自动洗车机电气控制系统设计样本.docx

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自动洗车机电气控制系统设计样本

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自动洗车机电气控制系统设计

1系统概述

1.1应用背景及意义

汽车行业随着科学技术发展有了质奔腾。

随着时代发展，人们生活水平提高，人们对汽车需求逐渐增长，随之而来便是汽车保养。

其中汽车清洗便是不可或缺一项内容。

当今社会，高科技发展实现了各行业自动化控制，但是在汽车清洗行业，大某些仍是人工完毕。

老式洗车业运用人力，对汽车涂抹泡沫，然后运用水泵对汽车进行冲洗，再在自然光及风等条件下，使清洗后汽车进行自然风干。

虽然实现汽车清洗，但过度依赖人力，操作时间长，挥霍大量水资源，经济性差，不利于洗车业发展。

当前比较大型汽车美容公司，虽然实现了汽车清洗、打蜡、喷漆等自动化，但成本高，其自动控制系统不适合小型、专门汽车清洗行业。

因而，对于中小型都市，汽车清洗业有着巨大发展潜力。

如何实现高效、高质量并且合用于小型汽车自动清洗，就成了汽车清洗行业发展必然规定。

本次设计采用PLC控制，通过线路通断来实现汽车自动清洗。

它可以节约人力、物力资源，高效、精确完毕洗车任务，为客户提供便利，并且极大节约水资源，符合建设节约型社会时代需要。

这套汽车自动清洗系统构造简朴，成本低，适合不同场合需求，特别是中小型公司。

1.2系统描述及设计规定

自动洗车机由门式框架构成，门式框架有一台三相异步电机拖动，4KW380V50HZ，在车头和车尾处分别设立有一种行程开关，门式框架上安装有3个刷子（上、左、右各1个），分别有1台单相电机拖动，1.5KW220V50HZ，同步门式框架上安装有3组喷水喷头（上、左、右各1个），由一台水泵电机拖动1KW220V50HZ，喷头由电磁阀控制DC24V5W。

洗车机外部框架构造示意图如图1.2.1所示。

图1.1洗车机外部框架构造图

详细功能实现：

1、按下启动按钮，洗车机框架开始由车头向车尾移动，喷水设备开始喷水。

2、门式框架移动到达车尾限位开关后，开始返回，并保持继续喷水。

3、门式框架移到车头限位置后，保持喷水，同步刷子开始工作，框架开始向车尾移动。

4、门式框架移到车尾限位置后，保持喷水，刷子转动，框架开始向车头移动。

5、重复上面第3、4步，框架向车头移动至限位开关停止。

洗车整个过程完毕。

启动灯熄灭

2方案论证

使用PLC控制洗车机。

自动洗车机有启动、停止、复位功能，设计时需要三个输入口输入信号。

本方案，按下启动按钮，启动批示灯亮，自动洗车机启动；洗车机由车头向车尾移动，喷水设备喷水；当到达车尾限位置时，触动行程开关SQ2，洗车机向车头移动，保持喷水；当到达车头限位置时，行程开关SQ1动作，计数器C0动作，保持喷水，刷子开始工作，洗车机向车尾移动；当到达车尾限位置后，保持喷水，刷子转动，洗车机向车头移动；洗车机到达车头限位置后重复刷子开始工作后过程一次，洗车机再次回到车头限位置后停止工作，整个洗车过程完毕，启动灯熄灭。

若在工作过程中发生停电等突发事情导致洗车机停止工作，可通过复位按钮使洗车机复位，然后启动重新工作。

单片机重要应用于办公自动化设备、机电一体化、实时过程控制、寻常生活及家用电器等领域。

在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试自动化限度和精度，简化仪器仪表硬件构造，提高其性能价格比；具备如下特点：

