基于PLC控制的自動洗車機設計

摘要隨著當今社會的快速發(fā)展，人均GDP逐漸升高，人民越來越追求高品質的生活方式，汽車對于家庭來說越來越普遍了，但是人們享受生活的同時沒有足夠的時間去清理自己的愛車，所以傳統(tǒng)洗車行業(yè)迎來了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)洗車存在著洗車時間長、耗水量大、需諸多人工等缺點。因此研究自動洗車機對于節(jié)約車主時間、節(jié)約水資源、節(jié)約人力等具有重要意義。本文利用PLC控制技術設計了一臺自動洗車設備。通過相關文獻的閱讀，確定了設備的工作方式為往復式。對于設備的整體結構，依據(jù)市場調研以及客戶的需要，確定了自動洗車設備的原始參數(shù)以及主要部件的選型。在控制部分，根據(jù)自動洗車機的控制要求和控制分析確定了選用S7-200CPUSR60作為控制核心，列出了輸入輸出表。最后，根據(jù)洗車機的工作流程，進行了程序的編寫。關鍵詞：自動洗車機；電動機；PLC控制；模擬量控制

目錄TOC\o"1-2"\h\u22826一、引言 一、引言（一）課題的研究背景和意義隨著我國科學技術的進步，人們的生活質量都得到了很大的提高，汽車更是取代了80年代的自行車潮。與此同時，洗車成為人民社會生活中必不可少的部分[1]，然而現(xiàn)在更多的用戶更青睞于全自動的洗車方式，這種清洗方式大大降低了人工的工時，它是用到計算機控制相關程序來實現(xiàn)整個洗車流程的，主要有噴水清洗，打蠟和吹干等流程。這種洗車方式的成本不大，而且工作時的清洗效率比較高，但是在我們國家很多洗車行還是在用人工來洗車。人工操作的效率太低，而且消耗的時間過于長，逐漸將會被淘汰[2]。由于傳統(tǒng)的人工洗車方式具有很多弊端，并且現(xiàn)在也很難適應時代的發(fā)展，所以研發(fā)一款可以代替人工，并且清洗效率高，整潔度好的全自動洗車機具有很大的市場前景。本課題利用PLC控制技術來實現(xiàn)自動洗車操作的。通過理論分析對設備的總體結構和相關的控制系統(tǒng)進行了設計，使自動洗車機在社會中得到運用，促進社會的發(fā)展和進步。（二）自動洗車機國內外研究現(xiàn)狀分析1、國內研究現(xiàn)狀由于之前我們國家人民的生活水平不高，很少有家庭里有汽車，洗車行業(yè)是在最近十年才開始興起的。洗車行業(yè)這個不算什么高的技術活，很多百姓都可以開一家店面，而且對于勞動者來說上手很快。由于這個行業(yè)沒有什么相關部門重點扶持，所以有關的行業(yè)標準也不是很完善，有很多小的洗車行達不到環(huán)保的標準。而一些具有時代特色的全智能洗車設備在我們國家應用和推廣的不是很多。桂林理工大學的陳韋松和謝永智等人，他們在之前研究了立式的洗車設備的機械結構和有關的工作機理。這種智能的洗車機設備主要由支架、減速器、氣壓控制和清洗時的關鍵零件毛刷組合而成。清洗車身的裙刷和立刷的運動主要是通過PLC控制氣壓缸的伸長和壓縮實現(xiàn)的。與毛刷相配合的一些流程動作也是利用可編程控制器來實現(xiàn)。這種設備讓裙刷在車身進行前后的運動來清洗淤泥，然后回來的時候風機就開始工作，進行吹干，清洗效果比較出色。車門窗位置的清理工作主要是立刷起到了作用，立刷之間的位置通過結構上的導軌來進行調節(jié)，這樣可以適合一些比較復雜的車型。而橫刷是清洗車頂?shù)挠行Р考?，泡沫棉不僅可以貼合車頂，允許的變形程度也大，并且不會把雨刷卷入毛刷中[3]。