基于PLC的自動(dòng)洗車系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

摘要本論文從全自動(dòng)洗車機(jī)出發(fā)計(jì)了一套完整的PLC控制系統(tǒng)全論文的主要研究從三個(gè)方面入手，第一是經(jīng)過和導(dǎo)師討論、查閱文獻(xiàn)、并對(duì)現(xiàn)有的全自動(dòng)洗車機(jī)進(jìn)行調(diào)查，確定了一套完整的全自動(dòng)洗車系統(tǒng)的總體方案。系統(tǒng)由電機(jī)、傳感器和接觸器等部件組成。第二是從系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)施入手，先是硬件設(shè)施，對(duì)所需要的元器件進(jìn)行對(duì)比和篩選，其次是軟件設(shè)施，軟件主要是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，通過編程語言設(shè)計(jì)了整個(gè)洗車過程的一系列動(dòng)作。第三是論文最后為了確保設(shè)計(jì)的可行性，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬、調(diào)試。以三菱系列作為控制核心，結(jié)合組態(tài)界面達(dá)到數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程操作等功能?？刂葡到y(tǒng)是當(dāng)今社會(huì)先進(jìn)的電子控制技術(shù)，其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得到各大行業(yè)的青睞本論文中以PLC控制系統(tǒng)控制全自動(dòng)洗車機(jī)給洗車行業(yè)帶來了極大的便利不僅成本低，而且方便使用，是有車一族的福音。關(guān)鍵詞洗車機(jī);PLC;邏輯控制;全自動(dòng)

ABSTRACTInthispaper,completeofPLCcontrolsystemisdesignedtheautomaticcarwashingmachine.Themainresearchofthewholepaperfromthreeaspects,thefirst:afterthediscussionthetutor,literaturereview,andtheexistingautomaticcarwashingmachineinvestigation,determineacompletesetofautomaticcarwashingsystemoverallplan.Thesystemconsistsofmotor,contactorandothercomponents.Thesecond:fromthesystemsoftwareandhardwarefacilities,firsthardwarefacilities,thecomponentsrequiredforcomparisonandscreening,followedbysoftwarefacilities,softwareismainlycontrolofthewholesystem,throughtheprogrammingdesignedwholecarwashingprocessofaseriesofactions.Third:finally,inordertoensurethefeasibilityofthedesign,systemsimulatedanddebugged.MitsubishiseriesPLCasthecontrolcore,combinedwiththeconfigurationinterfacetoachievedata,remoteoperationandotherfunctions.PLCcontrolsystemisanadvancedelectroniccontroltechnologyintoday'ssociety.ThispaperwithPLCcontrolsystemcontrolautomaticcarwashingmachine,tothecarwashingindustryhasbroughtgreatconvenience,onlylowcost,andconvenienttouse,istheGospelofcarowners.Keywords:carwasher;PLC;control;fullyautomatic

目錄摘要ABSTRACT第一章緒論11.1課題背.1.3PLC控制的自動(dòng)洗車機(jī)特點(diǎn)1.4主要研究內(nèi)第二章系統(tǒng)控制方案....................................................................................................................52.1系統(tǒng)控制要2.2控制方案比2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第三章洗車機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)83.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)3.2系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1機(jī)架拖動(dòng)機(jī)器結(jié)構(gòu)93.2.2大面面刷機(jī)器結(jié)構(gòu)93.2.3小面刷刷洗機(jī)器結(jié)103.2.4最高刷的清潔機(jī)制103.2.5風(fēng)干機(jī)器結(jié)3.2.6清潔液管道系統(tǒng)103.2.7自動(dòng)汽車清洗機(jī)裙刷的結(jié)構(gòu)第四章控制系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)

4.1PLC介紹以及選型4.1.1PLC簡介124.1.2PLC的發(fā)展4.1.3PLC型號(hào)的選擇.134.1.4PLC型號(hào)的確定.144.4電機(jī)的選擇4.5系統(tǒng)主接線4.6系統(tǒng)I/O表4.7系統(tǒng)接線圖第五章控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)5.1系統(tǒng)流程圖5.2梯形圖設(shè)計(jì)第六章系統(tǒng)仿真結(jié)論29致謝31參考文獻(xiàn)32附錄一：梯形.附錄二：結(jié)構(gòu).

第一章緒論1884年，美國的卡爾·佛里特研制出世界上第一輛三輪汽車，并以他的名字命名，經(jīng)過百年的發(fā)展車的發(fā)展日新月異們從簡單的追求快速安全到現(xiàn)在的美觀舒適，汽車的發(fā)展可謂是一日千里21世紀(jì)是一個(gè)追求速度的世紀(jì)人們對(duì)生活各方面的要也隨之提高，汽車的數(shù)量與日俱增，幾乎人人一臺(tái)車，出門不再是步行或者公交，道路上排滿了車，可以說現(xiàn)在的汽車族是一個(gè)巨大的群體，因此也促成了汽車保養(yǎng)店的發(fā)展[1]

。那么它們平時(shí)都是怎樣高效便捷的保養(yǎng)車呢？汽車的清洗是汽車保養(yǎng)過程中一項(xiàng)必不可少的內(nèi)容。現(xiàn)如今汽車的保養(yǎng)、清洗在國內(nèi)幾乎還是靠人力來完成，這樣不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還會(huì)增加洗車行業(yè)的成本。我們正處科技創(chuàng)新的時(shí)代，自動(dòng)化控制技術(shù)是順應(yīng)時(shí)代的產(chǎn)物，甚至在偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)下，在田間地里我們也可以看到自動(dòng)化控制技術(shù)的成果，但是讓人失望的是，在洗車這樣一個(gè)新興行業(yè)卻很少有自動(dòng)化控制技術(shù)的影子，還是人工沖水、涂抹清洗劑、再擦洗，最后再自然風(fēng)干這樣延續(xù)了很多年的“古老的”洗車手段[2]

。國內(nèi)大部分人都追求速度，對(duì)于耗時(shí)間的事情他們往往都沒有耐心，令人感到奇怪的是對(duì)于洗車這件事，他們很樂意花費(fèi)大量的時(shí)間，不單單是浪費(fèi)了時(shí)間，這樣的清洗方式還將大量浪費(fèi)我們賴以生存的水資源。綜合考慮后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的洗車方式早已不適應(yīng)這個(gè)時(shí)代通過自動(dòng)化技術(shù)控制洗車才是洗車行業(yè)的未來[3]

。在我國很多發(fā)展比較好的城市汽車美容公司大部分都選擇全自動(dòng)洗車系統(tǒng)從表面來看，公司需要引入大量的先進(jìn)技術(shù)，投入大量的資金，但實(shí)際上，自動(dòng)化清洗汽車反而會(huì)給企業(yè)帶來更多的效益用傳統(tǒng)的人工清洗方式對(duì)一輛汽進(jìn)行普通的日常清洗大概會(huì)需要20分鐘動(dòng)化洗車僅僅需要幾分鐘于自動(dòng)化洗車的初期投入會(huì)相對(duì)較高，所以很多小型的洗車店并沒有自動(dòng)洗車這樣的概念[4]。但是不可否認(rèn)，在洗車這個(gè)行業(yè)自動(dòng)化洗車才是未來的潮流。在中國的洗車行業(yè)，自動(dòng)化技術(shù)并沒有得到普及，所以它還有巨大的市場。在這樣的有利條件下，將高效率、高質(zhì)量的自動(dòng)清洗裝置投放到洗車行業(yè)中，洗車行業(yè)將會(huì)迎來一個(gè)巨大的轉(zhuǎn)變發(fā)展。根據(jù)我國洗車行業(yè)現(xiàn)階段的發(fā)展，本論文設(shè)計(jì)的洗車系統(tǒng)以PLC為控制核心在系統(tǒng)中增加了許多元器件比如繼電器制器等來控制整個(gè)洗車過程到了節(jié)約高效節(jié)省人力的要求符合現(xiàn)代社會(huì)的需要。1

