自动洗车机电气控制系统设计说明书

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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的过程一次，洗车机再次回到车头限位置后停止工作，整个洗车过程完成，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。

单片机主要应用于办公自动化设备、机电一体化、实时过程控制、日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，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；具有以下特点：

（1） 片内存储容量越来越大。 （2） 芯片引线齐全，容易扩展。 （3） 运行速度高，控制功能强。

（4） 单片机内部的数据信息保存时间很长，有的芯片可以达到100年以上。 但其也存在速度慢，功能不强，精度低、易受环境影响等缺点。

也可采用常规低压电器控制的方式实现功能，缺点很明显，对人力消耗较大。

为了达到方案要求，本设计采用PLC控制的模块化设计。主要模块包括：PLC控制系统、喷水系统、传感器系统、机械系统。

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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的运作。依靠

PLC控制整个洗车过程的具体实现。总体设计过程如下图图3.1系统原理方框图所示。

启动洗车机移向车尾PLC停止复位洗车机移向车头喷水机喷水刷子洗刷

控制图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

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FUL1L2L3N1N2N3N4QF1L11L12L13QF2V11QF3W11U21KM3W21QF4U31KM4W31QF5U41W41KM5QF6U51W51KM6U11KM1U12V12KM2W12FRW13V13U13U22W22U32W32U42W42U52W52M13～门式框架M21～喷水机M31～上刷子M41～右刷子M51～左刷子图3.2 系统主电路原理图

3.3 I/O分配

经过对控制过程和要求分析确定具体的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。确定了要完成的动作后，再确定动作的顺序。具体I/O分配表如表3.3.1所示。

输入地址号 X0 X1 X2 X3 X4 信号名称 车头限位置开关SQ1 车尾限位置开关SQ2 启动开关SB1 停止开关SB2 复位按钮SB3 输入地址号 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 信号名称 洗车机移向车尾KM1 洗车机移向车头KM2 喷水机洒水KM3 上刷子控制KM4 右刷子控制KM5 左刷子控制KM6 启动指示灯HL1 复位指示灯HL2 上喷头电磁阀YV1 右喷头电磁阀YV2 左喷头电磁阀YV3 表3.1 I/O分配表

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3.4 PLC选择

（1）欧姆龙PLC简介

OMRON C系列PLC产品门类齐、型号多、功能强、适应面广。大致可以分成微型、小型、中型和大型四大类产品。整体式结构的微型PLC机是以C20P为代表的机型。叠装式（或称紧凑型）结构的微型机以CJ型机最为典型，它具有超小型和超薄型的尺寸。小型PLC机以P型机和CPM型机最为典型，这两种都属坚固整体型结构。具有体积更小、指令更丰富、性能更优越，通过I/O扩展可实现10~140点输入输出点数的灵活配置，并可连接可编程终端直接从屏幕上进行编程，CPM型机是OMRON产品用户目前选用最多的小型机系列产品。OMRON 中型机以C200H系列最为典型，主要有C200H、C200HS、C200HX、C200HG和C200HE等型号产品。中型机在程序容量，扫描速度和指令功能等方面都优于小型机，除具备小型机的基本功能外，它同时可配置更完善的接口单元模块，如模拟量I/O模块、温度传感器模块、高速记数模块、位置控制模块、通讯联接模块等。可以与上位计算机、下位PLC机及各种外部设备组成具有各种用途的计算机控制系统和工业自动化网络。

在一般的工业控制系统中，小型PLC机要比大、中型机的应用更广泛。在电气设备的控制应用方面，一般采用小型PLC机都能够满足需求。 （2） 西门子PLC简介

德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

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