合肥工業(yè)大學的王昊在2018年對無接觸式自動洗車機的系統(tǒng)結構進行了總體設計，通過PLC和國產(chǎn)的伺服系統(tǒng)以及相關的傳感器進行了洗車設備的系統(tǒng)設計。此洗車機通過超聲波定位，采用陶瓷柱塞水泵對車身進行清洗，二連桿機械臂式的設計，通過伺服電機的驅動，控制精準，速度快，效率高，占地面積小，并且噴嘴的設計，使得耗水量大大減少，符合現(xiàn)代社會綠色環(huán)保的理念[4]。2、國外研究現(xiàn)狀汽車最初起源于歐洲的一些國家，當時洗車設備的發(fā)展也是從那邊先開始的。日本看到了洗車行業(yè)存在的巨大市場，所以他們在這個行業(yè)內發(fā)展很迅速，這也是因為他們在汽車工業(yè)方面的技術也比較成熟。有這樣一種說法，全球的洗車行業(yè)受到了日本的啟發(fā)，所以都在進行相關技術的普及。國外汽車行業(yè)經(jīng)過百年的發(fā)展，科學洗車、環(huán)保洗車的理念已深入人心[5]?，F(xiàn)階段外國主流的洗車方式主要有智能洗車，整齊洗車還有就是不需要水來洗車，而智能洗車應用的最多[6]。日本MK精工株式會社，他們設計了一臺新型洗車設備，這個設備是利用光學原理來感知車子的外形輪廓，而且還有障礙物識別功能，遇見障礙物就會自動抬起，可以避免損壞車體，獨特的設計只需要來回這么移動一個周期就可以完成清洗干燥工作。有著能夠兼顧安全問題和高清潔度的視覺感知系統(tǒng)。德國德加福公司設計了隧道式自動洗車設備，這臺清洗設備的部件比較多，主要有整體的機械結構，電路控制系統(tǒng)，吹干系統(tǒng)，清洗裝置以及噴水系統(tǒng)構成。這臺設備的外表面經(jīng)過了特殊的處理方式，有著非常出色的耐腐蝕性能。其工作流量為2L/min，高壓管長度為12m，軌道長為12m。（三）論文研究的主要內容本文所設計的龍門往復式自動洗車機是以PLC（可編程控制器）作為控制器件，通過各種傳感器作為感應元件，來確定各個刷子與將要清洗的車輛間的距離，來確定刷子的下一步動作，自動洗車機在前進的過程中完成一次刷洗汽車。具體研究內容如下：闡述課題背景，對國內外相關研究現(xiàn)狀進行總結和分析；完成自動洗車機的總體結構設計；完成自動洗車機設備控制方面相關硬件部分的選型；完成自動洗車機設備控制方面相關軟件程序的編寫；完成本文的總結歸納工作，并給出未來發(fā)展相應的展望。一、自動洗車機總體結構設計（二）自動洗車機的結構特點現(xiàn)如今大部分洗車店還在采用人工洗車，但人工洗車會造成水資源和人力資源的浪費。雖然隧道式洗車機可以節(jié)約人力，但是這種洗車機是用架子坐在導軌上，利用帶過使車子運動，這樣就需要不停地噴灑水，造成很大的浪費，還會增加設備用量和加大投資成本，而且會增加洗車機的長度和寬度，從而增加了占用空間。但是最新設計的往復式清洗設備主需要汽車行駛到指定的洗車區(qū)域，然后通過洗車桁架在下面的跑道上往復移動來實現(xiàn)對汽車的清洗工作。設備的這種工作方式可以節(jié)約水資源，從成本方面來說也可以降低一部分的成本，因為整個過程被清洗的汽車是靜止不動的，運動的部件只是清洗設備的相關部件，這樣一來就可以做到比較準確位置的清洗，所以減少了水的使用量。這種裝置的主要結構為龍門架，還有左右位置以及上面的毛刷。由于該種洗車機清洗小型汽車，結合當前轎車的外形尺寸，可以確定往復式洗車機的機器長為2.2米，寬為3.6米，高為2.9米。（三）自動洗車機的設計要求1、原始參數(shù)研發(fā)的自動洗車裝置的有關數(shù)據(jù)見表1-1。