在這個(gè)人們生活節(jié)奏快、解放勞動(dòng)力的年代，一套結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，利用率極高的洗車設(shè)備一定會(huì)成為各個(gè)汽車美容公司，甚至是中小型洗車公司的不二之選。汽車美容店是近幾年發(fā)展比較快的一個(gè)行業(yè)，人們買車更愛車，對(duì)于汽車的保養(yǎng)可謂是盡心盡力。汽車公司對(duì)其的投入并不是很高，也沒有什么核心技術(shù)，所以工作人員不需要花費(fèi)大量的時(shí)間來培訓(xùn)上崗。我國汽車保養(yǎng)行業(yè)現(xiàn)在還處于一個(gè)剛剛起步階段，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都還不完善，比如洗車的規(guī)模、洗車場地、技術(shù)要求、經(jīng)營管理都沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)，大部分的汽車保養(yǎng)行業(yè)都還是靠人力來支撐。雖然現(xiàn)在國內(nèi)也有很多先進(jìn)的洗車技術(shù)，比如電腦式洗車、非接觸式洗車技術(shù)，但在市場上的使用并不是很多。在發(fā)達(dá)國家，科學(xué)的洗車?yán)砟钍艿搅撕芏嗳说淖放?，洗車技術(shù)經(jīng)過不斷的改變和發(fā)展，全自動(dòng)洗車機(jī)才在國外發(fā)展起來，得到汽車行業(yè)的青睞?，F(xiàn)在人們所經(jīng)常使用的電腦控制全自動(dòng)洗車水洗車逐漸應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中腦控制洗車系統(tǒng)已經(jīng)成為洗車行業(yè)的主導(dǎo)力量[6]

?，F(xiàn)在汽車馬路上隨處可見，各個(gè)洗車行業(yè)也越來越多，城市里傳統(tǒng)的洗車行業(yè)已經(jīng)不能滿足人們對(duì)洗車的要求，如果洗車行業(yè)不尋求新的發(fā)展方式，那么洗車行業(yè)將會(huì)面臨淘汰的現(xiàn)象車行業(yè)要想在高速發(fā)展的社會(huì)立足腳跟須有一套自己的經(jīng)營方式，有一套自己的洗車系統(tǒng)，讓洗車變得專業(yè)化、和規(guī)范化，符合中國的發(fā)展國情，同中國市場一起發(fā)展。想要洗車行業(yè)發(fā)展的更快更穩(wěn)，我們必須另辟蹊徑，摸索找到屬于洗車行業(yè)的道路。自動(dòng)洗車系統(tǒng)是通過編程語言設(shè)置系統(tǒng)，節(jié)省了人力、操作簡單便捷、高效、洗車干凈等特點(diǎn)，滿足了人們的基本需求。全自動(dòng)洗車系統(tǒng)是傳統(tǒng)洗車方式的替代也是隨著社會(huì)發(fā)展洗車行業(yè)所要經(jīng)歷的階段，這一發(fā)展給洗車行業(yè)帶了效益，同時(shí)也帶來了發(fā)展。我們不能固步自封，應(yīng)該用積極向上、尋求更好辦法的心態(tài)來面對(duì)這個(gè)問題。雖然發(fā)展的過程是艱辛的、痛苦的，但只要有耐心，堅(jiān)持下去，我們就能找到更好的方法，帶來巨大的收益[7]。在我國，想要讓洗車行業(yè)達(dá)到空前的盛況，唯一的辦法就是吸取國外的經(jīng)驗(yàn)與優(yōu)秀的成果。我們應(yīng)該吸取歷史教訓(xùn)，不能閉門造車，應(yīng)該多交流多學(xué)習(xí)，和國外的頂尖設(shè)計(jì)者學(xué)習(xí)先進(jìn)的知識(shí)考我國過去幾年的發(fā)展們都知道閉關(guān)鎖國不是明智的選擇。在學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的技術(shù)之外，我們應(yīng)該取之精華，彌補(bǔ)我們技術(shù)上的不足，在全國推廣使用全自動(dòng)洗車機(jī)的使用，讓更多地人們得益于先進(jìn)的技術(shù)[8]2

。

PLC1.可靠性高，抗擾動(dòng)強(qiáng)當(dāng)衡量一個(gè)設(shè)備的性能是屬于哪一個(gè)水平的時(shí)候可靠性扮演了一個(gè)極其重要的角色集成電路的技術(shù)被完美的穿插在的各個(gè)控制回路中產(chǎn)品的生產(chǎn)方面要求控制嚴(yán)格，而且在其內(nèi)部電路中抵抗干擾的能力也是以往的設(shè)計(jì)不能比擬的，因此在可靠性方面有了很好的保證。如果要完成一個(gè)一模一樣的控制系統(tǒng)，采用PLC電氣接線相比其他系統(tǒng)來說會(huì)簡單很多，線路更清晰，接點(diǎn)更少，出現(xiàn)故障的機(jī)率自然也就減少了不少。更讓人意想不到的是如果PLC的硬件部分出現(xiàn)了問題，它自己能在第一時(shí)間顯示錯(cuò)誤狀況，可以讓人及時(shí)知道哪兒出了問題出了什么問題等等操作人也可以在與該P(yáng)LC相關(guān)的其他設(shè)備上編入相應(yīng)的程序用來檢測故障，使得PLC外部的設(shè)備如果出現(xiàn)問題了也能夠?qū)崿F(xiàn)自我診斷的功能[2.功能全面，設(shè)施完備，適用性強(qiáng)PLC技術(shù)發(fā)展到今天，它的技術(shù)已經(jīng)成，種類也比較多，大都具有功能全面、操作簡單、容易學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)，所以它被廣泛應(yīng)用于各種控制場合，大到大型工廠的各種重要生產(chǎn)設(shè)備，小到樓房和商場的一部載人電梯的控制，都有LC控制系統(tǒng)的身影PLC的功能在近幾年得到了進(jìn)一步的完善和拓展，這就使得PLC在日常工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用得到了進(jìn)一步的發(fā)展比如PLC可以精準(zhǔn)的確定物體的位置應(yīng)用于機(jī)械手和電梯上精確的判斷出溫度用于很多熱水器的控制上等等。近幾年P(guān)LC和電腦結(jié)合，再加上人機(jī)界面，讓這種控制系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用到人們的生活中。3.容易學(xué)習(xí)和使用PLC編程語言是一種主要用于工業(yè)生產(chǎn)制的計(jì)算機(jī)編程語言PLC事實(shí)上屬于一種先進(jìn)的工控設(shè)備。PLC程語言簡單易懂，不會(huì)像C語言那樣抽象難學(xué)，因?yàn)樗切蜗缶唧w、容易理解的，所以從事這方面的工作人員很容易就能夠掌握，甚至是熟練的運(yùn)用也是輕而易舉的事情。梯形圖語言和繼電器電路圖在功能和形式方面其實(shí)是很像的只是繼電器電路圖的功能在PLC中主要是通過一些常用的開關(guān)量來實(shí)現(xiàn)這樣就算我們不懂電路不會(huì)編程我們也能很快的學(xué)會(huì)使用PLC編程軟件。4.維修簡單方便3

