孫莉 銀帥 趙祖玉

摘要：以 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車洗車的自動(dòng)控制，通過(guò)對(duì)自動(dòng)洗車機(jī)的功能需求分析，提出自動(dòng)洗車機(jī)的系統(tǒng)方案，包括位置檢測(cè)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、清洗控制模塊。對(duì)洗車控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了洗車控制系統(tǒng)的控制的功能，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、運(yùn)行可靠，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：PLC;位置檢測(cè);自動(dòng)洗車

汽車行業(yè)隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展有了質(zhì)的飛躍，隨著社會(huì)快速發(fā)展，汽車數(shù)量在不斷增加，洗車是汽車養(yǎng)護(hù)的一部分，越來(lái)越多的人開(kāi)始重視洗車。傳統(tǒng)的人工洗車需要耗費(fèi)大量的人力資源，而且存在水資源浪費(fèi)、洗車效率低等不足。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有基于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)洗車機(jī)的噴桿會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)或卡頓現(xiàn)象[1]。為此，本文提出基于 PLC 的自動(dòng)洗車機(jī)控制系統(tǒng)，以期提高自動(dòng)洗車機(jī)的性能。

1.????? 自動(dòng)洗車機(jī)的控制要求

要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)洗車功能，首先要求自動(dòng)洗車機(jī)能夠檢測(cè)到車輛駛?cè)耄ㄟ^(guò)相關(guān)傳感器的檢測(cè)以滿足控制要求。其次要求噴桿能夠自動(dòng)繞不同的車身旋轉(zhuǎn)一周并保持恒定的距離，在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中依次噴灑水花、清洗液、養(yǎng)護(hù)水蠟，從而完成洗車功能。在噴桿上安裝測(cè)距傳感器配合相關(guān)電機(jī)工作，通過(guò)所測(cè)距離與設(shè)定距離比較，控制相關(guān)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，從而達(dá)到噴桿繞車身旋轉(zhuǎn)且保持一定距離的要求。另外，要求噴桿可以穩(wěn)定地繞車身旋轉(zhuǎn)，要求電機(jī)可穩(wěn)定運(yùn)行，使電機(jī)可靠穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到控制要求。最后，要求系統(tǒng)可以對(duì)故障進(jìn)行積極的處理，當(dāng)發(fā)生故障，系統(tǒng)可檢測(cè)某個(gè)信號(hào)異常，通過(guò)相應(yīng)的指令執(zhí)行或提醒人為處理，從而達(dá)到消除故障的目的[2]。在控制要求提出后，為滿足系統(tǒng)要求，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，得出系統(tǒng)方案。

2.????? 設(shè)計(jì)

2.1?? 自動(dòng)洗車機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成

自動(dòng)洗車機(jī)的系統(tǒng)以PLC 作為主控制器，分別與超聲波測(cè)距傳感器、光電開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)、單相異步電機(jī)、限位開(kāi)關(guān)、電磁閥、空壓機(jī)、水泵電機(jī)、道閘電機(jī)、觸摸屏、信號(hào)燈連接，構(gòu)成位置檢測(cè)模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、清洗控制模塊、顯示操作模塊、收費(fèi)管理模塊以及通信模塊等組成。

2.2?? 清洗控制模塊的硬件設(shè)計(jì)

自動(dòng)洗車機(jī)的清洗控制模塊主要由限位開(kāi)關(guān)、底噴開(kāi)關(guān)、單相異步電機(jī)、電磁閥、空壓電機(jī)和水泵電機(jī)構(gòu)成。通過(guò)各個(gè)器件的配合工作，驅(qū)動(dòng)噴桿繞車身旋轉(zhuǎn)完成自動(dòng)洗車功能。