表1-1自動洗車裝置有關數(shù)據(jù)適用車型小型汽車設備尺寸，m2.2×3.6×2.9洗車尺寸，m5.0×2.0×2.0軌道長度，m9.6清洗方式水洗洗車能力，輛/小時20-25輛設備配置頂刷1支、側刷2對2、自動洗車機運動軌跡及清洗步驟由于自動清洗設備自身的結構特點，被清洗的車輛是不需要移動的，所以要求清洗設備的相關機構必須保質保量的完成自己所負責區(qū)域的清洗工作。因為汽車的外表面并不是規(guī)則的平面，所以不同的清洗機構對于汽車表面的運動路線也是不同，所以需要對相關清洗機構進行運動軌跡的分析，這樣可以避免一起工作的時候產(chǎn)生干涉的現(xiàn)象，提高清洗效率。清洗設備最上面安裝的刷子叫頂刷，它主要用來洗刷車輛的上表面的灰塵。這個刷子的運動主要由兩部分組成，一部分是沿著自己軸身的旋轉工作，另一個是與車的上表面做相對運動，相關原理如圖2.1所示。繞第一部分的運動可以靠電機驅動的方式來實現(xiàn)，第二部分的運動需要利用清洗設備的框架軌道來實現(xiàn)移動。圖1-1清洗設備的頂刷運動軌跡原理圖清洗設備的外圍安裝有側向清洗刷，它可以對車輛的外圍進行清洗處理?？紤]到其特殊的工作方式，所以這個刷子也是需要具有兩部分運動，第一部分為固定清洗時自身的轉動，第二部分是當一個位置清洗完轉換到第二個位置的移動，移動的路線如圖1-2所示。圖1-2清洗設備的側向毛刷移動路線圖對于被清洗車輛的輪轂和輪轂周圍的位置就需要用較小的側刷子來清洗。這個刷子的運動也是由兩個部分組成，一部分是自身的旋轉便于清洗固定位置，另一個就是整體旋轉系統(tǒng)沿著車輛左右兩側往復運動，具體的運動軌跡如1-3所示。清洗步驟：首先把車輛?？吭谥付▍^(qū)域，并拉好手剎；啟動清洗設備，清洗機開始進入工作狀態(tài)，向車身移動；清洗設備的噴水系統(tǒng)啟動，噴出高壓水流；清洗設備的刷子開始工作，刷洗車輛的外表面；在這個過程中，所有的刷子都開始進行旋轉運動，上面的毛刷向下移動準備對汽車頂部進行仿形刷洗，小側刷清洗車輛輪轂和兩側下部。當大側刷的刷毛有很大一部分接觸到車的表面了，這時清洗設備停止移動，隨著大側刷的清洗，到汽車的后擋風玻璃位置時，上面的刷子下降，進行清洗，這時洗車機暫時停止行走，大側刷開始清洗車輛后端。停止刷洗，洗車機沿軌道返回圖1-3清洗設備的小側刷移動路線圖二、控制系統(tǒng)硬件設計（一）可編程控制器的構成PLC屬于一種編程控制系統(tǒng)，它具有特別強大的功能，用戶可以利用它進行定時和計數(shù)外還有一些運算等操作，它現(xiàn)在被廣泛的使用在廚房電器、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和工業(yè)中[11]。這種控制設備其實就是一種應用于工業(yè)的計算機，只不過個頭不是很大，它的使用需要技術人員編寫好程序指令，然后就可以控制相關設備運行，它由這六個方面構成：CPU[12]存儲器電源輸入/輸出單元接口單元外接設備（二）控制系統(tǒng)的硬件構成在本系統(tǒng)中，往復式洗車機的系統(tǒng)分為以下幾個部分：控制部分。該部分主要通過可編程控制器PLC發(fā)布一些指令。驅動部分。該部分主要是根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，電機按照指令進行各種動作。檢測部分。該檢測部分主要是對一些位置進行，將檢測的數(shù)據(jù)發(fā)送給可編程控制器，以實現(xiàn)對洗車機的操控。