在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建造時(shí)，我們所需要做的事就變的更少了，平常如果要對(duì)整套系統(tǒng)進(jìn)行維保也會(huì)變得更簡單，而且想要改造它也變得更加容易。傳統(tǒng)的邏輯控制是采用接線的邏輯方式，而PLC是用先進(jìn)的現(xiàn)代存儲(chǔ)的邏輯去實(shí)現(xiàn)控制，這就使得我們?cè)趯?duì)整套系統(tǒng)進(jìn)行連接時(shí)少了很多繁瑣的連線使系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和建造的時(shí)候變得更容易，簡單明了的接線方式大大既減少了設(shè)計(jì)和建造的時(shí)間，同時(shí)也使得對(duì)設(shè)備日常的維護(hù)保養(yǎng)變得簡單容易更重要的一大優(yōu)點(diǎn)在于在使用同一設(shè)備卻需要在不同時(shí)間實(shí)現(xiàn)不同的功能的時(shí)候，只需要?jiǎng)觿?dòng)手改變下程序內(nèi)容就可以實(shí)現(xiàn)了[1.4主要究內(nèi)容本文通過設(shè)計(jì)自動(dòng)洗車控制系統(tǒng)夠自動(dòng)完成洗車過程研究內(nèi)容如下：（）設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制方案根據(jù)系統(tǒng)的控制要求設(shè)計(jì)控制方案和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和工作原理圖。（）對(duì)相應(yīng)的硬件進(jìn)行基本介紹和完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要器件的選型和接線圖的繪制。（）根據(jù)設(shè)計(jì)的方案和控制要求完成控制程序的編寫和組態(tài)界面的開發(fā)對(duì)相應(yīng)程序和界面進(jìn)行基本介紹。（）對(duì)完成的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，檢驗(yàn)系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性。（）對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，系統(tǒng)性的介紹。對(duì)系統(tǒng)仿真的結(jié)果進(jìn)行分析，說明系統(tǒng)的效果。4

第二章系統(tǒng)控制方自動(dòng)洗車機(jī)控制系統(tǒng)所設(shè)定的程序動(dòng)作以左右循環(huán)運(yùn)動(dòng)為主，上下運(yùn)動(dòng)作為輔助，同時(shí)，在上下左右運(yùn)動(dòng)的過程中，還會(huì)有周期性的其他動(dòng)作，比如噴水、噴灑清潔劑、吹干等動(dòng)作來完成整個(gè)洗車的過程。在洗車過程中，可能會(huì)由于某些原因?qū)е孪到y(tǒng)停止工作，這時(shí)候系統(tǒng)中設(shè)定的有復(fù)位功能，我們只需在電腦端手動(dòng)將其復(fù)位即可，再次啟動(dòng)洗車技術(shù)也會(huì)重新開始動(dòng)作。本論文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)有5左右循環(huán)運(yùn)動(dòng)這循環(huán)運(yùn)動(dòng)每次都先從左到右再從右到左實(shí)現(xiàn)一個(gè)循環(huán)次循環(huán)伴有其他不同的動(dòng)作車機(jī)在個(gè)左右運(yùn)動(dòng)中向右運(yùn)動(dòng)的過程中，會(huì)有噴水的動(dòng)作，當(dāng)?shù)竭_(dá)右極限時(shí)洗車機(jī)會(huì)自動(dòng)掉頭向左運(yùn)動(dòng)直到碰到左極限開關(guān)時(shí)也會(huì)有噴水的動(dòng)作左右運(yùn)動(dòng)過程向右移動(dòng)時(shí)水停止，開始執(zhí)行刷子動(dòng)作和清潔劑噴灑，到達(dá)右極限后開始左移，刷子動(dòng)作和清潔劑噴灑繼續(xù)執(zhí)行一次，直到到達(dá)左極限。3個(gè)左右運(yùn)動(dòng)過程，停止噴灑清潔劑，主要的動(dòng)作是刷子動(dòng)作車機(jī)運(yùn)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)到達(dá)到右極限再回到左極限停止刷子動(dòng)作。第左右移動(dòng)過程中要是清洗功能左到右和從右到左的過程中直噴水，同時(shí)刷子也會(huì)每隔3秒運(yùn)動(dòng)5秒一直重復(fù)動(dòng)作。第5次左右移動(dòng)過程主要是吹干功能，依然是從左到右，再從右到左，這個(gè)過程中風(fēng)機(jī)會(huì)一直處于啟動(dòng)狀態(tài)，將車子風(fēng)干，等回到左極限時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行，洗車動(dòng)作全部完成。2.2控制案比較因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)主要時(shí)完成控制部分的設(shè)計(jì)所以在方案選擇上主要區(qū)分點(diǎn)在于不同的控制方案。接下來給出最為常見的兩種控制設(shè)備。方案一：用控制核心為單片機(jī)的改造方法，如圖2.1所示。5

晶振電路復(fù)位電路鍵盤電路各個(gè)開關(guān)

單片機(jī)

顯示部分各類指示刷子各動(dòng)作電機(jī)圖控核心為單片機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖在上圖中，它的系統(tǒng)核心為單片機(jī)，外圍設(shè)備主要包括原機(jī)械手的各個(gè)限位開關(guān)傳感器、相應(yīng)部分的執(zhí)行電機(jī)外，又加入顯示部分、指示部分以及系統(tǒng)最小構(gòu)成結(jié)構(gòu)。整個(gè)系統(tǒng)比較精簡，在設(shè)計(jì)中可以完全設(shè)計(jì)在一塊板子中，設(shè)計(jì)的整體成本比較低。方案二：控制核心為的改造方法，如圖2.2所示。電源模塊P控制按鈕硬幣識(shí)別信號(hào)

LC

刷子動(dòng)作電機(jī)各種指示燈圖2.2控核心為PLC的構(gòu)圖在上圖中，它的控制核心是PLC，外圍設(shè)備和方案一中的一樣，主要包括原有本體里的限位信號(hào)、執(zhí)行電機(jī)，此外系統(tǒng)加入專用電源、交互系統(tǒng)（觸摸屏、指示燈）等器件。在執(zhí)行過程中，系統(tǒng)不斷采集外圍信號(hào)，系統(tǒng)應(yīng)用循環(huán)刷新的方式不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)處理進(jìn)而驅(qū)動(dòng)各個(gè)執(zhí)行結(jié)構(gòu)及顯示部分系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜用成本較為高。在方案一和方案二對(duì)比時(shí)，二者各有利弊。首先對(duì)于方案一來說：從硬件成本上來說，比較低，但是在實(shí)際的使用過程中還必須要加入很多的隔離電路、變換電路，設(shè)計(jì)過程中需要很大的知識(shí)背景；此外，單片機(jī)和外圍器件連接時(shí)候還要特定的驅(qū)動(dòng)程序，這樣在編輯程序時(shí)難度非常大并且如果想根據(jù)不同條件進(jìn)行程序更改時(shí)還必須在系統(tǒng)

板中加入一個(gè)下載電路，這些都給設(shè)計(jì)增加了偌大的難度。對(duì)于方案二來說，控制器本是一個(gè)整體多PLC帶有下載接口這就支持我們?cè)诰€下載和調(diào)試用簡便外，方案一系統(tǒng)在工作中對(duì)環(huán)境還有較高的要求環(huán)境中的溫濕度等條件對(duì)它工作精度都有影響；但方案二中的控制器在外部都設(shè)計(jì)了很好的保護(hù)、隔離器件，其工作時(shí)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，特別是在工業(yè)控制中的穩(wěn)定性、可靠性都比單片機(jī)好很多。綜合以上分析，最后我在本次設(shè)計(jì)中選用方案二作為本次設(shè)計(jì)的控制方案。觸摸屏

洗車機(jī)左移洗車機(jī)右移啟動(dòng)信號(hào)左限位信號(hào)

風(fēng)扇動(dòng)作刷子動(dòng)作噴水PLC控制器右限位信號(hào)原點(diǎn)復(fù)位信號(hào)

噴灑清潔劑運(yùn)行顯示燈洗車機(jī)停止圖2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖從上圖我們看出，本論文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)由輸入模塊，輸出模塊和控制模塊三部分組成。輸入模塊為：啟動(dòng)按鈕，右限位開關(guān)，左限位開關(guān)和復(fù)位按鈕；輸出模塊為：洗車機(jī)，風(fēng)扇，刷子，清潔劑，運(yùn)行顯示燈等?？刂颇K為控制器。7