（1） 片内存储容量越来越大。

（2）  芯片引线齐全，容易扩展。

（3）  运营速度高，控制功能强。

（4）  单片机内部数据信息保存时间很长，有芯片可以达到1以上。

但其也存在速度慢，功能不强，精度低、易受环境影响等缺陷。

也可采用常规低压电器控制方式实现功能，缺陷很明显，对人力消耗较大。

为了达到方案规定，本设计采用PLC控制模块化设计。

重要模块涉及：

PLC控制系统、喷水系统、传感器系统、机械系统。

3硬件设计

3.1系统原理方框图

本次设计思路是通过启动、停止、复位三个按钮来控制洗车机运作。

依托PLC控制整个洗车过程详细实现。

总体设计过程如下图图3.1系统原理方框图所示。

图3.1系统原理方框图

3.2系统主电路原理图

主电路中，采用断路器来进行限流，用过热继电器防止过热。

系统主电路原理图如图3.2所示

图3.2系统主电路原理图

3.3I/O分派

通过对控制过程和规定分析拟定详细控制任务是在汽车进入后，按下启动按钮，则可以进行自动刷洗，洗完自动停止，也可人工停止。

拟定了要完毕动作后，再拟定动作顺序。

详细I/O分派表如表3.3.1所示。

输入地址号

信号名称

输入地址号

信号名称

X0

车头限位置开关SQ1

Y0

洗车机移向车尾KM1

X1

车尾限位置开关SQ2

Y1

洗车机移向车头KM2

X2

启动开关SB1

Y2

喷水机洒水KM3

X3

停止开关SB2

Y3

上刷子控制KM4

X4

复位按钮SB3

Y4

右刷子控制KM5

Y5

左刷子控制KM6

Y6

启动批示灯HL1

Y7

复位批示灯HL2

Y10

上喷头电磁阀YV1

Y11

右喷头电磁阀YV2

Y12

左喷头电磁阀YV3

表3.1I/O分派表

3.4PLC选取

（1）欧姆龙PLC简介略

（2）西门子PLC简介略

（3）三菱FX系列PLC简介略

3.5PLC控制原理图

依照PLC实际I/O类型及其可实现功能，拟定其与外部设备连接方案，详细PLC控制原理图如图3.3所示

图3.3PLC控制原理图

3.6PLC控制接线图

按照PLC控制原理图设计方案，依照所选PLC型号实物对比，对PLC控制接线图进行了详细设计。

PLC控制接线图如图3.4所示。

图3.4PLC控制接线图

3.7元器件选型

依照详细规定对所需电机及设备型号进行选取和拟定，表中列出了型号、品牌、价格及数量。

详细如表3.2元器件选型所示

序号

代号

名称

型号

品牌

价格

数量

1

M1

三相异步电动机

Y112M，4kw2980r/min，380V，10.53A，50HZ

聚霸

550元

1

2

M2

水泵电机

YL8022，1.1KW，2800r/min，220V，7.02A，50HZ

佛力环球

850元

1

3

M3～M5

单相异步电机

YL90L4，1.5KW，1400r/min，220V，6.82A，50HZ

金五峰

568元×3

3

4

QF1

低压断路器

DZ47-3P

正泰

18.5元

1

5

QF2

低压断路器

DZ47-3P

正泰

18.5元

1

6

QF3

低压断路器

DZ47-2P

正泰

15.8元

1

7

QF4～QF6

低压断路器

DZ47-2P

正泰

15.8元×3

3

8

FR

热继电器

JR36-20

上海人民

43元

1

9

YV

电磁阀

DC24V5W

XRN

20元×3

3

10

CPU

PLC解决器

FX2N-32MR-001

三菱

1750元

1

11

KM

交流接触器

CJX2-09

上海柏立

16元×6

6

12

SB

按钮

LAY8-22D

德力西

25元×3

3

13

SQ

行程开关

LXK2-311

金山

10元×2

2

14

FU

熔断器

RT16-20

时雨

1.8元

1

15

L

导线

若干

16

AC

交流电源

220V

1

17

共计：

5250元

表3.2元器件选型

4软件设计

4.1主流程图

图4.1主流程图

4.2梯形图

设计心得

历时两个星期课程设计，既是对所学知识检查，也是对自己能力提高。

通过本次课程设计，使我在课本外发现了知识运用乐趣。

将自己所学运用于实际使用中，虽然只是一次简朴设计工作，并没有用于实践，但这已经提示自己课程实用性。

在设计过程中，资料翻阅，查找，一步步深化了知识层次，使自己不再局限于课本、考试之中。

对于效益、成本这些更加职业化因素加深了印象。

学习最后还是应用于生产工作，效益为王才是最后目。

可以说，一次课程设计也是一次低层次对知识本质上重新正视。

这次设计尚有许多局限性，功能上还不尽完善，依照需要还可以添加清洁剂喷洒，吹风机风干车体。

此外尚有复位功能完善，例如在行进和后退过程中遇到故障以及所采用办法等等。

该设计尚有很大改进空间以待后来完善。

参照文献

[1]三菱微型可编程控制器FX1s,FX2N,FX1N,FX2NC编程手册.三菱电子公司.

[2]电气控制与PLC系统.任胜杰.北京：

机械工业出版社..1

[3]流行PLC实用程序及设计（三菱FX2系列）.贺哲荣，石帅军.[M].西安：

西安电子科技大学出版社：

[4]可编程控制器应用技术.第二版.田瑞庭主编.北京：

机械工业出版社.1994