（三）自動洗車設備的控制要求及分析1、自動洗車設備的相關要求可以自動清洗車輛的外表面；毛刷與車輛要有一定的接觸，洗車設備才能移動；如果洗車過程中出現(xiàn)故障，可以隨時停止，并且毛刷迅速回位；設備移動過程中要控制好終點位置，防止脫離軌道，可以在始末位置裝上行程開關。2、自動洗車裝置有關的控制部分研究設計的裝置主要由移動機構、三個清洗機構還有水路流道系統(tǒng)等構成。移動機構主要是利用兩臺380v的異步電機來實現(xiàn)移動的。此機構若想向前移動就可以讓電機正轉，機構若想向后移動，就可以讓電機反轉。為了避免該結構出軌，需要在機構首尾兩端裝有感測開關，以便控制機構的。側面較大的刷子，也需要用兩臺電機來進行驅動，毛刷的旋轉通過電機的啟動與停止來控制，當然這個機構也需要安裝行程開關，這樣可以提高清洗的效率，也可以控制行走小車行走范圍。最上面的刷子，只需要一臺電機來進行控制旋轉，而且它的要求不高，不需要正反轉，只要是旋轉就可以了，這個就可以通過電機的開關來實現(xiàn)。在與車身輪廓相近的運動則通過裝設的電流互感器[13]，如果刷子與車的表面距離太近，那么與毛刷配套的電機的負載就會變大，這會增加線路上的電流，利用互感器把電流值傳遞到PLC中，然后PLC[19]會做一個判斷，如果大于預設值，就會調整刷子，讓它向上移動；移動的過程中，電機還是運轉的，這時就有電流持續(xù)的傳達到PLC中，通過相應的判斷，最終確定比較合適的位置，然后再對車輛進行洗刷。側面較小的刷子，也需要用兩臺電機來進行驅動，旋轉運動直接靠電機的運動狀態(tài)實現(xiàn)。水路流道系統(tǒng)主要是由水泵提供高壓水流，然后通過相應的管道噴出，水泵的工作是靠電機驅動。所以說，若想要這臺清洗設備可以正常運動，每一個機構的工作狀態(tài)都不能出現(xiàn)故障，一旦有一塊出現(xiàn)問題，整個清洗系統(tǒng)就會受到影響，導致無法工作。（四）控制系統(tǒng)的電路設計從上一節(jié)的相關機構運動分析可以知道，清洗設備的前后移動，三種刷子的旋轉運動和一些機構的移動還有自動洗車裝置的供水都需要采用電力驅動。這種自動清洗設備要求電源為380V的交流電，而且為了完成所有的清洗功能需要11臺電機為其工作。控制清洗設備行走的電機要利用KM1、KM3和KM2、KM4控制，他們可以操控清洗設備的前后移動。上面刷子的轉動由KM5控制，而KM6、KM7控制另一臺電機，通過旋轉方向來調整上面刷子的上下移動。KM19、KM15則被設置控制側面較小刷子的轉動。KM8、KM9控制側面較大刷子的旋轉運動，行走小車的兩臺電機分別由KM10、KM11和KM12、KM13控制其正反轉從而實現(xiàn)大側刷的左右滑動。清水水泵電機由KM16控制其啟動與停止。同時為進行過載保護，防止發(fā)生危險，在每一個支路電路上加上熱保護器。（五）控制系統(tǒng)I/O點的確定和PLC的選型1、控制系統(tǒng)的輸入元件和輸出元件的數(shù)量（1）控制系統(tǒng)輸入元件的個數(shù)自動清洗設備的開始與停止需要兩個開關。而且為了避免自動清洗裝置出現(xiàn)越出預設軌道的行為，需要在設備的前端和后端安裝兩個可以控制的開關。如果自動清洗設備工作時出現(xiàn)問題，重新啟動需要相關機構歸位，所以要一個復位開關，方便設備自動歸位。側面較大的刷子要進行有關位置的識別工作，想中間位置，車的前后位置，還有自己的初始位置，這就需要四個行程開關還有兩個接近開關。側面較小的刷子需要識別自己的初始位置，所以要兩個行程開關才行。通過分析得知，整個自動清洗設備的輸入開關為十三點。