自动洗车控制系统

内容摘要
本说明书介绍自动洗车控制系统的设计思想、设计步骤以及可以实现的功能。

采用S7-200系列PLC实现自动洗车控制，并利用STEP7-Ｍicro/MIN32软件完成梯形图、指令表的程序设计。

自动洗车控制系统采用了四个输入信号，分别为启动开关I0.0、右极限开关I0.1、左极限开关I0.2、原点复位按钮I0.3;九个输出信号，洗车机右移Q0.0、、风扇动作Q0.1、刷子动作Q0.2、洗车机左移Q0.3、喷洒清洁剂Q0.4、喷水Q0.5、洗车机Q0.6、启动灯Q0.7、复位灯Q1.0.其中洗车机右移和洗车机左移由电动机1的正反转控制，刷子动作由电动机2控制，喷水及喷洒清洁剂电磁阀控制。

经启动后可自动完成清洗后自行停止，也可手动停止，但启动前必需复位。

根据输入输出数量采用CPU224即可满足需求。

自动洗车经启动后能顺序完成要求动作，结束后自行停止，若断电停止在得电后不会自行启动，实现了理论上的自动化。

关键词：自动洗车；PLC控制；顺序动作
目录
第1章引言 (1)
1.1设计内容 (1)
1.2要求 (1)
第2章自动洗车控制系统设计思想 (3)
2.1自动洗车控制系统分析 (3)
2.2自动洗车控制系统流程图 (3)
第3章自动洗车控制系统主机的选择 (10)
3．1自动洗车控制系统I/O地址的分配 (10)
3．2自动洗车控制系统I/O接线图 (11)
3．3自动洗车控制系统梯形图 (12)
3．4自动洗车控制系统语句表 (17)
结论 (20)
设计总结 (21)
谢辞 (22)
参考文献 (23)
第1章引言
自动洗车机是利用可编程控制器控制各部件来清洗汽车的一种专业设备，全自动运行，清洗速度极快，无需人工干预。

其主要由控制系统和各动作实现部件构成。

随着汽车保有量的迅速提高，汽车清洗行业迎来了一个重要的发展机遇。

汽车清洗机作为洗车工作必不可少的设备，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及对节水和环境保护的要求，成为其开发和生产必须要考虑的内容。

随着社会自动化的不断发展，各种类型的自动洗车机必将取代传统的手工洗车方式，并形成以其为中心的产业链。

可编程控制器PLC以微处理器为核心，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，编程容易，功能扩展方便，修改灵活，而且结构简单。

1.1设计内容
自动洗车控制系统设计
1.2要求
1、按下启动开关之后，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始刷洗。

2、洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，喷水机及刷子继续动作。

3、洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，喷水机及刷子继续动作，清洁剂设备开始动作—喷洒清洁剂。

4、洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，继续喷洒清洁剂。

5、洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，清洁机继续喷洒，当洗车机往右移3s后停止，刷子开始刷洗。

6、刷子刷洗5s后停止，洗车机继续往右移，右移3s后，洗车机停止，刷子又开始刷洗5s后停止，洗车机继续往右移，到达右极限开关停止，然后往左移。

7、洗车机往左移3s后停止，刷子开始刷洗5s后停止，洗车机继续往左移3s后停止，刷子开始刷洗5s后停止，洗车机继续往左移，直到碰到左极限开关后停止，然后往右移。

8、洗车机开始往右移，并喷洒清水与洗刷动作，将车洗干净，当碰到右极限开关时，洗车机停止前进并往左移，喷洒清水及刷子洗刷继续动作，直到喷到左极限开关后停止，然后往右移。

