自动洗车机控制系统.docx

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自动洗车机控制系统

一、绪论

1.1应用背景和意义

汽车清洁是汽车保养过程中必不可少的一部分。

如今，在中国，汽车的保养和清洁几乎仍然是由人力来完成，这不仅需要时间和精力，还增加了洗车行业的成本。

我们在科技创新的时代,自动化控制技术是时代的产物,甚至在偏远的农村,我们还可以看到田野领域的自动化控制技术,但令人失望的是,洗车几个新兴工业自动化控制技术的影子,或人工水、洗涤剂,然后擦洗,然后自然风干,持续了多年的老式洗车。

令人难以置信的是，我们总是追求速度和质量，在这件事上是如此的耐心，我们宁愿浪费大量的时间在洗车上。

不仅如此，这种清洁方式还会浪费我们赖以生存的大量水。

综合考虑，我们会发现传统的洗车方式已经不适应这个时代，通过自动化技术控制洗车是未来洗车行业的发展方向。

在中国的一些大城市，仍有一小部分汽车美容公司通过自动控制技术来完成对汽车的清洗、对汽车蜡漆的保养等一小部分工作。

在短期内，自动洗车需要引进很多设备，不是以前，相对成本会增加，但事实上，自动洗车会给企业带来更多的好处。

传统的手动洗车方式，普通的日常洗车需要20分钟左右，而自动洗车只需几分钟。

由于自动洗车的初期投入相对较高，许多小型洗车厂没有自动洗车的概念。

但不可否认的是，自动洗车是这个行业未来的潮流。

在中国的洗车行业，自动化技术还不普及，所以有巨大的市场。

在这样的有利条件下，高效率、高品质的自动清洗装置进入洗车行业，是行业走向成熟的必由之路。

针对这种情况下,PLC控制系统的设计是新增加了很多继电器来控制整个洗车的过程,如时间控制器,中间继电器,等等,在一个信息化的世界,速度,一套结构简单、低成本、高利用率的洗车设备将成为普通汽车美容公司,即使是中小公司的洗车的选择。

1.2国内外研究现状

近年来，汽车清洗在我国逐渐发展成为一个新兴产业，具有资金少、技术门槛低的特点。

由于从当地国家,不是很完美,设备相关行业标准,网站、环境保护、技术和管理方面缺乏一个明确的要求和规定,是应该取消的洗车方式仍在汽车市场难以消退,没有水洗,全自动电脑机械化清洗和其他先进的洗涤方式占据了一个非常小的比例的市场份额。

发达国家,经过多年的发展,科学洗车的概念已深深扎根于人们的心中,洗车市场无水洗车,洗车方法蒸汽洗车和全自动电脑洗车机洗车,这主要是全自动电脑洗车。

在打造中国现代城市的发展主题中，在节水、环保、全社会可持续发展的潮流中，追求时尚、高效、环保成为汽车美容服务业的重要内容和发展方向。

目前，国家正在呼吁建立节约型社会，普及自动洗车机具有重要意义。

自动洗车机目前有PLC、MCU、FGA控制，并基于C和LabVIEW控制。

由于扩展性差基于单片机控制方案,FGA更难适应严酷的工作条件的自动洗衣机,因为它更适用于这样的大型机器设备,反映在处理速度并不是基于虚拟仪器的优点和C控制方式在各个方面能满足洗衣机的要求,但其高昂的价格,后期维护成本高。

因此从性价比、可扩展性和实用性等方面，确定了当前PLC控制是主流。

基于PLC控制的全自动洗车机具有可靠性高、抗干扰能力强、功能完善、适用性强、维修方便、改造方便、体积小、重量轻、能耗低等优点。

因为基于PLC控制的全自动洗车机全自动洗车机相比,基于其他控制方法有许多无可比拟的优势,所以现在大部分的市场全自动洗车机是基于PLCcontrolIn我们的国家,想让洗车行业达到空前的盛会,唯一的方法是吸收外国的经验和优秀的结果。

