自动洗车系统设计.doc-资料库

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本科毕业设计说明书（论文）第 1 页共 40 页 1 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。本文选用三菱 FX2n 为核心部件，它是 PLC FX 家族中最先进的系列。它最大范围的包容了标准特点、程序执行更快、全面补充了通信功能，可以为自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。它拥有无以匹及的速度、高级的功能、逻辑选件以及定位控制等特点，FX2N 是从 16 到 256 路输入/输出的多种应用的选择方案。控制点数：16 到 256 点(主单元： 16/32/48/65/80/128 点)。 1.1 自动洗车介绍自动洗车机它的洗车方式：车子使之定位后风干架前进至设定距离后洗车架前进进行水洗车作业，完成后洗车架退后做蜡水洗车作业。风

本科毕业设计说明书（论文）第 2 页共 40 页干架后退做吹干流程。自动洗车机的特性是传统往复式的改良机型，结构体为洗车打蜡系统和风干系统分开，洗车时再结合同时作业，省去了来回往复的时间，自动洗车机适合场地小，洗车量大的洗车场或者是加油站业者。自动洗车机在洗车过程中使用的是 Ph 值为中性偏酸的洗车液和上光水蜡。利用机体内的发泡机，将其发泡喷射至车体，对汽车表面进行清洁。这样既不会腐蚀车漆，也不会对车辆内部的密封圈、管路造成腐蚀，而且洗车后汽车漆面光滑并留有清香。汽车在进入后，洗车机内的传送带可带动汽车完成整个洗车过程，这其中包括：泡沫清洗、轮刷同动；超软布刷、不伤车漆；底盘清洁、养护全车；水蜡喷洒、风干擦干。自动洗车机是使用高压蒸汽进行洗车，是一个朝阳的产业。自动洗车机洗一辆汽车只需要 1-1.5 升的水，不产生污、废水。自动洗车机可产生 180℃高压蒸馏水的无菌蒸馏水，对车体柔性清洗，不需要另外添加清洗剂，既可以保护车辆的色调，自动洗车机又可将顽垢、角落部分、发动机箱、油渍及汽车内室的空调孔、顶篷、车座、脚垫及轮胎、轮毂部分不易清洗到的缝隙也可以清洗，还可以驱除室内异味，杀菌消毒等其效果十分显著，而且新型节能洗车收费标准不仅没提高，甚至还低于原来的收费。可见自动洗车机将是一个朝阳的产业。严寒天气要按照操作说明采取相应的措施预防冻结，电脑洗车机常时间闲置或冬季的夜晚，要放空水管中的积水，防止积水锈蚀元件或冻裂水管。各种自动洗车机介绍

本科毕业设计说明书（论文）第 3 页共 40 页 (1)往复式自动洗车机往复式龙门型洗车机在洗车方式上，由洗车机来回往复做水洗车、蜡洗车、风干之作业。它的特性，龙门式是最传统的洗车机，占地面积最小，投资成本最低，唯洗车速度太慢，不能应付大量来车的需要，客源流失，丧身商机。它比较适合小型洗车厂或者是洗车量较小的地区使用。 (2)隧道式自动洗车机隧道式洗车机的洗车方式，当车子驶入输送机定位，由输送机推杆推动车子的前轮前进，进行冲水、洗车、打蜡、风干等流程。当前一台车子推进离开输送机定位后，第二台车子即可驶入定位，做同上动作。这样连续流水线的洗车方式，能够快速的完成冲洗、洗车、打蜡、风干等作业。它在特性上，洗车机的配备长度可依场地大小或客户的需求来增加或减少。附有车辆导正设备，减少车辆导正时间，以推杆距离设计自动调整车距，自动判断车型，操作方便，出口交通灯管制保持安全距离，连续式洗车、打蜡、风干能够应付大量来车，洗车速度快，客源不流失，适合大型洗车场，会员制洗车场，加油站业者作促销或大型停车场复合洗车等。 (3)无接触型自动洗车机无接触洗车机在洗车方式上，车子使之定位先经过高压冲洗后再进行泡沫腊喷酒，配合人工的擦洗之作业方式。它的特性占地面积小，价格便宜，使用成本低，操作简单，方便使用，适合洗车量小占地面积小的洗车场或是洗车量较小的地区使用。