9、洗车机往右移，风扇设备动作将车吹干，喷到右极限开关时，洗车机停止并往左移，风扇继续吹干动作，直到碰到左极限开关，则洗车整个流程完成，启动灯熄灭。

10、若洗车机正在动作时发生停电或故障、则故障排除后必须使用原点复位，将洗车机复位到原点，才能做洗车全流程的动作，其动作就是按下复位按钮，则洗车机的右移、喷水、洗刷、风扇及清洁剂喷洒均需停止，洗车机往左移，当洗车机到达左极限开关时，原点复位灯亮起，表示洗车机完成复位动作。

第2章自动洗车控制系统设计思想
2.1自动洗车控制系统分析
洗车机的主运动是左右循环运动由左右行程开关控制，同时不同循环次序伴随不同的其它动作，如喷水、刷洗、喷洒清洁剂及风扇吹干动作等。

系统还采用了复位设计，如在洗车过程中由其它原因使洗车停止在非原点的其它位置，则需要手动对其进行复位，到位时复位灯亮，此时才可以启动，否则启动无效，洗车机经启动后可自动完成洗车动作后自行停止，也可在需要时手动停止。

洗车机第一次右移时有喷水及刷洗动作，到达右极限使右极限开关动作从而控制洗车机左移，而喷水及刷洗继续，直到碰到左极限开关。

洗车机第二次右移时，喷水停止、刷子动作及清洁剂开始喷洒，直到右极限行程开关动作，洗车机左移清洁剂继续喷洒，直到使左极限开关动作。

洗车机第三次右移时，洗车机右移3s停止，刷子刷洗5s，连续两次后继续右移，直到碰到右极限开关，其中，洗车机右移及刷子刷洗由接通延时计时器T37和T38形成的震荡电路控制，直到碰到右极限开关后通过互锁使刷子动作电路断开，刷子停止工作。

此时洗车机左移，进行和上次右移时同样的动作，直到碰到左极限行程开关。

洗车机第四次右移，喷洒清水及刷子动作，直到碰到右极限开关。

洗车左移同时喷水刷洗继续直到喷到左极限开关喷水刷洗停止。

洗车机第五次右移，风扇开始动作，直到碰到右极限开关，洗车机左移风扇继续动作。

洗车机左移直到碰到左极限开关，控制整个设备停止，洗车机完成洗车。

2.2自动洗车控制系统流程图
开始
在原点？启动
复位到位
复位灯亮N
Y
洗车右移，喷水刷洗，启动灯亮
右极限？N
Y
洗车左移，喷水刷洗继续
左极限？N
Y
1
洗车右移，喷水刷洗停止喷清洁剂
右极限？
N
Y
洗车左移，继续喷清洁剂
左极限？
N
Y
洗车右移，停喷清洁剂
右移3S ？ 洗车停，刷子刷洗
5S ？
N
N
Y
Y
1
2
2
Y
洗车右移，刷子停
N
3S?
Y
洗车停，刷子刷洗
N
5S?
Y
刷子停，洗车右移
N 右极限?
Y
洗车左移
N
3S?
3
洗车停，刷子刷洗
5S?
洗车左移，刷子停
3S?
Y
N
Y
N
洗车停，刷子刷洗
左极限？
Y
N
3
4
洗车右移，喷水刷洗
右极限？
洗车左移，喷水刷洗继续
左极限？
洗车右移，喷水刷洗停止，风扇工作
右极限？
N
Y
N
N
Y
Y
4
5
洗车左移，风扇继续工作
左极限？
整个流程结束，启动灯灭
结束N
Y
Y
图2-1自动控制系统流程图5
第3章自动洗车控制系统主机的选择
3．1自动洗车控制系统I/O地址的分配
本文自动洗车控制系统采用了五个输入信号，分别为启动开关I0.0、左极
限开关I0.1、右极限开关I0.2、原点复位按钮I0.3、停止按钮I0.4;八个输出
信号，洗车机左移Q0.0、洗车机右移Q0.1、刷子动作Q0.2、喷水Q0.3、喷洒清
洁剂Q0.4、风扇动作Q0.5、复位灯Q0.6、启动灯Q0.7.其中洗车机右移和洗车
机左移由电动机1的正反转控制，刷子动作由电动机2控制，喷水及喷洒清洁剂
电磁阀控制。