用我们所学的知识来产生结果并应用它们。

我们过去的孤立使我们付出了沉重的代价。

今天，这个行业也在做出类似的选择，从过去的教训中，我们相信我们的美国同胞将做出最明智的选择。

学习国外的先进成果，互相学习，达到世界一流水平，尽可能让洗车机应用于现实生活中显得尤为重要。

1.3本论文主要研究内容

这个自动洗车机主要是基于需要清洁车辆固定、洗车设备来回移动的工作方式,为这种类型的洗车设备非常适合使用PLC编程控制的成套设备。

自动洗车装置的洗车过程具有固定的位置和往返运动。

车停在洗车设备的工作区域，不再移动。

然后系统可以通过各种传感器感知待清洗车辆的具体情况，如根据车辆的形状对洗车设备进行前后连续喷洒，根据车辆表面的清洁程度等。

车辆的底盘、车顶和反复擦洗都是自动清洗的。

自动洗车机的外形像门，所以这种结构被称为门框结构。

此外,洗车设备的结构在汽车只需要洗干净的车子停在洗车机工作区域,保持不动,然后门框将基于汽车的外观结构和其他特点不断往复清洗。

本产品适用于清洗各种类型的汽车，其最核心的地方是专为清洗汽车门框而设计的，这种门框是由两个垂直方向的滚筒和一个水平方向的滚筒组合而成，其外观是一扇门。

在水平方向上的滚筒设计外部传感器光电,设计使用它来确定汽车的高度,只要鼓移动车辆的最高位置,光电传感器将发送一个电信号到PLC。

还有一个返回开关来控制磁鼓的返回。

二、自动洗车机的总体设计方案

2.1洗车机的分类

（1）的工作模式,它可分为固定式和移动类型。

（2）方面的车辆清洗、分类可分为小车型,大型车型,和特殊车型。

（3）从洗车机划分的原则,洗车机可以分为硬支持,柔软的支持,半硬支承洗车机。

（4）立体洗车设备和卧式洗车设备;专用洗车设备和通用洗车设备根据各自的特点和适用范围进行划分。

2.2自动洗车机种类的选择

本设计模型主要是基于需要清洗的车辆固定，洗车设备来回移动的工作模式，对于这种类型的洗车设备是非常适合采用PLC编程控制的成套设备。

自动洗车设备在固定位置前后移动的洗车过程如下:

汽车停在洗车设备的工作区域内，不再移动。

感官系统的具体情况,通过各种传感器,车辆清洗等喷涂前后的车辆清洗设备根据车辆的形状,根据车辆表面的清洁程度,进行不一样的清洗力度等。

全自动洗车机能够实现的功能:

全自动洗车底盘、打扫屋顶,反复擦洗。

即使你进了一辆装着垃圾的脏卡车，出来的时候也会干净、光亮、崭新。

如果你只是清洁表面，只需要几秒钟。

自动洗车机外观像一扇门，所以这种结构被称为门框结构。

另外，洗车设备的结构在洗车时只需要清洁停放在洗车机工作区域的汽车，保持不动，然后根据车架的外观结构等特点反复清洗汽车。

本产品适用于清洗各类汽车，其最核心的地方是洗车门框的设计，门框是由两个垂直方向的滚筒和一个水平方向的滚筒组合而成，其外观是一扇门。

滚轮在水平方向上设计有外置光电传感器，用于确定小车的高度。

只要滚筒移动到小车的最高位置，光电传感器就会向PLC发送电信号。

还有一个返回开关来控制磁鼓的返回。

洗车机的外形构造图如图2.1所示。

图2.1洗车机外型示意图

框架的底部安装一个传感器来确定门已经回到原来的位置,和前面的框架是一个传感器,检测车辆是否停在洗车的工作区域,以确定是否已经准备好开始清洗。

门框的后部也用来判断汽车的后部是否有清洗传感器，从而实现对汽车的往复清洗。

当需要清洗的车辆被送到清洗区域后，按下启动命令按钮，门框将根据程序对车辆进行滑动清洗。

此时，洗车设备将开始对车辆进行彻底的清洗，一个周期的清洗过程只需短短的1分钟多。

该洗车机的控制台将按钮和相应的指示灯组合在一起，操作人员可以方便的进行控制，大大节省了空间。

洗车系统的控制面板图如图2.2所示。

图2.2洗车机控制面板图

2.3自动洗车机的工艺控制要求

（1）洗车系统部件有:

①升降水平滚轮的电机。

②滚筒的垂直方向和滚筒门框的水平方向。

双向的向前和向后旋转电机驱动

③一个用于旋转水平滚筒的电机

自动洗车控制系统由PLC控制。

（2）限位开关控制

①车辆检测位置限位；

②水平滚筒的上限位；

③门架的前、后位置限位；

（3）自动冲洗

①初始条件：

门框处在车辆的前部位置（门框到位开关合上），车辆出现在洗车的区域（检测车辆的检测传感器闭合）；

②当满足初始条件的时候，就可以按下启动冲洗的按钮，开始如下的冲洗过程：

当洗车机正式工作，其工作指示灯点亮，5秒以后，水平方向滚动就会向下开始移动（KM1），直到水平方向的滚筒移动到预定的位置（上滚筒到位传感器）停止运行3秒钟；

③当两个滚轮同时启动（KM3）时，开始向前转动，即水平滚轮、垂直滚轮、门框向前转动（KM5）。

在这种情况下,喷射泵（KM7）和电动机的旋转鼓被激活;