（2）控制系統(tǒng)輸出元件的個數(shù)自動清洗設備的前后移動是通過電機的旋轉方向實現(xiàn)的，所以需要輸出兩個開關量。自動清洗設備水泵的啟閉要用控制閥實現(xiàn)，需要輸出一個開關量。上面的毛刷的旋轉需要電動機的啟停進行操控，上下移動則是利用電機的旋轉方向，所以需要輸出開關量兩點。大、小側刷的轉動需要通過電動機的啟停來控制，因此控制電路中需要控制四個接觸器，即需要輸出開關量四點。大側刷的左右滑動利用電機的不同旋轉方向來實現(xiàn)，所以需要輸出開關量兩點。小側刷的擺動需要兩個氣缸，因此電路中需要兩個電磁閥，即需要輸出開關量兩點。因此整個系統(tǒng)共有輸出開關量十三點。2、PLC的選型PLC型號的選擇主要由兩個方面的參考：（1）PLC的容量；（2）PLC的機型。但是市場上PLC的種類繁多，廠家也是很多，有國外的還有國內的，質量品質也是參差不齊，所以要從三點綜合評級：1）設備的功能2）設備的價格3）廠家所能提供的服務通過上面的分析可以知道，開關量輸出18點，輸入15點。綜合自動清洗設備的應用場地和使用要求，所以選擇了西門子S7-200SMART。西門子這個品牌在客戶中的口碑比較好，而且故障率低，售后服務也是非常的到位，深受廣大用戶的好評，這款PLC的性價比特別高，而且功能強大，并且傳輸數(shù)據(jù)方便，市面上常見的網(wǎng)線就可以進行程序的上傳和下載工作，還可以支持多種輸出方式，所以本次的設計打算選擇西門子這個品牌的可編程控制器。經(jīng)過綜合分析，PLC的選型定為S7-200CPUSR60，其I/O總數(shù)為60點，輸入36點，輸出24點。所以，本系統(tǒng)PLC為S7-200CPUSR60是非常合適的。同時為了檢測電流變化信號，需要一個EM擴展模塊，選用的型號為6ES7-288-3AE04-0AA0EMAE04模擬量AI模塊，4路輸入。（六）PLC的I/O分配表通過前面相關參數(shù)的研究討論，其I/O分配表如下表2-1和表2-2。表2-1輸入分配表輸入信號啟動按鈕SB1I0.0停止按鈕SB2I0.1復位按鈕SB3I0.2洗車機汽車前端感測開關SQ1I0.3洗車機汽車后端感測開關SQ2I0.4大側刷（左）中間位置開關SQ3I0.5大側刷（右）中間位置開關SQ4I0.6大側刷（左）兩側位置開關SQ5I0.7大側刷（右）兩側位置開關SQ6I1.0大側刷中軸左右移動探測接近開關SQ7I1.1大側刷中軸前后移動探測接近開關SQ8I1.2小側刷（左）原位SQ9I1.3小側刷（右）原位SQ10I1.4頂刷上極限位置開關SQ11I1.5頂刷下極限位置開關SQ12I1.6頂刷電流互感器AIW16小側刷電流互感器AIW18EM0_輸入2AIW20EM0_輸入3AIW20表2-2輸出分配表輸出信號洗車機前進KM1、KM2Q0.0、Q0.2洗車機后退KM3、KM4Q0.1、Q0.3頂刷轉動KM5Q0.4頂刷上升KM6Q0.5頂刷下降KM7Q0.6大側刷轉動KM8（左）、KM9（右）Q0.7、Q1.0大側刷（左）向右滑動KM10Q1.1大側刷（左）向左滑動KM11Q1.2大側刷（右）向左滑動KM12Q1.3大側刷（右）向右滑動KM13Q1.4小側刷轉動KM19（左）、KM15（右）Q1.5、Q1.6水泵噴水KM16Q1.7小側刷（左）電磁閥KM17Q2.0小側刷（右）電磁閥KM18Q2.1三、控制系統(tǒng)軟件設計（一）PLC的編程語言S7-200系列的可編程控制器的主機主要分為兩種指令集：IEC1131-3和SIMATIC指令集。