第三章車機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)3.1整體構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的這款智能洗車機(jī)它的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正如下面所給出的軸測圖3.1所表示。其大部分的機(jī)體的相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)分別由刷子模塊以及噴水模塊組成，它由2個(gè)同步傳動(dòng)輪通過皮帶傳動(dòng)進(jìn)行刷子所必需的移動(dòng)其側(cè)面刷子的移動(dòng)由它的皮帶傳動(dòng)所完成，并且最上面的刷子的上下移動(dòng)由它的螺桿馬達(dá)來完成。最高刷子的旋轉(zhuǎn)則由直流電動(dòng)機(jī)所控制，從而保證實(shí)現(xiàn)其刷子的向下以及向上的自由移動(dòng)。而它的噴水模塊則主要由水路結(jié)構(gòu)所組成：水路結(jié)構(gòu)分別包括泵、磁閥、水管等等。圖3.1內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖頂刷：用來處理軟面刷材料，通過水平以及垂直運(yùn)動(dòng)來適應(yīng)車頂表面的毛刷。側(cè)刷：采用了軟質(zhì)棉刷，不會(huì)對(duì)待洗汽車的漆面造成重大傷害。8

水池：相似的水池實(shí)現(xiàn)了水處理循環(huán)的使用功能。網(wǎng)格地板：用來過濾汽車清洗廢棄物中的較粗大的泥沙、雜質(zhì)等等。太陽能電池板：為自動(dòng)洗車機(jī)器的照明電路提供了電力。直線軸承：驅(qū)動(dòng)洗車機(jī)的最高刷以及側(cè)面刷的自由運(yùn)動(dòng)。水循環(huán)處理系統(tǒng)特別是分別由水容器、減壓罐以及過濾罐分別組成。水容器作為一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的儲(chǔ)水設(shè)備，在水循環(huán)中有效地節(jié)約用水。而減壓罐利用自然緩以及或水的自然作用來沉淀水中的懸浮物，例如在沉淀池中加入明礬，活性炭等物質(zhì)，從而對(duì)水池進(jìn)行第一步進(jìn)化處理。過濾池的過濾方法包括兩個(gè)階段：過濾階段以及反沖洗階段。過濾階段是指下水道水從水管進(jìn)入池子之后，然后流經(jīng)過濾介質(zhì)層，從而流經(jīng)支撐層，因此下水道水內(nèi)的細(xì)小懸浮物以及混合物質(zhì)被保存在過濾介質(zhì)表面以及內(nèi)部空隙中以使洗車的廢水得到凈化。過濾后的清澈液體被收集管收集并流入儲(chǔ)水池。反沖洗階段是指遠(yuǎn)程水通過配水系統(tǒng)進(jìn)入水池，然后流經(jīng)支撐層，進(jìn)而流經(jīng)濾料層，沖走沉積在濾料層內(nèi)的污物，并將污物夾帶到反沖洗疏散池中，排出到水池之外。3.2統(tǒng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該自動(dòng)洗車機(jī)的硬件部分主要包括機(jī)架拖動(dòng)機(jī)器結(jié)構(gòu)、大面刷刷洗機(jī)器結(jié)構(gòu)、小面刷刷洗機(jī)器結(jié)構(gòu)、素刷刷洗機(jī)器結(jié)構(gòu)、空氣干燥機(jī)器結(jié)構(gòu)以及清洗液管道系統(tǒng)。3.2.1架動(dòng)器構(gòu)該機(jī)器結(jié)構(gòu)使用臺(tái)流異步電機(jī)作為動(dòng)力源，調(diào)節(jié)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)機(jī)架的正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外了確認(rèn)機(jī)架在軌道上運(yùn)行的保護(hù)軌道的每一端都有行程開關(guān)，以確認(rèn)機(jī)架在軌道的保護(hù)中移動(dòng)。在這里，機(jī)架的移動(dòng)是通過利用2個(gè)按鈕完成的。3.2.2面刷器構(gòu)大面刷機(jī)器結(jié)構(gòu)主要由2部分組成：定位機(jī)器結(jié)構(gòu)以及主動(dòng)機(jī)器結(jié)構(gòu)。刷子旋轉(zhuǎn)的設(shè)施供應(yīng)由個(gè)異步電機(jī)提供，個(gè)交流接觸器用于管理電機(jī)的正向以及反向旋轉(zhuǎn)。刷子旋轉(zhuǎn)的設(shè)施供應(yīng)由2異步電動(dòng)機(jī)提供個(gè)交流接觸器用于管理電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，氣缸用于大規(guī)模面刷定位機(jī)器結(jié)構(gòu)的電源，磁閥用于管理氣缸的開關(guān)。9

3.2.3面刷機(jī)結(jié)該機(jī)器結(jié)構(gòu)主要由兩部分組成：刷子旋轉(zhuǎn)機(jī)器結(jié)構(gòu)以及定位機(jī)器結(jié)構(gòu)。該機(jī)器結(jié)構(gòu)的設(shè)施供應(yīng)由交流異步電機(jī)提供小面刷的定位機(jī)器結(jié)構(gòu)與大面刷的定位機(jī)器結(jié)構(gòu)是一樣的，因此我們?cè)诖瞬蛔鲈敿?xì)介紹。3.2.4高的潔制最高刷的組成與小面刷相同，另外由機(jī)器結(jié)構(gòu)以及定位機(jī)器結(jié)構(gòu)組成。刷子旋轉(zhuǎn)的設(shè)施供應(yīng)另外由異步電機(jī)提供因此定位機(jī)器結(jié)構(gòu)使用磁閥來調(diào)節(jié)氣缸達(dá)到的運(yùn)行狀態(tài)。3.2.5干器構(gòu)處理系統(tǒng)由交流接觸器管理風(fēng)機(jī)與相應(yīng)的管路工作另外，為了防止風(fēng)道損壞汽車的外觀，通過物理現(xiàn)象開關(guān)以及接近開關(guān)對(duì)風(fēng)道進(jìn)行正確的定位。3.2.6潔管系該系統(tǒng)主要由泵、潛水泵以及汽車洗滌劑的管理閥門組成。泵以及潛水泵的運(yùn)行是由交流接觸器控制的。3.2.7動(dòng)車洗裙的構(gòu)裙刷結(jié)構(gòu)主要有種態(tài)，一種是閉合狀態(tài)，一種是伸長狀態(tài)，一閉合就靜止，一伸長就工作。汽車清洗機(jī)的裙刷在聚集狀態(tài)下，最大的要求是裙刷保持穩(wěn)定，裙刷的聚集動(dòng)作往往是通過選擇氣缸來完成，這樣可以防止裙刷搖擺不定。一旦裙刷處于伸長狀態(tài)，夾住車身內(nèi)部進(jìn)行清理以及清潔，由于小車的寬度不一，外部形狀多變，那么就需要裙刷伸長的位置應(yīng)該是多變的、可變化的，而且夾持力也必須是多變的，以確認(rèn)刷子不會(huì)傷害車身表面的油漆經(jīng)驗(yàn)的夾持力通常由彈簧提供上面的分析，裙邊刷主要由以下部分組成：固定架、氣門搖臂組件、傳動(dòng)裝置、刷子以及氣路裝置，而裙邊刷應(yīng)該是對(duì)稱的。固定架安裝在框架式自動(dòng)洗車機(jī)的側(cè)面框架上，空氣回路單元的氣缸座以及提供夾緊力區(qū)域單元的彈簧座就安裝在上面氣門搖臂組件則通過軸承座安裝在傾斜的氣門搖臂上，然后驅(qū)動(dòng)裙邊刷旋轉(zhuǎn)。裙刷安裝在氣門搖臂的前面，這樣它就會(huì)延伸得更遠(yuǎn)。裙刷的結(jié)構(gòu)如圖。10