2.3?? 清洗控制模塊與PLC 的接線原理圖

清洗控制模塊中限位開(kāi)關(guān)、底噴開(kāi)關(guān)、單相異步電機(jī)、電磁閥、空壓電機(jī)和水泵電機(jī)與 PLC 的接線原理圖（如圖1所示），通過(guò) L、N 端口為 PLC 提供工作電壓，限位開(kāi)關(guān)為 PLC 提供數(shù)字量的輸入信號(hào)，通過(guò) +24V 端子給各個(gè)限位開(kāi)關(guān)供電，然后分別通過(guò)數(shù)字量輸入端口 X3、X4、X5、X6、X7、X10、X13、X14相連形成閉合回路，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量輸入功能。數(shù)字量輸出點(diǎn)Y6、Y7、Y10、Y11為電磁閥和底噴開(kāi)關(guān)提供數(shù)字量信號(hào)，電磁閥和底噴開(kāi)關(guān)通過(guò)與公共點(diǎn) C 連接，形成閉合回路，公共點(diǎn) C 連接 +24V 端子，當(dāng)數(shù)字量輸出點(diǎn)輸出低電平的時(shí)候，回路導(dǎo)通，電磁閥和底噴開(kāi)關(guān)被打開(kāi)，當(dāng)數(shù)字量輸出點(diǎn)輸出高電平的時(shí)候，回路不導(dǎo)通，電磁閥和底噴開(kāi)關(guān)被關(guān)閉。繼電器內(nèi)部相當(dāng)于開(kāi)關(guān)，回路導(dǎo)通時(shí)，線圈得電產(chǎn)生磁場(chǎng)，開(kāi)關(guān)閉合，回路不導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。給繼電器提供 AC220V 電壓，當(dāng)數(shù)字量端口輸出低電平，回路閉合，繼電器內(nèi)部開(kāi)關(guān)閉合。水泵電機(jī)、空氣壓縮機(jī)和單相異步電機(jī)獲得220V 電壓，開(kāi)始工作。

2.4?? 軟件設(shè)計(jì)

主程序流程圖依次執(zhí)行位置檢測(cè)程序、預(yù)清洗定位控制程序、噴灑清洗液定位控制程序、強(qiáng)力清洗定位控制程序、噴灑水蠟定位控制程序、強(qiáng)力風(fēng)干定位控制程序，在執(zhí)行的每個(gè)定位控制程序的開(kāi)始，通過(guò)清洗控制程序打開(kāi)相應(yīng)的器件開(kāi)關(guān)，然后繞車身旋轉(zhuǎn)一周，完成一個(gè)洗車流程[3]。顯示程序在整個(gè)洗車流程中通過(guò)紅、黃、綠三色的燈來(lái)顯示自動(dòng)洗車機(jī)的工作狀態(tài)。通信處理程序和清洗控制程序在整個(gè)洗車過(guò)程中依次完成指令數(shù)據(jù)傳遞和控制相關(guān)驅(qū)動(dòng)器件開(kāi)閉的功能，順利完成洗車過(guò)程。

位置檢測(cè)模塊的軟件編程截圖（如圖2所示），M1002是特殊輔助繼電器，啟始正向脈沖，在 RUN 瞬間產(chǎn)生正向脈沖。當(dāng)開(kāi)始 RUN 狀態(tài)時(shí)， M1002產(chǎn)生高電平，執(zhí)行 ZRST 命令，對(duì)步進(jìn)點(diǎn) S0-S100進(jìn)行復(fù)位，為后面驅(qū)動(dòng)程序做準(zhǔn)備。

3.????? 結(jié)論

本文詳細(xì)介紹了洗車控制系統(tǒng)的 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)，自動(dòng)洗車按照設(shè)計(jì)的程序控制全過(guò)程的操作，具有體積小、成本低、穩(wěn)定性好，可以避免人工操作引起的人身、設(shè)備事故，安全可靠。研究的自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、運(yùn)行可靠，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]??? 楊雙義.自動(dòng)洗車機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（14）：233-234.

[2]??? 滕俊杰.基于 PLC 控制的汽車自動(dòng)清洗機(jī)[J].電聲技術(shù)，2019，43（03）：60-62.

[3]??? 李月蘭.基于 PLC 全自動(dòng)隧道洗車機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2017（12）：169-171.