经启动后可自动完成清洗后自行停止，也可手动停止，但启动前必
需复位。

根据输入输出数量采用EM224即可满足需求。

表3-1 自动洗车控制系统I/O地址分配表
控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码
输入信号
启动信号常开按钮SB1 I0.0 右极限信号行程开关SQ1 I0.1 左极限信号行程开关SQ2 I0.2 原点复位信号常开按钮SB2 I0.3
输出信号洗车机右移接触器KM1 Q0.0 风扇动作电动机M Q0.1 刷子刷洗接触器KM2 Q0.2 洗车机左移接触器KM3 Q0.3 喷洒清洁剂电磁阀YV1 Q0.4 喷水动作电磁阀YV2 Q0.5 洗车机停止接触器KM4 Q0.6 启动灯信号灯泡HL1 Q0.7 复位灯信号灯泡HL2 Q1.0
3．2自动洗车控制系统I/O接线图
图3-1
3.3自动洗车控制系统梯形图
3．4自动洗车控制系统语句表
Network 1 // Network Title // Network Comment
LD I0.3
O M0.5
AN I0.2
= M0.5
Network 2
LD M0.5
EU
S Q0.3, 1
Network 3
LD I0.2
EU
AW= C0, 0
R Q0.3, 1
S Q1.0, 1
Network 4
LD I0.0 A I0.2 O M0.0 = M0.0 Network 5 LD I0.1 EU
LD I0.3 O I0.0 CTU C0, 5 Network 6 LD I0.0 EU
LD I0.2 EU
OLD
O Q0.0 AN T37 AN T39
LD T38
O T40 OLD
AN I0.1 AW<= C0, 4
A M0.0
= Q0.0 Network 7
LD I0.1
O Q0.3 AN T41
AN T43
LD T42
O T44 OLD
AN I0.2
= Q0.3 Network 8
LD I0.0 EU
S Q0.7, 1 S Q0.5, 1 S Q0.2, 1 R Q1.0, 1 Network 9
LD I0.2 AW= C0, 1
R Q0.5, 1 R Q0.2, 1 S Q0.4, 1 Network 10 LD I0.2 AW= C0, 2
R Q0.4, 1 Network 11 LD I0.2
O M0.1 AW= C0, 2 AN T38
= M0.1 Network 12 LD M0.1 TON T37, 30 A T37 TON T38, 50 Network 13 LD T38
O M0.2 AN T40
= M0.2 Network 14 LD M0.2 TON T39, 30 A T39 TON T40, 50 Network 15 LD I0.1
O M0.3 AW= C0, 3 AN T42
= M0.3 Network 16 LD M0.3 TON T41, 30 A T41 TON T42, 50 Network 17 LD T42
O M0.4 AN T44
= M0.4 Network 18 LD M0.4 TON T43, 30 A T43 TON T44, 50 Network 19 LD T43
O T37
O T39
O T41
S Q0.2, 1 Network 20 LD T44
O T38
O T40
O T42
R Q0.2, 1 Network 21 LD I0.2 AW= C0, 3
S Q0.5, 1 S Q0.2, 1 Network 22 LD I0.2 AW= C0, 4
R Q0.5, 1 R Q0.2, 1 S Q0.1, 1 Network 23 LD I0.2 AW= C0, 5 R Q0.1, 1 R Q0.7, 1 S Q1.0, 1
结论
本设计自动洗车经启动后能顺序完成要求动作，结束后自行停止，若断电停止在得电后不会自行启动，实现了理论上的自动化。

但实际操作中并不可行，存在很大的弊端和不足。

如自动洗车在工作中因断电或故障停止后，必需复位后从新启动，这样就会浪费以前的大量工作，在后继工作中需要克服改进使自动洗车实现真正意义的自动化，不仅是一直得电可以顺利完成自动清洗，即使在中途断电后，再启动，仍会继续以前的工作，这样可以提高效率，降低成本，避免无谓的重复工作。