圖3.2裙刷結(jié)構(gòu)示意圖11

第四章控制系統(tǒng)硬部分設(shè)計(jì)PLC4.1.1PLC簡介可編程控制器(ProgrammableLogicController)簡稱，它是一種新型的工業(yè)控制裝置，這種裝置是以計(jì)算機(jī)技術(shù)作為基礎(chǔ)的。國際電工委員會(huì)（InternationalElectricalCommittee在1987年P(guān)LC的準(zhǔn)草案又重新做了定義。PLC的英文全稱表示為ProgrammableLogicController其中文全稱叫可編程序邏輯控制器。現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場需求能做出最快的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本高產(chǎn)量的產(chǎn)品PLC出現(xiàn)就將這所有的要求都變成了輕而易舉就能完成的事情[1]

。它的生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)同時(shí)具有極高的可靠性和靈活性，它以微處理器為基礎(chǔ)主要由CPU模塊輸入模塊輸出模塊和編程軟件幾部分組成它的存儲(chǔ)器可以進(jìn)行反復(fù)的編程，存儲(chǔ)器用來儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)，它3物理存儲(chǔ)器，即：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、可以電擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器PLC是智能化的，能夠完成設(shè)計(jì)者規(guī)定的各種工作。通過用戶設(shè)計(jì)程序PLC就能完成用戶要求的特定功能。輸入輸出模塊（I/O模塊）是系統(tǒng)用來感知外界條件和傳達(dá)信息的“五官聯(lián)外部現(xiàn)場設(shè)備和CPU模塊的紐帶。輸入模塊用來接收和采集輸入信號(hào)，輸出模塊用來控制輸出設(shè)備入出模塊除了有傳遞信號(hào)的功能外可以實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換與隔離的功能。PLC控制器的實(shí)現(xiàn)需要軟件硬件高度配一種可以編程的邏輯電路應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大，已廣泛運(yùn)用于各種控制系統(tǒng)中，例如應(yīng)用在半導(dǎo)體方面，民用以及家庭自動(dòng)化當(dāng)中都有涉及。PLC應(yīng)用面廣、普及度高，很多其他的設(shè)備也只是在模仿他的道路上越走越遠(yuǎn)，但在功能方面卻只能是望洋興嘆[11]

。4.1.2PLC的發(fā)展PLC發(fā)現(xiàn)迅速，在短短幾十年的時(shí)間里就取得了很大的進(jìn)步，這得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和編程語言的發(fā)展。PLC隨著發(fā)展的進(jìn)步，它本身的優(yōu)勢也越來越突出，具有適用性強(qiáng)、容錯(cuò)率低、處理速度快、反應(yīng)靈敏等一些特點(diǎn)。為了PLC適用于更多地行業(yè)，它仍在不斷發(fā)展中，目前開始廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。雖然問世時(shí)間并不長，但12

無論在國內(nèi)還是在國外，發(fā)展都相當(dāng)?shù)难该?，有?qiáng)大的生命力和高速的增長模式，成為當(dāng)今占據(jù)第一位的自動(dòng)化裝置。1.國外PLC發(fā)展?fàn)顩rPLC最早問事于美國，就算是了現(xiàn)在，美國的PLC技術(shù)也處于國際領(lǐng)先地位。自從40年代第一臺(tái)編程控制機(jī)器的出現(xiàn)，日本、德國、意大利等國家開始陸續(xù)引入此技術(shù)經(jīng)過近八十的發(fā)展國外有幾百家產(chǎn)商在生產(chǎn)PLC技術(shù)種類更是高達(dá)一千種PLC在全世界的銷售量逐年增加，品種也越來越低，重要的是價(jià)錢越來越低，讓普通老百姓都可以消費(fèi)得起。在上千種PLC類型中，主要的還是美國、日本、歐洲的產(chǎn)品，它們的產(chǎn)品供往各國各地中比較著名的廠家主要有德國的西門子的的三星，日本的三菱、松下等等。這幾個(gè)著名的品牌幾乎在世界各個(gè)角落都可以看到，自然而然也形成了巨大的競爭。美國和歐洲PLC產(chǎn)品主要應(yīng)用于大型、中型PLC領(lǐng)域中，而日本、韓國PLC產(chǎn)品則在小型領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用，而其他國家生產(chǎn)PLC主要供自己國家小范圍內(nèi)的使用。2.國內(nèi)PLC發(fā)展?fàn)顩r我國目前的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)普遍比較落后，技術(shù)同發(fā)達(dá)國家相比較，遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家現(xiàn)在工業(yè)中應(yīng)用的PLC產(chǎn)品絕大部分是國外產(chǎn)品西門子菱歐姆龍，是中國工業(yè)市場上的傳統(tǒng)供應(yīng)商。國產(chǎn)PLC產(chǎn)品在整個(gè)工業(yè)市場中只占據(jù)很小的份額，沒有名牌產(chǎn)品和集中化的生產(chǎn)鏈，無法形成系統(tǒng)化、專業(yè)化的工業(yè)規(guī)模，這對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是極其不利的。為了改善我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)和追趕發(fā)達(dá)國家，我們國家研究者們不辭辛苦，逐漸拉小了我國同國外的差距。國內(nèi)市場PLC產(chǎn)品需求量大，為PLC業(yè)務(wù)發(fā)展提供了絕佳的機(jī)會(huì)。尤其在應(yīng)用方面，引進(jìn)了大量PLC產(chǎn)品，并且在我國自己生產(chǎn)制造的設(shè)備上采用了PLC控制外用PLC對(duì)老設(shè)備進(jìn)行改造僅可以節(jié)約成本，也對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了升級(jí)。4.1.3PLC型號(hào)的選擇對(duì)PLC的選擇需要考慮多方面的因素統(tǒng)的功能需求信需求和穩(wěn)定需求等都是選擇的關(guān)鍵點(diǎn)，在選擇在型號(hào)除了考慮必要的因素，我們應(yīng)該著重考慮以下幾個(gè)方面：1）合理的結(jié)構(gòu)：PLC基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主要有兩種類型：集成類型和標(biāo)準(zhǔn)類型。集成PLC中每個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格低于標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格。尺寸相對(duì)較小，通常用于具有固定系統(tǒng)操作的小型控制系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)的PLC功能靈活方便。如果I/O點(diǎn)數(shù)不足，則僅應(yīng)添加I/O單元。