第一個指令集是來自國際上的電工委員會（IEC）制定的PLC國際標準1131-3里面特別推薦的一種語言，但是這語言所指導的指令執(zhí)行時間過久[15]。第二個指令集是S7-200PLC專屬的編程語言，這是西門子公司特意為這款可編程控制器設計的。在這些指令集中有很大一部分都是符合第一種指令的標準。然而第二種指令集對于系統(tǒng)中完全數(shù)據(jù)類型的檢查是不支持的。選擇第二種指令集的時候，設計者可以用梯形圖、功能塊圖還有就是語句表等模塊進行相關的編程工作[16]。梯形圖與功能塊圖其實屬于一種圖形語言；然后對于編程中的語句表則是像似匯編語言中的文本型語言。梯形圖相關的編程語言梯形圖（LAD）其實就是一種圖形語言，但是它卻與設計的控制電路互相呼應。這種語言采用了繼電和串并聯(lián)等相關術語和相關符號，但是卻比之前的符號進行一些簡化。這種圖形語言是面向對象的、圖形化的編程語言，它將有關邏輯操作和控制整合在了一起。這種圖形語言在編輯的時候排列的像梯子，所以才這么命名。功能塊圖相關的編程語言功能塊圖（FBD）其實就好像是最常見的邏輯功能圖，然后一個功能塊可以在編程語言中代表著一種功能。這種邏輯功能圖一般情況下由輸入端和輸出端組成。輸入端代表著邏輯語言中功能塊圖的有關條件，而輸出端則代表著功能塊圖的有關運算結果。功能塊圖和梯形圖這兩種指令之間可以相互轉變，在一些特定的情況下，這兩種指令是一樣的。語句表相關的編程語言語句表（STL）通常被用來表達可編程控制器的有關功能。這種語言有點像計算機的匯編語言，但又沒有匯編語言那么復雜，難以理解。它看起來更直觀易懂。所以深受用戶的喜歡。（二）PLC編程的一般規(guī)則網(wǎng)絡在梯形圖（LAD）中，相關的程序被大家利用網(wǎng)絡劃分為一些程序段。梯級通過組合或者單獨形式的存在構成了梯形圖網(wǎng)格。在編程的功能塊圖中，通常情況下要利用到網(wǎng)格的有關概念來實現(xiàn)對程序的分段。在一些語句表程序中，如果想要對一些程度進行分段操作，可以利用網(wǎng)絡這個詞來實現(xiàn)。將這三種編程語言進行分段后，若想讓他們三個之間相互轉換，就可以在編程軟件上進行有關的操作，是比較方便的。梯形圖/功能塊圖在編程軟件中的梯形圖里面的左、右垂直線一般情況下被叫做左、右母線。在使用可編程控制器STEP7-MicroWINSMART進行繪圖操作時，一般情況下可以將右邊的母線省略下去。通常情況下梯形圖的輸入一直都是在圖形的左邊位置，位于圖形的右邊一直是輸出。所以左邊的母線會和觸點連在一起，右母線和線圈或功能框連接在一起，這樣一來就會形成一個梯級。通常情況下在一個梯級當中，左、右母線構成了一個特別完整的“電路”，在這其中是不可以“短路”和“開路”的。在框圖的左邊位置一直是功能塊圖中的輸入，在框圖的右邊位置一直是輸出。允許輸入端和輸出端在梯形圖（LAD）和功能塊圖（FBD）中，功能框的EN端是允許輸入端，功能框的允許輸入端必須存在“能流”。這句話的意思就是與之相連的邏輯運算結果為1，只有這樣才可以執(zhí)行該功能框的相關功能。但是，在語句表程序中沒有EN輸入端，然而這種語言允許執(zhí)行STL指令的條件是棧頂?shù)闹当仨殲椤?”。在梯形圖和功能塊圖這兩個之間，一般情況下，功能框的ENO端是允許輸入端，通常是用于指令的級聯(lián)。假如功能框允許輸入端（EN）可以具有“能流”，還有就是功能框沒有誤差精準的執(zhí)行相關的指令，在這個時候允許輸出端（ENO）將把“能流”傳到下一個功能框。在語句表程序中用AENO（AndENO）指令詢問，可以產(chǎn)生與功能框的允許輸出端（ENO）相同的效果。