④的门框向前连续运动,当它遇到门框孵蛋的限位开关,门框不会前进,所有的电机将停止5秒钟,与此同时,门框会自动回（KM6）。

同时水平和两个垂直辊开始反向转动的（KM4）;

⑤在门架,触摸返回开关将会停止,然后鼓立即停止旋转,同时提高水平发出鼓命令（平方公里）,直到鼓回到循环的结束。

（4）手动控制

锁存按钮的功能按钮是停止循环。

开始一个新的循环,执行相应的动作,手动解除鼓按钮被按下,鼓水平将上升到上限位置;只要门框按后退按钮手动控制,然后门框将返回到原来的设置位置。

（5）报警保护

系统出错或遇到问题无法修复,蜂鸣器报警将继续和报警指示灯将声音。

直到手动按下蜂鸣器按钮，报警才会停止，但是直到系统问题解决，报警灯才会熄灭。

2.4洗车机控制系统原理图

为了满足洗车设备应控制功能和洗车需求,洗车机的设计在其主电路配备四个电机实现控制、兴衰的鼓,鼓旋转,门框的前后运动,注水电机M1,M2,M3,M4控制,其主电路控制图如图2.4所示。

图2.4洗车机的主电路图

表2.4主电路元器件名称及用途

在汽车的运行过程的详细分析洗衣机,我们可以知道门框的运动和辊的运动,以及水泵的工作和故障报警让洗车过程可以正常有序地运行。

PLC通过收集洗车系统相应的信息来输出相应的信号，对滚筒、门框、水泵进行精确控制。

通过以上控制要求和设备选型分析，最终确定控制系统框图，如图2.5所示。

图2.5洗车机控制系统方框图

2.5洗车机各部件控制要求

（1）水平滚筒的控制

水平滚筒的高度根据车辆的高度来确定，通过光电传感器向PLC发送信号来调节滚筒的高度。

当滚筒接近车顶时，PLC控制水平滚筒停止向下移动。

当水平滚筒完成循环后，PLC将控制其回到初始位置。

滚筒旋转

滚筒的转动和停止是预编程的，值得强调的是电机停止转动时将有3-5秒的延迟，这有利于防止电机被瞬间的反向电流烧坏。

（3）门架的前进和后退

门框的前后运动由PLC内部程序控制。

当车辆检测信号和启动信号发出后，后门框的向前运动开始自动执行，后端检测信号的发出是门框向后运动的前提。

（4）手动控制

PLC手动控制不仅可以手动控制洗车设备，还可以专门针对难以清洗的零件进行清洗，它还可以自动解决我们一些意想不到的原因和造成的故障。

而每次洗车设备为手动控制时，必须先停止自动控制，而如果要再次切换到自动控制模式，则必须先将门框和横鼓置于手动方式。

2.6元器件选择

车辆检测开关是由一个光电传感器来实现的，但检测到车辆的信号后，就会发给PLC一个开关信号，我么选择三相异步电动机，德东洗车机专用YE2-100L2-43KW防水电机，接触的选择直流接触器和电流在20A以上的交流接触器均装有灭弧罩，有的还带有栅片或磁吹灭弧装置。

可激活PLC的启动程序，避免不必要的误启动。

下面是对光学电感器的部分介绍。

光电传感器的工作原理是:

首先感知外界的光，将其作为接收信号，然后将光信号转换成电信号，再进行传输。

光电传感器可以检测非电量，根据光强的变化将非电量转换为非电量。

（1）光电传感器分类

光电传感器按原理可分为模拟光型和脉冲光型。

该传感器具有高精度的光敏元件，可实现对光的传感。

（2）光电式传感器的应用

光电传感器之所以能在越来越多的产品中得到应用，是因为有许多其他检测设备不具备的优势。

如精度高，响应时间短，整个检测过程无接触。

另外，光电传感器的固有结构简单，形式多样，形状轻巧。

自20世纪以来,世界光伏技术得到了很好的发展,光电传感器已经在世界各地的产品,以及越来越多的类型的光电传感器,它的输出越来越多,选择的规格的产品,可以根据用户自己的需求,它可以应用于机电一体化、计算机、国防科技、许多方面,比如比比皆是。

工作环境是光电传感器的另一个重要决定因素