本科毕业设计说明书（论文）第 4 页共 40 页众所周知，传统的手工洗车方式费时较长，车主必须进行长时间的等待过程，这种洗车方式已不适应现代高速度的生活节奏。传统的手工洗车方式不利于水源回收，容易污染环境。在我国，不少城市政府明令限制手工洗车，转而发展的快捷洗车方式。 1.2 PLC 控制全自动洗车机的优越性 PLC 控制的全自动洗车机的编程语言容易掌握，是电控人员熟悉的梯形语言，使用术语依然是“继电器”一类术语，大部分与继电器触头链接相对应，是电控人员一目了然。PLC 控制使用简单，他的 I/O 输入输出信号可以直接连接。当工作程序需要改变时，只需要改变 PLC 的内部，重新编写程序，无需对外围进行重新的改动。从这些方面已然突出使用 PLC 控制自动洗车机的优越性。 1.3 本文的主要工作第一，叙述可编程控制器，通过论述可编程控制器的各种优点，卓越性能、结构、原理，有一个总体认识第二，结合全自动洗车机的控制系统要求，进行硬件、程序设计，从主要部件选择、流程分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。第三，通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，修正和完善系统的顺利运行。分析任务要求及解决方案 (1)分析任务当发出启动命令时，清洗机开始工作，清洗机接触器和水阀门都打开，汽车进入洗刷范围时，刷子接触器开启，进入刷洗程序。当检测器

本科毕业设计说明书（论文）第 5 页共 40 页检测到车子离开时，清洗机接触器、水阀门和刷子接触器全关闭，停止刷洗，发出停机命令，结束刷洗。 (2)解决方案我们通过以上的分析可以知道，先由人来发出启动命令，自动开启清洗接触器和水阀门；传感器检测到汽车进入清洗范围时，刷子接触器打开靠近汽车进行清洗；传感器检测到汽车离开清洗范围时，刷子接触器停止刷洗；最后我们发出停止命令，清洗机接触器和水阀门停止和关闭。

本科毕业设计说明书（论文）第 6 页共 40 页 2 自动洗车系统设计 2.1 总体设计本系统是采用 PLC 顺序控制功能图顺序空制的，顺序控制就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号作用下，根据内部状态和时间顺序，使生产过程中各个执行机构自动而有序地进行工作。用 PLC 进行生产过程的顺序控制时，首先要根据系统工艺过程画出顺序功能图，然后将顺序功能图转换成梯形图或指令语句表顺序功能图主要由步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）等要素组成。与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始状态一般是系统等待起动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框表示，每一个顺序功能图至少有一个初始步。自动洗车机系统就是基于顺序功能图控制。在初始状态下，洗车机处于停止状态。当按下启动按钮时，启动指示灯亮，此时系统同处于初始状态 S0，当有车到来时，左极限开关闭合，S20 置位，则系统开始运行，本案控制要求执行，Y2 和 Y4 置位，使刷子和喷水装置开始执行。当系统按要求执行一个过程后，启动指示灯熄灭，一个工作过程完成，等待下一次的动作开始。 2.2 PLC 的基本简介在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的

本科毕业设计说明书（论文）第 7 页共 40 页数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968 年美国 GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称 Programmable Controller（PC）。个人计算机（简称 PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为 Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将 PLC 简称 PC。 PLC 的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对 PLC 的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。上世纪 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持为 30~40%。在这时期，PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC 逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS 系统. 2.3 PLC 的选型在 PLC 系统设计时，首先要确定控制方案，下一步就是 PLC 工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。在工程设

本科毕业设计说明书（论文）第 8 页共 40 页计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围以确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入/输出点数、所需存储器容量、确定 PLC 的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的 PLC 和设计相应的控制系统。 I/O 点数估算时由于需要考虑适当余量，在根据统计而得的输入/输出点数基础上，增加了 10%-20%的可用余量，得出输入/输出点数的根据。 FX 系列 PLC 是由三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，以逐步替代三菱公司原 F、F1、F2 系列 PLC 产品。其中 FX2 是 1991 年推出的产品，FX0 是在 FX2 之后推出的超小型 PLC，近几年来又连续推出了将众多功能凝集在超小型机壳内的 FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC 等系列 PLC，具有较高的性能价格比，应用广泛。它们采用整体式和模块式相结合的叠装式结构经过对几家公司生产的 PLC 主要从应用、价格、可靠性和对现场工作环境及设计资金等各个方面因素的考虑，本系统采用三菱 FX2N 系列 PLC 进行设计。本方案控制系统采用三菱小型 PLC 控制，基本单元 FX2N—32MR，带有 32 个 I/O 点（16 入，16 出），在主电路中，FX2N 系列 PLC 是 FX 系列中最高级的模块。它拥有无以匹及的速度、高级的功能、逻辑选件以及定位控制等特点，FX2n 是从 16 到 256 路输入/输出的多种应用的选择方案

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