已經(jīng)開發(fā)出許多實(shí)用的單元，單元的選擇范圍很廣，單元的維護(hù)既方便又容易，并且制造商提供維護(hù)服務(wù)。該模型通常用于更復(fù)雜的控制系統(tǒng)中。2）安裝方式的選擇：PLC的安裝方式可以分成集成形式和分布形式，按照不同需求進(jìn)行安裝。分布式網(wǎng)絡(luò)集中安裝不需要任何設(shè)備體系結(jié)構(gòu)即可進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的響應(yīng)能力和較低的安裝成本。遠(yuǎn)程類型適用于安裝大型系統(tǒng)。系統(tǒng)組件可以廣泛使用?，F(xiàn)場控制器是為短距離通信系統(tǒng)而安裝的，但是需要附加的驅(qū)動(dòng)程序和I/O性能。分布式多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序分別應(yīng)用于多種設(shè)備技術(shù)。在需要連接的已連接系統(tǒng)中，此模式要求使用Connect連接每個(gè)組件設(shè)備。3功能要求的選擇用系統(tǒng)所要達(dá)到的目的也不同們?cè)谶x擇時(shí)應(yīng)該根據(jù)這些目的來進(jìn)行選擇有些設(shè)計(jì)的系統(tǒng)只需要完成簡單的開關(guān)門動(dòng)作那選擇小型的即可對(duì)于有些對(duì)動(dòng)作要求比較高但設(shè)備不大的系統(tǒng)我們選擇中等的PLC比較合適，針對(duì)那些設(shè)備體積龐大、功能要求較多的控制系統(tǒng)設(shè)備來說，我們只能選用價(jià)錢昂貴、可靠性高的大型PLC控制系統(tǒng)。4.1.4PLC型號(hào)的確定PLC功能的選擇包括I/O點(diǎn)和用戶存儲(chǔ)容量選擇。1）除了要控制輸入和輸出信號(hào)的實(shí)際需求外，我們?cè)O(shè)計(jì)的點(diǎn)數(shù)一般要求高于所需要的的I/O點(diǎn)數(shù)，為了方便以后擴(kuò)展程序。我們?cè)O(shè)計(jì)輸入的點(diǎn)數(shù)不應(yīng)超過總輸入點(diǎn)數(shù)的60％。PLC輸出點(diǎn)可以分為不同的類型：釋放點(diǎn)、組。2選擇存儲(chǔ)容量：無法準(zhǔn)確計(jì)算存儲(chǔ)容量。在計(jì)算原始數(shù)據(jù)時(shí)，必須留有很多余地。在系統(tǒng)中僅控制轉(zhuǎn)換量，輸入點(diǎn)總數(shù)*10字/點(diǎn)+輸出點(diǎn)總數(shù)*5字/點(diǎn)，計(jì)數(shù)器/計(jì)時(shí)器（3-5）字/近似值。如果需要計(jì)算處理，則估計(jì)約5-10個(gè)字/集。對(duì)于模擬控制系統(tǒng)，每個(gè)接口可以估計(jì)超200個(gè)字。最后，根據(jù)上述估算，容量通常會(huì)增加50％至100％。PLC的型號(hào)有很多種，對(duì)于合選擇PLC非常重要的，對(duì)于系統(tǒng)的性能也是非常關(guān)鍵的本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使用的PLC型號(hào)是三菱的系列這個(gè)系列PLC編簡單，運(yùn)行穩(wěn)定可以滿足本系統(tǒng)的控制要求FX-2N系列PLC可以根據(jù)不同系統(tǒng)的控制要求進(jìn)行相應(yīng)的輸入輸出擴(kuò)展，對(duì)于一些輸出點(diǎn)較多的系統(tǒng)可以擴(kuò)展輸出模塊，對(duì)于一些輸入點(diǎn)較多的系統(tǒng)可以擴(kuò)展輸入模塊。

因洗車間隔時(shí)間為3min右水泵需頻繁啟動(dòng),而且要求水泵啟動(dòng)后立即出水,因此需要對(duì)水泵進(jìn)行變頻控制?自動(dòng)洗車裝置正常運(yùn)行時(shí)無需人工操作動(dòng)啟要求水泵可以方便的進(jìn)行自動(dòng)控制?水泵在設(shè)計(jì)時(shí)，主要有以下幾點(diǎn)要求泵長時(shí)間接觸水，耐磨性要比較好，不易腐蝕泵的安裝位置比較特殊需具有吸附功能泵的自動(dòng)控制能力比較好適配性比較高。接觸器在整個(gè)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，接觸器如果出現(xiàn)問題，系統(tǒng)就不再是一個(gè)完整的系統(tǒng)，就像線路斷了一樣，就會(huì)停止工作。接觸器斷開時(shí)系統(tǒng)停止工作，閉合時(shí)系統(tǒng)正常工作，作用就像是開關(guān)一樣。接觸器在系統(tǒng)中還有另外一個(gè)作用，就是保護(hù)電路瞬時(shí)出現(xiàn)的欠壓問題。在系統(tǒng)中還有線圈和輔助觸點(diǎn)的作用，它們可以控制電路的某部分支路此選擇接觸器的時(shí)候我們應(yīng)該考慮它的接觸電壓定電流和觸點(diǎn)數(shù)量。施耐德CJX2(LC1)觸器具有很多良好的特性它的電壓或者電流使用范圍比較廣，電壓可以從普通的家庭電壓到2.觸器零部件質(zhì)量較好，耐腐蝕性好，可用于頻道啟動(dòng)關(guān)閉的系統(tǒng)中，可以更好的控制交流電動(dòng)機(jī)。3.種接觸器適配性強(qiáng)，它可以和其他部件結(jié)合組裝成機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)、延時(shí)接觸器或者星三角啟動(dòng)器等等。因此，經(jīng)過篩選和對(duì)比，本論文的設(shè)計(jì)選擇了LC1－交流接觸器。該規(guī)格交流接觸器的其主要參數(shù)如下:額定絕緣電壓Ur:690V約定發(fā)熱電流I:32Ath外形尺寸:76X47X87?15

圖4.1接觸器實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱為電機(jī)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換。把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備稱為發(fā)電機(jī)，而把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備叫做電動(dòng)機(jī)。在生產(chǎn)上主要用的是交流電動(dòng)機(jī)，特別三相異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。它被廣泛地用來驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳送帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)及水泵等。對(duì)于各種電動(dòng)機(jī)我們應(yīng)該了解下列幾個(gè)方面的問題構(gòu)造原理；（3表示轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間關(guān)系的機(jī)械特性起動(dòng)調(diào)速及制動(dòng)的基本原理和基本方法）應(yīng)用場合和如何正確使用。三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造以及工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)基本組成部分為定（固定部分和轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)部分還有端蓋、風(fēng)扇等附屬部分。16

圖4.2電機(jī)部構(gòu)定子（靜止部分）1定子鐵心作用電機(jī)磁路的一部分并在其上放置定子繞組構(gòu)造定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。定子鐵心槽型有以下幾種：半閉口型槽：電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機(jī)中。半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機(jī)。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過絕緣處理后再放入槽內(nèi)。開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機(jī)中。、定子繞組作用：是電動(dòng)機(jī)的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。構(gòu)造：由三個(gè)在空間互隔120°電角度、隊(duì)稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個(gè)線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)定子繞組的主要絕緣項(xiàng)目有以下三種繞組的各導(dǎo)電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣對(duì)地絕緣定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣絕緣相定子繞組間的絕緣。（3匝間絕緣每相定子繞組各線匝間的絕緣電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)的接線電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)都有一塊接線板，三相繞組的六個(gè)線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個(gè)接線樁自左至右排列的編號(hào)為線樁自左至右排列的編號(hào)為（U2三相繞組接成星形接法或三角形接法凡制造和維修時(shí)均應(yīng)按這個(gè)序號(hào)排列。、機(jī)座作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護(hù)、散熱等作用。構(gòu)造：機(jī)座通常為鑄鐵件，大型異步電動(dòng)機(jī)機(jī)座一般用鋼板焊成，微型電動(dòng)機(jī)的機(jī)17

座采用鑄鋁件。封閉式電機(jī)的機(jī)座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式電機(jī)的機(jī)座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)外的空氣可直接對(duì)流，以利于散熱。轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）1三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵作用作為電機(jī)磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。構(gòu)造：所用材料與定子一樣，0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動(dòng)機(jī)（轉(zhuǎn)子直徑在米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。構(gòu)造：分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個(gè)環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個(gè)繞組的外形像一個(gè)鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動(dòng)機(jī)采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對(duì)于100KW上的電動(dòng)機(jī)采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。鼠籠轉(zhuǎn)子分為：阻抗型轉(zhuǎn)子、單鼠籠型轉(zhuǎn)子、雙鼠籠型轉(zhuǎn)子、深槽式轉(zhuǎn)子幾種，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等特性各有不同繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個(gè)對(duì)稱的三相繞組，一般接成星形，三個(gè)出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個(gè)集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故繞線式電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用不如鼠籠式電動(dòng)機(jī)廣泛。但通過集流環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子繞組回路中串入附加電阻等元件，用以改善異步電動(dòng)機(jī)的起、制動(dòng)性能及調(diào)速性能，故在要求一定范圍內(nèi)進(jìn)行平滑調(diào)速的設(shè)備，如吊車、電梯、空氣壓縮機(jī)等上面采用。工作原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差度電角度入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。在電路中，本論文所選用的電機(jī)是三相異步電動(dòng)－，它具有噪音小、啟動(dòng)功率大、可靠性高壽命長、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)采用的是"接法，功率，轉(zhuǎn)速是，安裝尺寸和功率級(jí)完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，如圖所示。18