也应该设置手动挡，以便针对车不同的脏的程度，。

可以选则性的增加某一或某些动作。

研究方向改进应向更安全、更经济、更可靠及更简单发展，还需继续做大量的努力及工作。

设计总结
本文洗车机的主运动是左右循环运动由左右行程开关控制，同时不同循环次序伴随不同的其它动作，如喷水、刷洗、喷洒清洁剂及风扇吹干动作等。

因每次动作的开始都是碰到左行程开关才实现，所以运用计数器记录左极限信号脉冲的次数从而控制上述辅助运动按要求依次动作。

系统还采用了复位设计，如在洗车过程中由其它原因使洗车停止在非原点的其它位置，则需要手动对其进行复位，到位时复位灯亮，此时才可以启动，否则启动无效，洗车机经启动后可自动完成洗车动作后自行停止，也可在需要时手动停止。

自动洗车控制系统采用了四个输入信号，分别为启动开关I0.0、右极限开关I0.1、左极限开关I0.2、原点复位按钮I0.3;九个输出信号，洗车机右移Q0.0、、风扇动作Q0.1、刷子动作Q0.2、洗车机左移Q0.3、喷洒清洁剂Q0.4、喷水Q0.5、洗车机Q0.6、启动灯Q0.7、复位灯Q1.0.其中洗车机右移和洗车机左移由电动机1的正反转控制，刷子动作由电动机2控制，喷水及喷洒清洁剂电磁阀控制。

经启动后可自动完成清洗后自行停止，也可手动停止，但启动前必需复位。

根据输入输出数量采用CPU224即可满足需求。

本设计自动洗车经启动后能顺序完成要求动作，结束后自行停止，若断电停止在得电后不会自行启动，实现了理论上的自动化。

但实际操作中并不可行，存在很大的弊端和不足。

如自动洗车在工作中因断电或故障停止后，必需复位后从新启动，这样就会浪费以前的大量工作，在后继工作中需要克服改进使自动洗车实现真正意义的自动化，不仅是一直得电可以顺利完成自动清洗，即使在中途断电后，再启动，仍会继续以前的工作，这样可以提高效率，降低成本，避免无谓的重复工作。

也应该设置手动挡，以便针对车不同的脏的程度，。

可以选则性的增加某一或某些动作。

如实际操作中，若不小心触动行程开关，则程序就会产生误操作，使程序产生逻辑错误或者是根本无法运行，这一点具有实际生产意义，必须加以考虑。

谢辞
首先，我感谢王老师。

本设计文是在王老师精心指导和大力支持下完成的。

他平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从确定命题查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，论文写作等整个过程中都给予了我悉心的指导。

我对王老师的感激之情是无法用言语表达的。

最后感谢在大学三年半期间，传授我知识的老师们，感谢在学习和生活上给予我帮助的同学们。

经过两周的学习，本次课程设计已经接近尾声，作为一个在校学生，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，毕竟这次设计是我第一次进行PLC全面和系统的设计，疏漏和不足之处在所难免，可能存在许多细节未做到及时处理，请老师指正，以帮助我不断提高，不断进步。

我相信通过这次全面系统的设计以及在这个过程中各位老师的不断点拨，在今后的工作中我一定会做到更好
参考文献
[1]程宪平主编.机电传动与控制.武汉：华中科技大学出版社，2003.
[2]邓星钟.机电传动控制. 武汉：华中科技大学出版社.
[3]王永华编.现代电气控制及PLC应用技术.北京：北京航空航天出版社，2008
[4]殷洪义主编.可编程控制器选择设计与维护.北京：机械工业出版社，2002
[5]程子华.PLC原理与实例分析.北京:国防工业出版社，2006
[6]高钦和.可编程控制器应用技术及其设计实例.北京:高等教育出版社，2004。