位置，清洗機會自動對汽車進行清洗，清洗結束會自動關閉，實現洗車的自動化控制。

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