圖4.3三相異步電動(dòng)機(jī)Y100L2-4圖4.4系統(tǒng)主接線圖系表3.1系統(tǒng)I/O表輸入

輸出

啟動(dòng)右限位左限位

Y0Y1Y2

右移左移噴水19

復(fù)位

Y3Y4Y5

刷洗清潔劑風(fēng)扇在硬件接線上按照下圖4.5進(jìn)行接線，報(bào)警燈和指示燈等輸出通過繼電器輸出，安全性更好對(duì)于PLC接線需要按照要求接線不可多線交叉正負(fù)極反接等不正確接線方式。圖4.5接線圖20

第五章控制系統(tǒng)軟部分設(shè)計(jì)開始啟動(dòng)右移，噴水，刷洗左移，刷洗，噴水右移，刷洗，清潔劑左移，清潔劑右移，刷洗

左移，刷洗右移，噴水，刷洗左移，噴水，刷洗右移，風(fēng)扇開啟左移，風(fēng)扇繼續(xù)開啟結(jié)束圖5.1系統(tǒng)流程圖根據(jù)系統(tǒng)流程圖，系統(tǒng)分為五部分，第一部分為第一次洗車動(dòng)作：首先右移，同時(shí)噴水和刷洗，然后左移進(jìn)行同樣動(dòng)作。第二部分為第二次洗車動(dòng)作：首先右移，同時(shí)刷洗和噴灑清潔劑。第三部分為第三次洗車動(dòng)作：首先右移，然后進(jìn)行刷洗動(dòng)作，然后左移繼續(xù)刷洗。第四部分為第四次洗車動(dòng)作：首先右移，同時(shí)噴水和刷洗，然后左移同時(shí)噴水和刷洗。第五部分為第五次洗車動(dòng)作：首先右移風(fēng)扇工作后再左移工作，第五個(gè)動(dòng)作完成后系統(tǒng)停止運(yùn)行。21

梯形圖是用編程語言編寫的一種簡單的圖形，這種梯形圖類似于我們的電路圖，具有直觀明了、簡單易懂的特點(diǎn)，因此梯形圖在控制系統(tǒng)中得到了很廣泛的應(yīng)用。梯形圖雖然是用編程語言編寫的，但它很容易看懂，即使是沒有基礎(chǔ)的技術(shù)人員，再者，梯形圖特別適合使用在開關(guān)量邏輯控制系統(tǒng)中。本論文所選用的是以PLC為核心處理器的控制系統(tǒng)，它將新的電子技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器結(jié)合來實(shí)現(xiàn)編程的控制。在PLC控制系統(tǒng)中，每一個(gè)元器件都有自己特定的名字，很容易讓人們記住。比如我們常說的繼電器、接觸器、傳感器等等，它們控制系統(tǒng)中都有體現(xiàn)，雖然它們并不是真正的元器件，但它們?cè)诳刂葡到y(tǒng)中和這些器件的作用是一模一樣的。對(duì)于開關(guān)量輸入的選擇時(shí)是比較簡單的，我們常用的家庭電路是電壓，在這里當(dāng)然也是可以用的，這種電壓提供的電路可以和其他電子元件相連接，比較方便。還有一種就是交流24V電壓，這種輸入方式適用于那些油霧、灰塵比較嚴(yán)重的情況下，在這種情況下交流輸入觸點(diǎn)的接觸較為可靠。開關(guān)量的輸入簡單，輸出也是很簡單的，開關(guān)量的輸出主要有三種：繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出。下面對(duì)這三種不同的開關(guān)量輸出做簡單的描述，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，繼電器輸出是最便宜的，我們常用的也比較多，在本論文也選擇繼電器輸出的方式。從輸入方式來說，繼電器可以接受交流電壓的輸入也可以接受直流電壓的輸入，而晶閘管只能接受前者輸入方式，晶體管只能接受后者輸入方式。從接觸方式來說，繼電器是直接接觸的，其余兩種是非接觸式的系統(tǒng)，也因?yàn)檫@樣，繼電器由于接受頻繁的接觸和沖擊，使它的壽命比較短，可靠性差，本論文系統(tǒng)所需要的功能比較少，考慮到晶閘管和晶體管比較貴，所以我們選用繼電器輸出方式。梯形圖存在一個(gè)邏輯計(jì)算，這個(gè)計(jì)算需要根據(jù)梯形圖中各個(gè)觸點(diǎn)的狀態(tài)，根據(jù)特定的邏輯運(yùn)算求出相應(yīng)編程元件的狀態(tài)。這個(gè)邏輯運(yùn)算的順序是從左到右，從上到下的，符合人們的計(jì)算習(xí)慣，同時(shí)前面計(jì)算出來的結(jié)果可以被后面的計(jì)算步驟再利用。由于本系統(tǒng)程序量較大，無法對(duì)每組程序進(jìn)行一一說明，下面對(duì)一些基礎(chǔ)程序進(jìn)行說明，詳細(xì)程序見附錄。22

圖5.2啟動(dòng)程序此程序?yàn)橄到y(tǒng)的啟動(dòng)程序?yàn)閱?dòng)按鈕X3為復(fù)位按鈕M0運(yùn)行標(biāo)志位當(dāng)點(diǎn)動(dòng)得電，M0得電自鎖，系統(tǒng)開始運(yùn)行。圖5.3第一次洗車程序此程序?yàn)榈谝淮蜗窜嚨某绦颍?dāng)X0得電后，自動(dòng)洗車機(jī)開始進(jìn)行第一次左右循環(huán)動(dòng)作，當(dāng)洗車機(jī)運(yùn)行到右限位開關(guān)處，X1得電，常閉斷開，洗車機(jī)開始左移。程序中的M1-M6為右移，左移，噴水等的標(biāo)志位，通過位存儲(chǔ)器可以避免雙線圈問題。圖5.4第二次右移程序本程序是洗車系統(tǒng)的第三次洗車程序。第三次右移時(shí)，開始噴灑清潔劑，同時(shí)進(jìn)行刷洗。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)只有兩個(gè)限位開關(guān)，為了避免每次都進(jìn)行相關(guān)的動(dòng)作，對(duì)五次洗車需要按順序進(jìn)行區(qū)分。在程序中通過計(jì)數(shù)器來對(duì)每次洗車機(jī)移動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù)。每次洗車機(jī)移動(dòng)時(shí)進(jìn)行的動(dòng)作都不同，根據(jù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)來啟動(dòng)不同的動(dòng)作。23