條件/無條件輸入條件輸入：在梯形圖和功能塊圖這兩個之中，與“能流”有關的功能框或線圈不可以直接連接左邊的母線。無條件輸入：在梯形圖和功能塊圖這兩個之中，與“能流”無關的功能框或線圈可以與左母線直接連接。無允許輸出端的指令在梯形圖和功能塊圖這兩個之中，無允許輸出端（ENO）的指令框，他們之間是不可以用于級聯(lián)的。（三）自動洗車機的工作流程分析本自動洗車機的主要工作是清洗車身。對其工作流程進行分析：按下啟動按鈕，洗車機啟動，開始前進，小側刷、頂刷和大側刷開始旋轉。洗車機前端感測開關感測到車首，水泵開始噴水，頂刷下降，小側刷張開。小側刷、頂刷接觸到小汽車開始刷洗，大側刷開始向左向右移動。大側刷感測到車首時，洗車機停止前進，大側刷開始清洗汽車前端，當大側刷中間位置開關被觸動時，大側刷向右向左移動至汽車兩側附近，洗車機繼續(xù)前進。洗車機行至汽車上表面向上斜坡時，頂刷電流值超過設定值，頂刷上升；洗車機行至汽車上表面下斜坡時，頂刷電流值小于設定值，頂刷下降。當頂刷下降至下極限位置時，頂刷開始上升至上極限位置不動，當洗車機后端感測開關感測到車尾，小刷回到原位，大側刷開始向左向右移動，當大側刷中間位置開關被觸動時，大側刷向右向左移動至兩側位置開關不動。小側刷、頂刷和大側刷停轉，水泵停止噴水，按動復位按鈕，洗車機回到原位，洗車停止。（四）控制系統(tǒng)程序的編制（1）編程軟件STEP7簡介因為這個自動洗車設備是利用S7-200SMART系列的PLC進行開發(fā)的，因此本文中程序梯形圖（LAD）的編輯是利用STEP7-MicroWINSMART編程軟件進行編寫的。這種編程語言是西門子公司的相關部門特別為這一系列的PLC所用的編程語言。這種語言的適用性很強，常見的計算機都能用，所以編程時候不需要擔心與計算機的兼容性的問題。這種可編程控制器可以通過電腦的的串行口與計算機之間進行通信。利用這種編程軟件，一方面設計人員可以便捷地使用相關的編程語言進行離線編程，最終經(jīng)過編譯后轉接電纜直接送入PLC的內存中執(zhí)行。另一方面在進行程序調試過程中，一般情況下還可以在線監(jiān)視程序中各個輸入輸出或狀態(tài)點的通斷情況。最為方便的是，還可以在線修改有關參數(shù)和變量，大大的提高了工作的效率。（2）PLC控制系統(tǒng)的語句根據(jù)上文中的流程分析以及地址分配，整個設計的PLC動作順序控制部分程序如下：圖4-1頂刷的電流互感器模擬量數(shù)據(jù)的采集如圖4-1所示，頂刷的電流互感器的測量范圍在4-20mA。如圖4-2所示，按下啟動按鈕后，洗車機開始前進，頂刷和兩對側刷開始旋轉。如圖4-3所示，當洗車機感應到車首時，水泵開始噴水，頂刷和小側刷開始刷洗汽車。如圖4-4所示，當大側刷接觸到車首時，洗車機停止前進，大側刷開始刷洗汽車前端。如圖4-5所示，當大側刷清洗完畢，向左向右回歸原位后，再向右向左靠近汽車。如圖4-6所示，當大側刷接觸到汽車后，停止滑動，洗車機繼續(xù)前進。如圖4-7所示，當頂刷接觸到汽車前擋風玻璃時，頂刷電機負載變大，電流升高，超過設定值，頂刷上升；當頂刷運動到后擋風玻璃時，頂刷電機負載減小，小于設定值，頂刷下降。當下降到下極限位置時，頂刷上升到上極限位置不動。如圖4-8所示，當洗車機感應到車尾時，洗車機停止前進，小側刷回到原位，大側刷開始刷洗汽車后端。如圖4-9所示，當大側刷在中間位置相碰后，向原位置運動。如圖4-10所示，當大側刷運動到原位置時，停止不動，大側刷、頂刷和小側刷停止轉動，水