組態(tài)界面也可以稱為人機(jī)界面，它主要通過顯示器來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，方便操作人員了解系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)。組態(tài)的發(fā)展也是隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展的，在早些年前的手工業(yè)時(shí)代，人們都是憑借日常積累的經(jīng)驗(yàn)來判斷和控制手工業(yè)。到了年代，我國的企業(yè)開始實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，我們不需要通過人的觀察或者經(jīng)驗(yàn)判斷機(jī)器運(yùn)行的狀態(tài)，我們的機(jī)器連接著顯示器或者電腦，機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)在顯示屏幕上顯示，告訴工人機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到了哪一個(gè)階段80年代我國的計(jì)算機(jī)發(fā)展進(jìn)入成熟階段進(jìn)而計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)也開始進(jìn)入一個(gè)全新的狀態(tài)。大多數(shù)工廠都開始采用氣動(dòng)結(jié)合的方式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，甚至通過編程語言我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)操作流程的控制和使用[14]。世界上第一臺(tái)組態(tài)軟件是美國公司W(wǎng)onderware開發(fā)的，隨后發(fā)展的組態(tài)軟件都是以這個(gè)為基礎(chǔ)改進(jìn)設(shè)計(jì)開發(fā)的的組態(tài)軟件有國外、TraceMode，國內(nèi)的組態(tài)王、力控MCGS、開物、易控、杰控、世紀(jì)星及紫金橋組態(tài)軟件等。組態(tài)軟件的功能（1組態(tài)軟件有其獨(dú)特的界面內(nèi)部系統(tǒng)可以收到其他系統(tǒng)發(fā)過來的信息了解工業(yè)現(xiàn)場的狀況，并根據(jù)實(shí)時(shí)情況對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)整。（2）組態(tài)界面可以提供簡單明了的圖片或者動(dòng)畫給操作人員提供所需要的信息。（3組態(tài)軟件最大的優(yōu)勢是信息及時(shí)若現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況它可以將其報(bào)給工作人員，使工作人員可以更快地作出應(yīng)對(duì)策略，保證現(xiàn)場的安全。（4）組態(tài)軟件可以自動(dòng)把收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，做成表格發(fā)給工作人員。（5）組態(tài)軟件可以將不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)系和整合在一起。（6）組態(tài)軟件還可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域的劃分，設(shè)定不同的程序通過網(wǎng)絡(luò)分別實(shí)現(xiàn)不同部分的監(jiān)控，完成了更加復(fù)雜的遠(yuǎn)程監(jiān)控。組態(tài)軟件的優(yōu)點(diǎn)（1）功能強(qiáng)大；（2）簡單易學(xué)；（3）擴(kuò)展性好；（4）實(shí)時(shí)多任務(wù)。本次系統(tǒng)的組態(tài)界面開發(fā)選擇的組態(tài)軟件為designer3,在GT中對(duì)自動(dòng)洗車系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行圖形化設(shè)計(jì)。

圖5.5GTDesigner3工具欄在圖5.5中是的工具欄和畫面編輯欄。工具欄在軟件的左側(cè)，通過工具欄選擇界面的基本按鈕和指示燈等元素，在畫面編輯欄中對(duì)畫面的基本屬性進(jìn)行設(shè)置。圖5.6界面編輯此界面為組態(tài)界面的開發(fā)處，通過系統(tǒng)的控制邏輯和系統(tǒng)的要素。在此界面上對(duì)系統(tǒng)的組態(tài)界面進(jìn)行開發(fā)，將按鈕，指示燈和文本等元素在此界面進(jìn)行合理排布。25

圖5.7按鈕變量編輯此界面為按鈕的變量編輯，可以對(duì)按鈕的背景色，按鈕的文本等進(jìn)行修改。同時(shí)可以設(shè)置按鈕連接的變量，此處按鈕的連接變量需要和按鈕的功能相對(duì)應(yīng)。按鈕可以設(shè)置為點(diǎn)動(dòng)，置位等不同的形式。圖5.8指示燈變量編輯26

第六章系統(tǒng)仿真前面已經(jīng)完成了對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，接下來需要對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)，看它是否達(dá)到本論文設(shè)計(jì)的要求。但由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，只能采用仿真的形式對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，本次采用的仿真軟件是GTsimulator3，通過work2GTdesigner3連在GTsimulator3中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真具體步驟如下：(1)在GXwork2模擬調(diào)試中啟動(dòng)仿真；(2)將已經(jīng)編寫好的程序下載到模擬PLC中；(3)打開GTsimulator3的界面，設(shè)置仿真器型號(hào)和組態(tài)型號(hào)；(4)在GTsimulator3打開相應(yīng)的組態(tài)界面文件，在界面中進(jìn)行相關(guān)操作；(5)檢查程序是否成功運(yùn)行，HMI界面中的相關(guān)狀態(tài)顯示是否正確；圖6.1GTsimulator3啟動(dòng)

圖6.2仿真組態(tài)界面通過仿真可以減少硬件調(diào)試的問題，可以檢驗(yàn)系統(tǒng)的正確性。本次仿真中打開GXwork2中的程序進(jìn)行模擬調(diào)試，同時(shí)在simulator3中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制和監(jiān)控。如圖6.2中的仿真組態(tài)界面，在界面中有系統(tǒng)的控制按鈕和狀態(tài)指示燈，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開始運(yùn)行，由于本次是模擬仿真，并沒有實(shí)際物理信號(hào)輸入，對(duì)于限位開關(guān)采取的是手動(dòng)輸入，通過按鈕來模擬限位開關(guān)的動(dòng)作。在界面的右側(cè)是洗車系統(tǒng)的狀態(tài)顯示指示燈，洗車系統(tǒng)運(yùn)行不同的動(dòng)作時(shí)，對(duì)應(yīng)的指示燈會(huì)亮起，也可以檢驗(yàn)系統(tǒng)的正確性，通過本次仿真很好的檢驗(yàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和正確性。28

結(jié)論此次設(shè)計(jì)采用了通用的技術(shù)以達(dá)到對(duì)洗車機(jī)的各項(xiàng)復(fù)雜動(dòng)作的控制，以準(zhǔn)確的軟件設(shè)計(jì)，設(shè)備型號(hào)的選擇和精準(zhǔn)的參數(shù)設(shè)定，確保了洗車機(jī)的高精準(zhǔn)度，還可以達(dá)到操作流程簡單，動(dòng)作精確的效果，并具有良好的穩(wěn)定性，提高電能的利用率。最為人性化的設(shè)計(jì)在于，機(jī)器的運(yùn)行方式為全自動(dòng)，有效的提升了工作效率，告別了傳統(tǒng)操作方式的高強(qiáng)度作業(yè)，更為人性合理。目前我國的公共交通事業(yè)飛速發(fā)展，以及私家車的擁有量的日益龐大這種采用新技術(shù)PLC的全自動(dòng)洗車機(jī)必然會(huì)有極其廣闊的市場前景，一定會(huì)革新該行業(yè)的經(jīng)營模式。認(rèn)真做過畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)就會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)這是一個(gè)非常難得而又非常有趣的一段經(jīng)歷，將理論與實(shí)際相結(jié)合，動(dòng)手動(dòng)腦樂在其中。從開始拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目到現(xiàn)在論文的完成，我通過查閱文獻(xiàn)，自己設(shè)計(jì)出了一套完整的全自動(dòng)洗車機(jī)控制系統(tǒng)，從大的設(shè)計(jì)方案到小的每一個(gè)元器件的選擇，我對(duì)硬件設(shè)施和軟件設(shè)計(jì)都有了更詳細(xì)的了解，對(duì)簡單的編程語言也有了一定的基礎(chǔ)，在學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上，我更加明白實(shí)踐的重要性。在撰寫論文的過程中出現(xiàn)了很多問題，不得不反復(fù)的查閱相關(guān)資料、修改程序、進(jìn)行試驗(yàn)，直到解決問題。此次設(shè)計(jì)中我主要用了CAD等件CADComputerArchitectureDesign的簡稱，常用于繪制建筑平面圖、電氣接線圖等，曾幾何時(shí)它帶來了建筑設(shè)計(jì)的革命由于軟件從一開始的二維演變到現(xiàn)在的三維軟件所以技術(shù)受到了大眾的歡迎，三維設(shè)計(jì)給各個(gè)行業(yè)帶來的巨大影響是不可忽略的，直接促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。當(dāng)今社會(huì)我國年年都會(huì)投資幾千億元在基本建設(shè)方面，可以想象假如CAD技術(shù)能夠被全國的各個(gè)工程設(shè)計(jì)的單位都采用，投資效益就將會(huì)有